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Fiche explicative de la leçon : Règne animal : invertébrés Biologie

Dans cette fiche explicative, nous allons rapeller les caractéristiques de différents invertébrés du règne animal.

Nous allons d’abord examiner certains des organismes considérés comme des invertébrés. Ce groupe est extrêmement diversifié et incroyablement grand. Selon les estimations actuelles, environ 1,25 million d’espèces d’invertébrés différentes ont été identifiées, mais il pourrait y avoir jusqu’à 30 millions d’espèces au total. Les invertébrés représentent environ 95% des espèces animales sur Terre, et on les trouve partout, des déserts aux océans, et même dans votre jardin.

Afin d’étudier les organismes vivants, les scientifiques les classent souvent en groupes distincts, selon un processus connu sous le nom de taxonomie. Les organismes d’un même groupe partagent certaines caractéristiques essentielles.

Définition : Taxonomie

La taxonomie est l’étude scientifique de la classification biologique.

Un exemple de groupe taxonomique est un règne, qui est un grand groupe composé de nombreux organismes différents qui partagent tous des caractéristiques essentielles. La figure 1 donne un aperçu du système de classification à cinq règnes.

Figure 1 : Un schéma illustrant le système de classification des cinq règnes.

Presque tous les organismes appartenant au règne animal partagent des caractéristiques essentielles. Ils sont généralement mobiles et peuvent se déplacer librement. Les animaux sont des organismes eucaryotes, ce qui signifie que leurs cellules contiennent un noyau entouré d’une membrane. Ils sont également hétérotrophes, ils s’alimentent donc en consommant d’autres organismes.

Définition : Hétérotrophe

Un hétérotrophe est un organisme qui s’alimente en consommant d’autres organismes ou matière organique.

Si nous regardons de plus près le règne animal, nous pouvons voir que les biologistes ont classé ce règne en deux groupes différents:les vertébrés et les invertébrés. Le schéma de ce regroupement, ainsi que certaines caractéristiques essentielles de chaque groupe, sont illustrés dans la figure 2.

Figure 2 : Un schéma montrant la division du règne Animal en vertébrés et invertébrés.

Comme le montre la figure 2, les organismes classés comme invertébrés ne possèdent ni colonne vertébrale, ni épine dorsale. Il s’agit d’une caractéristique que partagent tous les invertébrés, aussi complexes ou différents qu’ils soient.

Dans le système taxonomique, chaque règne est composé de nombreux groupes plus petits appelés embranchements. Les organismes d’un même embranchement partagent encore plus de caractéristiques essentielles. Regardons de plus près certains embranchements classés comme invertébrés dans le règne animal.

Terme clé : Règne

Un règne est un rang taxonomique qui se situe en dessous du domaine et contient plusieurs embranchements différents.

Terme clé : Embranchement

Un embranchement est un groupe taxonomique situé sous le règne et qui contient plusieurs classes différentes.

L’embranchement des Porifères comprend des organismes plus communément appelés des éponges. Une éponge est illustrée dans l’image ci-dessous.

Récif de corail avec une grande éponge de mer jaune
Figure 3

Les éponges se trouvent dans les milieux aquatiques. Elles s’alimentent en consommant d’autres organismes et sont constituées de plusieurs cellules différentes. Leur structure est très simple;leurs cellules n’ont pas de paroi cellulaire, et elles n’ont pas de vrais tissus ou organes comme les autres animaux. Cela signifie qu’elles n’ont pas de système digestif, respiratoire ou circulatoire, et que leurs processus biologiques sont effectués par des cellules spécialisées. Contrairement à la plupart des autres invertébrés, les éponges n’ont pas d’exosquelette, mais ont plutôt des spicules (ou pointes) qui fournissent un support structurel. Elles sont généralement hermaphrodites (ce qui signifie qu’elles possèdent à la fois des cellules ou des organes reproducteurs mâles et femelles) et peuvent se reproduire soit sexuellement à l’aide de gamètes, soit asexuellement par un processus appelé bourgeonnement.

Définition : Hermaphrodite

Un hermaphrodite est un organisme qui possède à la fois des cellules ou des organes reproducteurs mâles et femelles.

Cependant, on pourrait penser qu’il est un peu étrange que nous ayons placé cet embranchement dans le règne animal, car contrairement à de nombreuses autres espèces animales, les éponges ne sont pas mobiles. En fait, les jeunes et les larves d’éponges sont mobiles et nagent à la recherche d’un endroit approprié pour s’installer et se développer en adulte. Bien que les éponges adultes soient immobiles, leurs autres caractéristiques (p. ex., le fait d’être hétérotrophes multicellulaires) impliquent qu’elles appartiennent le mieux à la classe des animaux. Parfois, les organismes ne correspondent pas parfaitement au groupe dans lequel ils sont placés, mais ils sont suffisamment proches.

Exemple 1: Rappeler les caractéristiques qui placent les éponges dans le règne animal

La photo fournie montre un membre de l’embranchement des Porifères, plus communément appelé les éponges. Les éponges sont immobiles, mais sont tout de même classées dans le règne animal. Quelles caractéristiques partagent-elles avec le reste du règne animal?

Récif de corail avec une grande éponge de mer jaune
  1. Elles sont unicellulaires et se reproduisent sexuellement.
  2. Elles sont eucaryotes et se reproduisent de manière asexuée.
  3. Elles sont multicellulaires et autotrophes.
  4. Elles sont multicellulaires et hétérotrophes.

Réponse

Les éponges adultes, comme celle illustrée ici, sont des invertébrés immobiles que l’on trouve souvent dans les milieux marins, tels que les océans. Étonnamment, elles sont classées comme des animaux. Récapitulons les caractéristiques principales des organismes appartenant au règne animal pour nous aider à répondre à cette question.

Premièrement, tous les organismes appartenant au règne animal sont multicellulaires. Cela signifie que leurs corps sont composés de plusieurs cellules.

Deuxièmement, les animaux sont eucaryotes. Cela signifie que leurs cellules contiennent un noyau, qui contient le matériel génétique de l’organisme.

Troisièmement, tous les organismes appartenant au règne animal sont hétérotrophes. Cela signifie qu’ils ne peuvent pas synthétiser leur propre nourriture, contrairement aux plantes qui produisent leurs propres sucres. Cependant, les animaux doivent consommer d’autres matières organiques pour se nourrir. Comme les éponges adultes ne peuvent pas bouger, elles s’alimentent en filtrant l’eau à travers leur corps et en extrayant de minuscules particules organiques et de très petits organismes comme le plancton.

D’après nos connaissances du règne animal et de nos options de réponse, nous pouvons voir que la seule option correcte est l’option D. Les éponges sont multicellulaires et hétérotrophes.

L’embranchement des Cnidaires est un groupe qui est en grande partie composé d’animaux aquatiques, tels que les hydres, les anémones et les méduses, qui peuvent vivre individuellement ou en groupes appelés colonies. Une image d’une hydre est illustrée ci-dessous.

Hydra est un genre de petits animaux d'eau douce appartenant à l'embranchement Cnidaria et à la classe Hydrozoa
Figure 4

Ces organismes ne possèdent pas de tête mais ont des appendices, appelés tentacules, qui entourent un orifice qui sert à la fois de bouche et d’anus. Le corps d’un cnidaire est formé de deux couches, dont la couche externe possédant des cnidocytes. Les cnidocytes sont communément appelés des cellules urticantes et ont pour fonction importante de capturer les proies et d’aider l’organisme à se défendre contre les prédateurs.

Les organismes appartenant à l’embranchement des Plathelminthes sont communément appelés les vers plats. Tous les vers plats, comme leur nom l’indique, ont un corps très aplati. Les parties antérieure (en haut) et postérieure (en bas) de leurs corps sont identifiables, mais ils n’ont pas de tête distincte. Leurs corps ont une symétrie bilatérale, ce qui signifie que s’ils sont divisés dans le sens de la longueur, chaque côté sera identique. Leurs corps sont constitués de trois couches, ce qui les qualifie de triploblastiques. Le préfixe triplo- de ce terme signifie « trois fois ». Les vers plats ont un système nerveux central, mais ils n’ont pas de système circulatoire spécialisé. La plupart des vers plats ont un seul orifice qui fait office de bouche pour absorber la nourriture et d’anus pour évacuer les déchets. Certains vers plats vivent librement, et d’autres sont des parasites qui survivent en obtenant leurs nutriments à partir d’autres organismes. La majorité sont hermaphrodites, et contiennent donc des cellules reproductrices masculines et féminines.

Les ténias sont un exemple de vers plats. Les ténias sont particulièrement intéressants car les vers adultes vivent à l’intérieur des organismes vertébrés et se fixent, à l’aide de ventouses et de crochets, aux intestins de l’organisme hôte. Cela leur permet de se nourrir des aliments digérés par l’hôte. La photo ci-dessous montre une image agrandie d’un ténia.

Le ver plat est un parasite de poissons d'eau douce observé au microscope pour l'étudier.
Figure 5

Les organismes appartenant à l’embranchement des Nématodes sont communément appelés vers ronds. Ces vers ont des corps non segmentés, à symétrie bilatérale, composés de 3 couches. Contrairement aux vers plats, ils ont deux orifices distincts pour la bouche et l’anus reliés par un tube digestif. De même, contrairement aux vers plats, ils sont unisexués, chaque organisme possède donc des cellules sexuelles soit masculines ou soit féminines. Ils sont largement répandus et se trouvent dans de nombreux environnements différents. Des exemples de vers ronds incluent Ascaris lombricoïdes , un ver parasitaire couramment trouvé chez les humains, et le ver filaire, qui peut causer une maladie grave du système lymphatique appelée filariose lymphatique (communément appelée éléphantiasis).

Les organismes appartenant à l’embranchement des Annélides sont connus sous le nom de teignes ou de vers segmentés. Comme leur nom l’indique, leurs corps sont segmentés. Un exemple courant d’annélide est le ver de terre, qui a un corps distinctement segmenté. Ces vers se développent dans des environnements très humides, de sorte qu’ils se trouvent le plus souvent dans la mer, l’eau douce et les sols boueux. Ces vers peuvent être unisexués (mâles ou femelles) ou hermaphrodites. Certains d’entre eux sont aussi des parasites, tels que les sangsues, comme celle illustrée ci-dessous.

Hirudothérapie, sangsue médicinale suçant le sang de
Figure 6

La figure 7 compare et oppose les caractéristiques des trois embranchements des vers dont nous avons discutés jusqu’à présent.

Figure 7 : Un diagramme de Venn comparant l’embranchement des vers plats, des vers ronds et des vers segmentés.

Exemple 2: Classifier les organismes dans des embranchements selon une description donnée

Une espèce inconnue de vers a été découverte. Le corps est cylindrique et à symétrie bilatérale. L’organisme trouvé est un mâle. À quel embranchement (Plathelminthes, Nématodes ou Annélides) ce ver est-il le plus susceptible d’appartenir?

Réponse

Pour répondre à cette question, nous devons faire un rappel des caractéristiques partagées par les organismes appartenant aux embranchements donnés dans la question, puis déterminer dans quel embranchement l’organisme de la question s’inscrit le mieux. Les organismes appartenant à l’embranchement Plathelminthes, Nématodes et Annélides sont tous des types de vers, de sorte qu’ils sont des invertébrés avec des corps à symétrie bilatérale. L’embranchement Plathelminthes comprend les vers plats, qui sont des organismes avec un corps aplati et sans tête distincte. Ils sont également hermaphrodites, ce qui signifie qu’ils contiennent à la fois des cellules sexuelles masculines et féminines. L’embranchement des Nématodes comprend les vers ronds, qui sont des organismes avec un corps cylindrique et une bouche et un anus séparés. Ils sont également unisexués, ce qui signifie qu’ils sont soit mâles soit femelles. L’embranchement des Annélides comprend des vers segmentés, qui sont caractérisés par des anneaux distincts le long de leurs corps. Ces vers peuvent être hermaphrodites ou unisexués. L’organisme mentionné dans la question a un corps cylindrique et est un mâle, donc il est unisexué.

Par conséquent, l’espèce de vers qui a été découverte est le plus susceptible d’appartenir à l’embranchement des Nématodes.

L’embranchement des Arthropodes contient tous les invertébrés que nous appelons communément des insectes. Cet embranchement peut être divisé en trois classes - Crustacées, Arachnides et Insectes - et le sous-embranchement des Myriapodes. Toutes ces classes partagent les caractéristiques d’un corps à symétrie bilatérale recouvert d’un exosquelette dur et divisé en segments avec des paires d’appendices (p. ex. des griffes). Ils sont tous unisexués et se reproduisent de façon sexuée. Cependant, il existe des différences entre les classes, qui sont indiquées dans le tableau 1.

Tableau 1: Comparaison des principales caractéristiques des classes appartenant à l’embranchement des Arthropodes

Classe/Sous-embranchementStructure du corpsAppendicesType des yeuxSystème respiratoireExemple d’organismes
Crustacésdivisé en deux régions:un céphalothorax et un abdomen, et couvert d’une cuticule chitineusede nombreux appendices articulés (p. ex. griffes, queue)composébranchieshomards, crabes et crevettes
Arachnidesdivisé en deux régions:un céphalothorax et un abdomenquatre paires de pattessimpletachéoles ou phyllotrachéesaraignées et scorpions
Insectesdivisé en trois regions:une tête, un thorax et un abdomenune paire d’antennes et trois paires de pattes pour marcher, avec une ou deux paires d’ailes chez certainscomposétrachéolesmousches, fourmis, abeilles et criquets
Myriapodesdivisé en deux régions:une tête et un tronc segmentéplusieurs paires de pattessimple pour la pluparttrachéeMille-pattes, centipèdes

Exemple 3: Rappeler les caractéristiques définissant l’embranchement des Arthropodes

Lequel des choix suivants n’est pas une caractéristique d’un organisme appartenant à l’embranchement des Arthropodes?

  1. Être immobile.
  2. Avoir un corps divisé en segments.
  3. Être recouvert d’un exosquelette.
  4. Avoir un corps à symétrie bilatérale.

Réponse

Les Arthropodes représentent une multitude d’organismes incroyablement diversifiés. Cependant, ils ont tous des caractéristiques en commun. Tous les Arthropodes ont un corps à symétrie bilatérale recouvert d’un exosquelette dur. Leurs corps sont divisés en segments, composés généralement de deux ou parfois même trois régions, et divers appendices spécialisés sont attachés à leurs segments. Les homards, les araignées, les scorpions, les fourmis, les abeilles et les mille-pattes sont des exemples d’arthropodes.

Par conséquent, la seule caractéristique énumérée qui n’est pas une caractéristique de l’embranchement des Arthropodes est l’immobilité.

Les organismes appartenant à l’embranchement Mollusca, connus sous le nom de mollusques, se trouvent généralement dans l’eau salée, avec quelques espèces vivant en eau douce ou sur terre. Tous les mollusques partagent un plan corporel de base similaire, les trois divisions principales étant un pied musclé pour le mouvement, une masse viscérale contenant la plupart des organes internes, et un repli de tissu qui couvre cette masse, appelé manteau, qui peut sécréter une coquille calcaire. La majorité des mollusques sont unisexués, et quelques espèces sont hermaphrodites. Les organismes appartenant à ce groupe que vous connaîssez certainement sont les escargots et les pieuvres. La tête de ces escargots et pieuvres est bien développée par rapport aux autres espèces d’invertébrés, et elle contient même des organes sensoriels, comme les antennes spécialisées sur la tête de l’escargot.

Exemple 4: Distinguer les embranchements en utilisant nos connaissances des invertébrés

Laquelle des caractéristiques suivantes permet de distinguer un arthropode d’un mollusque?

  1. Un corps divisé en segments distincts.
  2. L’absence d’épine dorsale.
  3. Un seul orifice agissant à la fois comme bouche et anus.
  4. Des prolongements corporels ou des appendices.
  5. L’absence d’un système nerveux complexe.

Réponse

Les Arthropodes et les Mollusques sont tous deux des organismes des embranchements appartenant au groupe des invertébrés du règne animal. Cela signifie qu’ils ont certaines caractéristiques en commun, à savoir qu’ils ne possèdent pas d’épine dorsale (colonne vertébrale). Comme les invertébrés plus complexes, ces deux embranchements ont des prolongements ou des appendices attachés à leur corps, et contrairement aux formes plus simples, ils possèdent des orifices séparés pour leur bouche et leur anus.

Cependant, il existe des différences clés entre les deux. Les escargots, les huîtres et les pieuvres, des exemples courants de mollusques, ont un corps large et charnu. Ils sont tous composés d’un pied musclé pour le mouvement, d’une masse viscérale pour leurs organes internes, et d’un repli de tissu, appelé le manteau, qui peut sécréter ou non une coquille calcaire (p. ex., une coquille d’escargot). Certains mollusques ont un système nerveux complexe, comme celui d’une pieuvre, et d’autres un système nerveux beaucoup plus simple. Les Arthropodes, tels que le homard, les araignées et les scorpions, sont caractérisés par un exosquelette dur et un corps divisé en segments distincts. Par exemple, ils peuvent avoir une tête, un thorax et un abdomen distincts d’où se prolongent leurs appendices.

Par conséquent, nous pouvons voir que, parmi les options données, la caractéristique qui distingue le mieux un Arthropode d’un Mollusque est un corps divisé en segments distincts.

L’embranchement des Echinodermes contient des organismes qui ont un corps non segmenté et un endosquelette dur recouvert d’épiderme. Cet endosquelette peut posséder des bosses et des épines, ce qui leur donne un aspect piquant. Les Échinodermes sont principalement présents dans les milieux marins. Des exemples d’Échinodermes comprennent les étoiles de mer (illustrée ci-dessous), les oursins et les concombres de mer.

Étoile de mer rouge sur fond océanique coloré

Figure8

Contrairement aux autres embranchements des invertébrés, certains Échinodermes tels que l’étoile de mer illustrée, présentent une symétrie radiale, ce qui signifie que leurs corps ne sont pas symétriques s’ils sont divisés en leur milieu. Au lieu de cela, leurs prolongements s’étendent de manière symétrique à partir d’un point central ou d’un axe. Ces organismes sont unisexués et peuvent se reproduire sexuellement. Ils sont également capables de se regénérer, c’est-à-dire la division des cellules est réalisée de façon asexuée. Cela signifie que si un organisme comme une étoile de mer est endommagé et perd un bras, elle peut faire repousser ce bras à partir de la partie centrale de son corps. Les corps des Échinodermes développent des prolongements appelés pieds tubulaires, qui leur permettent de se déplacer. Contrairement aux autres invertébrés comme les vers ronds et les vers segmentés, les Échinodermes n’ont pas de face avant ni de face arrière. Ils présentent plutôt deux surfaces:une surface orale, où se trouve la bouche de l’organisme, et une surface aborale, située du côté opposé à la surface orale. Comme ces organismes se nourrissent généralement sur le fond, la surface orale correspond à l’image que l’on se fait du bas de l’organisme.

Passons en revue certains des points clés que nous avons appris jusqu’à présent.

Points clés

  • Le règne animal est divisé en deux groupes distincts:les vertébrés et les invertébrés.
  • Les invertébrés sont des organismes qui ne possèdent ni colonne vertébrale ni épine dorsale.
  • Les embranchements des invertébrés comprennent les Porifères, Cnidaires, Plathelminthes, Nématodes, Arthropodes, Mollusques et Échinodermes.
  • Les organismes peuvent être classés dans ces embranchements en fonction des caractéristiques essentielles qu’ils partagent.

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