Porifera - Définition
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| Clathrina clathrus (Porifera) (Croatie) | |||||||||
| Classification classique | |||||||||
| Règne | Animalia | ||||||||
| Sous-règne | Parazoa | ||||||||
| Embranchement | |||||||||
| Porifera ?Grant, 1836 |
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Une éponge des îles Cayman |
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Les éponges constituent l’embranchement (vraisemblablement paraphylétique) des Spongiaires et sont des animaux sans système nerveux ni tube digestif. Leur corps n’est formé que par deux couches de cellules (ectoderme et endoderme). Les cellules animales sont hétérotrophes, c’est-à-dire qu'elles doivent manger pour survivre, contrairement aux plantes.
Description
La structure histologique des éponges est des plus particulières dans le cas des éponges, elles sont diblastiques.
- Membrane externe ou ectoderme : les cellules épidermiques, qui composent l’exoderme, sont appelées pinacocytes, et les porocytes, qui sont des cellules creuses, permettant le passage de l'eau vers l'intérieur de l'éponge.
- Membrane interne ou endoderme : elle est formée de cellules à collerette appelées choanocytes. Ces cellules sont également flagellées afin d’assurer une circulation d’eau et une rétention de nourriture.
Les éponges forment l'organisation la plus simple: ce sont des colonies de cellules pratiquement indifférenciées, sans structures internes réelles, ni fonctionnement. Ce sont des animaux sans système nerveux ni tube digestif. Leur corps n’est formé que par deux couches de cellules (ectoderme et endoderme).
La fonctionnalité essentielle acquise par les éponges est simple: c'est la capacité à vivre en société. La capacité pour des cellules de se différencier suivant sa position dans un groupe est déjà observable chez les protozoaires. Les éponges systématisent cette organisation, et la rendent permanente. Certaines colonies d'éponges participe à la construction de massif sous-marin, d'autre comme les Cliona, sont des perforants.
Les différents groupes d'éponge au sens strict se caractérisent par la nature du squelette interstitiel que ces colonies utilisent pour acquérir une structure rigide: calcaire, chitine ou cilice. L'avantage sélectif d'une structure rigide est dans la protection qu'elle apporte: elle est plus difficile à brouter pour un prédateur. Comme toujours à long terme, le succès évolutif n'a finalement pas été dans ces structures rigides et protectrices. Le succès évolutif a été dans des structures souples capables de mouvements, que l'on trouve avec les Cnidaires.
Anatomie
Ces deux couches cellulaires sont séparées par une couche acellulaire semblable à de la gelée (mésoglée) dans laquelle de minuscules aiguilles (spicules) qui peuvent être calcaires, siliceuses ou constituées d'une substance cornée (spongine) renforcent et rigidifient la structure. Les spicules sont isolés ou soudés les uns aux autres en une armature rigide.
L’éponge commercialisée n’est en fait que le squelette d’une démosponge. (Euspongia) qui provient uniquement des mers tempérées chaudes.
La cavité interne (atrium) communique avec l’extérieur par deux types d’orifices : les cellules perforées (porocytes) et les pores inhalants (ostiums). La multitude de pores permet à l’eau de traverser les différents tissus cellulaires pour arriver dans l’atrium. L’eau est ainsi filtrée puis évacuée par un orifice plus gros (l’oscule). Selon la complexité de l’éponge, celle-ci peut présenter plusieurs oscules. Une fois la nourriture capturée, des cellules mobiles (amibocytes) répartissent les nutriments entre les autres cellules
Alimentation
La très grande majorité des éponges sont suspensivores. Certaines espèces peuvent filtrer 10 000 à 20 000 fois leur volume d'eau en une seule journée. Cette stratégie ne demande ni structure complexe, ni mouvement coordonné. Cependant une découverte récente fait état de l'existence d'une éponge carnivore[1] pour certaines éponges des profondeurs.
Regénération
Les éponges sont capable de se régénérer. Elles peuvent subir une déshydratation importante (être sorties hors de l'eau) pendant plusieurs années et revivre une fois replongées dans leur biotope naturel. En revanche elles sont, en général, très sténohaline.
Elles sont pratiquement immortelles lorsque les conditions leurs sont favorables.
Reproduction
Reproduction sexuée
La plupart des éponges sont hermaphrodites. Les gamètes (spermatozoïdes et ovules) proviennent des choanocytes. Les spermatozoïdes sont expulsés par un individu et pénètrent dans une autre éponge. Les choanocytes ayant capturés un spermatozoïde deviennent mobiles et transportent les spermatozoïdes à travers la mésoglée où se trouvent les ovules. Après la fécondation, l’œuf se développe dans la mésoglée puis devient une larve, recouverte de flagelles, qui est libérée dans le milieu extérieur. La faible proportion de larves qui réussissent à survivre vont se fixer sur un support et se métamorphoser en éponge adulte.
Reproduction asexuée
Les éponges possèdent aussi une capacité de régénération : elles peuvent remplacer des parties perdues. Elles peuvent aussi se reproduire ainsi de façon asexuée. Des fragments détachés peuvent reformer une éponge entière. Cette particularité est utilisée pour permettre la multiplication des éponges de toilette.
Chorologie
Répartition
Elles sont abondantes entre 6 et 20 mètres, on en trouve jusqu'à 8500 m.
Écologie
Les éponges sont, sauf exceptions sessiles c'est à dire des animaux sédentaires qui vivent sur un substrat. En général, on les rencontre dans les zones littorales et sublittorales où la nourriture est abondante, mais quelques espèces se trouvent jusqu’à 5 000 m de profondeur. L’éponge se nourrit en attirant l’eau vers elle, entrant par les pores inhalants, et en filtrant les particules nutritives (phytoplanctons, bactéries, débris organiques). L’eau ainsi filtrée est ensuite expulsée par un orifice vers le haut.
Les éponges peuvent servir d’abris à de multiples animaux dit commensaux qui profite des apports en nourriture que leur fournit l'éponge hôte. Les espèces du genre Hyalonema abritent des vers et des petits crustacés vivant en symbiose. Il peut aussi exister des associations de type mutualisme. Ficulina ficus peut se fixer sur la coquille abritant un bernard l'ermite qui se trouve ainsi protégé. Il existe d’autre part des éponges parasites comme Cliona celata qui se fixe sur des coquilles d’huîtres et peut les transpercer.
Certaines éponges ont un rôle dans le cycle biogéochimique du calcium dans les océans en décomposant les roches ou les coquilles calcaires.
La plupart des éponges sont marines, mais il existe une cinquantaine d’espèce vivant dans les eaux douces. Par exemple, la spongille Spongilla lacustris vit fixée sur les cailloux ou les végétaux aquatiques.
Des substances permettant de se défendre contre des prédateurs ou des micro-organismes parasites ont été découvertes. Ces substances présentent un intérêt pharmacologique : la spongopurine possède des propriétés antivirales, la spongopiridine présente des propriétés antitumorales. D’autres molécules possèdent des propriétés antibiotiques.
Certaines éponges participent à des bioconstructions. Constructions à archéocyathes du Cambrien, rôle prépondérant des stromatopores dans les zones les plus turbulentes des récifs siluro-dévoniens, biohermes à spongiaires de l'Oxfordien... D'autres participent à la bioérosion. La masse de sédiments produite à partir de cette activité des éponges perforantes est considérable.
Prédateur
Certaines éponges sont connues pour être très toxiques pour certains organismes spongivores. C'est le cas notamment des Aaptos aaptos, Chondrilla nucula, Tethya actinia, Spheciospongia vesparium et Suberites domuncula. Les tortues imbriquées sont le seul tétrapode à être spongivore. Les spicules qui forment le squelette de certaines éponges les protègent de certains prédateurs.
Origine
Systématique
Les spongiaires sont un groupe très ancien, très abondant dans les sédiments paléontologique. Dans les années 1970, des reliques anciennes ont permis d'attribuer aux spongiaires divers groupes autrefois considérés comme des cnidaires. Au début des années 2000, avec le développement de la systématique moléculaire, il a été possible de vérifier les hypothèses pour l'homologie morphologique et les hypothèses évolutives qui en découlent. Plusieurs espèces d'Astrophorida ont été séquencées pour un fragment de l'ADNr 28S. Celles qui ont été examinées présentaient de nombreuses particularités morphologiques et certains de ces caractères ont pu être réévalués d'après les données moléculaires. Les résultats sur l'ordre des Astrophorida sont en contradiction avec la classification historique. La classification risque d'en être bouleversée[2].
Taxonomie
Les spongiaires ou éponges représentent environ 9000 espèces réparties dans différents ensembles :
- Les éponges siliceuses
- Les démosponges : possèdent des spicules siliceux d'une, trois ou quatre pointes. L'éponge de toilette fait partie des démosponges.
- Les hexactinellides ou éponges de verre : ont des spicules siliceux à six pointes. Elles sont rares à moins de 200 m de profondeur. Elles atteignent leur plus grande diversité entre 200 m et 600 m (zone bathyale).
- Les éponges calcaires : ont un squelette calcaire. Les calcisponges sont plus abondantes et plus diversifiées dans les eaux peu profondes (< 100 m).
- Les archéocyathidés est un groupe disparu à la fin du cambrien.
Leurs noms scientifiques en classification classique sont:
- classe Demospongiae Sollas, 1885 - démosponges
- classe Hexactinellida Schmidt, 1870 - hexactinellides
- classe Calcarea Bowerbank, 1864 - éponges calcaires
Place des éponges dans le monde animal
Le monde animal :
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| Unicellulaires procaryotes (cellule sans noyau) | ♦ Echinodermes: Oursin, Crinoïdes, Concombres de mer, étoile de mer et ophiure. | ♦ Bivalves (coquillages) | |||||
| >Unicellulaires Eucaryotes (cellule à noyau) | ♦ Gastéropodes (escargots, limaces,...) | ||||||
| >Éponge (organisme multicellulaire) | ♦ Mollusques | ♦ Céphalopodes (Pieuvres, seiches) | |||||
| >Polype : hydres, corail et méduse | |||||||
| >Vers (mobilité et tube digestif) bilatérien | ♦ Trilobites(de deux à 24 pattes - éteint) | ||||||
| >Poissons Agnathes (sans mâchoire) | ♦ Arthropodes primitifs type myriapodes (beaucoup de pattes) | ♦ Décapodes: crabes et écrevisses (dix pattes) | |||||
| >Poissons primitifs (poissons catilagineux) | ♦ Arachnides : araignées, scorpions et acariens (huit pattes) | ♦ Libellules | |||||
| >Poissons typiques (poissons osseux) | ♦ Serpents | > hexapodes (à six pattes) : Insectes type Apterygota (primitifs sans ailes). | ♦ Blattes, mantes, termites. | ||||
| >Poissons type Sarcopterygii (à nageoires charnues) | ♦ Dinosaures (éteint) | ♦ Orthoptère (sauterelle, grillon). | |||||
| >Tétrapodes primitifs (type Amphibiens) | ♦ Crocodiles | ♦ Marsupiaux | ♦ Hémiptères (punaises, cigales,...) | ||||
| >Reptiles primitifs (Amniotes de type Lézard) | ♦ Tortues | ♦ Insectivores (Taupe, Hérisson,...) | ♦ Coléoptère (hanneton, coccinelle,...) | ||||
| ♦ Oiseaux | ♦ Chiroptères (Chauves-souris) | ♦ Hyménoptère (abeille, guêpe, fourmi | |||||
| ♦ Primates | ♦ Diptère (mouches) | ||||||
| >Mammifères primitifs type monotrème | ♦ Rongeurs et Lagomorphes (lapins) | ♦ Lépidoptère (papillon) | |||||
| ♦ Carnivores | ♦ | ||||||
| ♦ Ongulés | ♦ | ||||||
Fossiles
La structure histologique fondamentale n'est pas perceptible à l'état fossile et la détermination de l'espèce doit se faire par l'étude microstructurale qui oblige à connaître l'ensemble des éponges existantes lors du processus de biominéralisation. Les spicules de certaines roches sont si abondants qu'ils peuvent constituer l'élément principal. c'est le cas des gaizes et spongolites.
Les éponges du paléozoïque et du début du mésozoïque étaient des éponges qui participent à la construction de massif sous-marin vivaient dans des eaux marines peu profondes. Au Jurassique, les hexactinellides ont disparus les eaux peu profondes pour des profondeurs qui sont, sauf exceptions, d'au moins 200m.
Les éponges et l'homme
Les spongiaires sont utilisées depuis plusieurs siècles comme éponges. Celles qui sont commercialisées sont dépourvues de spicules mais de la partie organique en spongine. Les espèces les plus couramment utilisées à cet effet sont les Euspongia qui vivent en Méditerranée, mais d'autres espèces d'origines différentes peuvent être utilisées comme telles.