CNIDARIA

Les cnidaires (embranchement des Cnidaria) constituent un groupe d'espèces animales relativement simples, spécifiques du milieu aquatique (marins à 99 %, 1 % de dulcicoles seulement), regroupant notamment les anémones de mer, les méduses et les coraux.

L'appellation vient du grec ancien κνίδη (knidē, « ortie, urticant ») faisant allusion aux cellules urticantes caractéristiques de ces animaux (les cnidocytes ou cnidoblastes), le nom vernaculaire d'« orties de mer » étant donné par Aristote qui y regroupe les Acalèphes (méduses) et les Coralliaires. Le terme de cœlentérés (Coelenterata ou Coelentera) désignait autrefois ce groupe mais inclut aussi l'embranchement voisin des cténophores. Les cnidaires sont bien représentés dans les fossiles : on les trouve jusque dans le cambrien et peut-être même dès la faune d'Ediacara.

Les cnidaires existent sous deux formes : les formes fixées ou polypes (corail, anémone de mer) et les formes libres et mobiles (méduses). Il y a plus de 10 000 espèces reconnues.

Cnidaria

Description de cette image, également commentée ci-après

Chrysaora quinquecirrha

Classification selon ITIS

Règne

Animalia

Sous-règne

Radiata

 

Embranchement

Cnidaria
Verrill, 1865

Classes de rang inférieur

Position phylogénétique

Morphologie

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Anatomie des cnidaires : 1 Ectoderme ; 2 Mésoglée ; 3 Endoderme; 4 Estomac ; 5 Canal radial ; 6 Canal circulaire ; 7 Tentacule ; 8 Voile ; 9 Anneau nerveux externe ; 10 Anneau nerveux interne ; 11 Gonades ; 12 Manubrium ; 13 Bouche 14 Partie externe ; 15 Partie interne.

Le corps des cnidaires se présente en un simple sac entourant une cavité gastrique qui s'ouvre vers l'extérieur par un pore unique qui a fonction de bouche et d'anus, entouré de tentacules (parfois régressés). Les formes polypes et méduses obéissent donc fondamentalement au même plan d'organisation, l'« ombrelle » des méduses correspondant au « pied » des formes fixées - il existe même des formes intermédiaires, comme les Staurozoa (méduses revenues à une vie fixe).

Le corps des cnidaires est organisé autour d'une symétrie radiale d'ordre pair (4 ou 6, ce qui détermine notamment le nombre des tentacules) : ils ressemblent donc à des « soleils » entourés de rayons. Chez certains anthozoaires, une symétrie biradiale s'ajoute secondairement à la symétrie radiaire. L'adulte est peu différent du stade embryonnaire.

Chez de nombreuses espèces (notamment le corail et de nombreux hydrozoaires), les polypes vivent en colonies qui rassemblent de très nombreux individus minuscules, connectés entre eux et pouvant sécréter un exosquelette calcaire très dur.

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Aurelia aurita, un cnidaire de forme méduse relativement rudimentaire.

  • https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/39/Anthopleura_elegantissima%2C_isla_Santa_Cruz.jpg/190px-Anthopleura_elegantissima%2C_isla_Santa_Cruz.jpg

L'anémone de mer Anthopleura elegantissima, un cnidaire de forme polype.

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Chez le corail (Acropora sp.), des polypes vivent en colonies et bâtissent un squelette calcaire commun.

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Polype de corail vu en coupe (Lophelia pertusa.)

Anatomie

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Comparaison anatomique d'une méduse et d'un polype.

Les cnidaires sont des organismes diploblastiques c'est-à-dire qu'ils sont formés à partir de deux feuillets cellulaires embryonnaires seulement, l'endoderme et l'ectoderme (contrairement aux triploblastiques, qui en ont trois). Il peut y avoir entre ces deux feuillets une matrice, la mésoglée ou le mésenchyme selon le cas, qui ne constitue pas un véritable tissu cellulaire puisqu'il ne contient aucun organe différencié, mais où il existe un système nerveux relié aux cnidocytes (deux plexus nerveux, un sous-ectodermique et un sous-endodermique).

Le système nerveux, dérivé de l'ectoderme, est constitué d'un plexus, sans formation de ganglion ni de cerveau.

Le feuillet externe ou épiderme, d'origine ectodermique, est constitué de quatre sortes de cellules :

  • Les plus nombreuses sont les cellules myoépithéliales ectodermiques, disposées de façon longitudinale. Elles possèdent des fibres de muscles lisses en faisceau (myonèmes) de myosine qui permettent l'étirement et donc la rétractation. Ces cellules contiennent également des granules de sécrétion du mucus qui protège l'organisme.
  • Les cellules sensorielles, qui, reliées à des fibres et cellules nerveuses, entraînent le déploiement du harpon des cellules urticantes (mouvement le plus rapide du règne animal).
  • Les cellules interstitielles, isolées ou en amas. Généralement situées à la base des cellules myoépithéliales, elles restent à l'état de pluripotence et servent à remplacer des cellules mortes ou abîmées et sont aussi à l'origine des cellules germinales ou gonocytes.
  • Les cnidocytes, cellules urticantes en forme de crochets. Elles contiennent une vésicule dérivée de l'appareil de Golgi remplie de poison. Le contenu de cette vésicule (actinogestine) est expulsé vers l'extérieur avec un harpon urticant lorsque le cnidocil (une expansion sensorielle excitable de la cellule) est touché. La cellule meurt après cette action.
  • Éventuellement les cellules nerveuses, bien qu'elles ne soient pas inféodées à un tissu.

Le feuillet interne ou endoderme, d'origine endodermique, aussi appelé gastroderme (lieu de la digestion) joue un rôle digestif ; il se compose des 4 types de cellules suivants :

Entre les deux couches principales, se trouve une couche intermédiaire de gelée anhiste, la mésoglée. Elle se compose principalement d'eau, mais il y existe des cellules nerveuses qui ont un rôle de coordination. La mésoglée est très importante chez les méduses et un peu moins chez les polypes.

Reproduction

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Reproduction des cnidaires.

En général, les cnidaires peuvent alterner entre forme polype et forme libre au cours de leur cycle reproductif, sauf les anthozoaires qui n'existent que sous la forme fixée (la larve est cependant planctonique). Le mode reproductif varie entre groupes, depuis l'alternance stricte polype/méduse à chaque génération jusqu'à la reproduction dans un seul des deux modes. Cependant pour un groupe donné une forme domine souvent nettement l'autre.

Les spermatozoïdes du mâle sont libérés dans son estomac avant d’être éjectés dans les eaux maritimes. La femelle garde ses ovules dans son estomac. La femelle ingurgite les spermatozoïdes portés par les courants marins et la fécondation va avoir lieu à l’intérieur même de l’estomac de la femelle. Les œufs ainsi créés donneront naissance à des larves appelées planula et qui correspondent au stade morula des animaux plus évolués. La planula est entièrement recouverte de cils qui l’aident à se propulser jusque sur les lobes de la bouche de sa mère. C'est accrochées à ces lobes, par là où la nourriture passe, que les planulas vont grandir jusqu’à pouvoir nager toutes seules en pleine mer. Une fois qu’elle quitte la bouche de la mère, la planula va se fixer à un rocher ou bien à une algue. C’est là que la planula se transforme en polype avec des tentacules. Elle grandit ainsi jusqu’à ce que des sillons apparaissent autour de son corps. Ces sillons se creusent et le polype en vient à ressembler à une pile de saladiers. Le bloc du dessus bourgeonne avant de se détacher et de se transformer en larve appelée éphyra. C’est cette éphyra qui au fil du temps va devenir une méduse adulte.

Après gastrulation, cette larve se fixe et forme un polype. Le polype possède alors deux choix de reproduction : par clonage ou par émission de gamètes. Pour se cloner, il produit un stolon qui va servir de point de germination pour un nouveau polype. Les deux polypes restent liés par le stolon qui permet des échanges métaboliques. Ainsi se forme une colonie, sorte de super-organisme où les différents individus peuvent se spécialiser.

Lorsque les conditions (taille de la colonie, facteurs environnementaux) sont favorables, certains polypes se métamorphosent en méduses qui vont mener une vie pélagique, contrairement au polype qui est benthique. Les méduses peuvent se reproduire de façon végétative pour donner d'autres méduses, ou par des gamètes pour recommencer un nouveau cycle au stade polype.

Chaque polype peut se transformer en 6 à 8 méduses.

Nutrition

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Séquence d'action d'un nématocyste d'hydraire
     Opercule
     Digitation réversible
/ / / Barbilles
     Venin
     Épiderme de la victime
     Tissus de la victime.

La quasi-totalité des cnidaires sont carnivores, même si certains se complémentent par photosynthèse. Ils se nourrissent de proies venant au contact des tentacules, incluant du plancton, des protistes, divers vers, des crabes, d’autres cnidaires et même des poissons. Ils capturent et immobilisent les proies grâce à leurs tentacules recouvertes de cellules urticantes, les « cnidoblastes »5 (cellules spécialisées comportant un appareil venimeux muni d’une sorte de harpon), à usage défensif ou de prédation. Ces cellules peuvent produire des toxines anesthésiantes appelées actinogestines ou actino-congestines (polypeptides de 14 acides aminés), qui paralysent la proie harponnée. Les tentacules apportent ensuite la proie vers la bouche. La digestion est d’abord extracellulaire : des cellules spécialisées sécrètent du mucus et des enzymes digestives dégradant la nourriture (un certain nombre de bactéries interviennent également dans le processus). Les particules alimentaires partiellement digérées sont ensuite pinocytées et la digestion se termine au niveau intracellulaire. Les résidus de la digestion sont évacués par la bouche qui sert également d'anus.

Écologie

Presque tous les cnidaires vivent en milieu marin mais les hydres sont rencontrées dans les eaux marines et dans les eaux douces selon les espèces.

Les cnidaires vivent très souvent en association symbiotique. Il s’agit souvent d’une endosymbiose avec des dinoflagellés du genre Symbiodinium appelés zooxanthelles. En absorbant le CO2 produit par le cnidaire, les algues utilisent l’énergie solaire par photosynthèse pour produire des glucides que le cnidaire utilise comme source de nutriments. Les zooxanthelles apportent une grande quantité d’énergie aux cnidaires. Elles favorisent par exemple la précipitation du carbonate de calcium et l’élaboration du squelette constituant les récifs coralliens. En contrepartie, le cnidaire offre une protection à son endosymbiote.
La relation entre l’anémone de mer et le poisson clown est un exemple d'association de type mutualisme. Un mucus protecteur sur le corps du poisson lui permet de tolérer le venin produit par l’anémone. Le poisson trouve un abri au sein de l’anémone. En contrepartie le poisson clown peut servir de leurre pour attirer des proies vers l’anémone. Il peut aussi défendre son anémone contre des attaques de certains prédateurs pouvant brouter l’anémone.

Classification

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Les coraux (Anthozoa) sont des cnidaires coloniaux.

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Les méduses (Scyphozoa) sont des cnidaires pélagiques.

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Les redoutables cuboméduses (Cubomedusae) sont une autre classe de cnidaires.

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Les hydrozoaires (Hydrozoa) comme cette physalie sont des cnidaires complexes.

Voici quelques caractéristiques des groupes principaux :

  • Classe des Anthozoaires : représentés seulement par la forme polype, solitaires (anémone de mer) ou coloniaux (corail).
  • sous-embranchement Medusozoa : comprend toujours un stade méduse
    • Classe des Cubozoaires : méduses à forme plus ou moins cubiques. Elles ont la particularité de posséder des yeux complexes.
    • Classe des Scyphozoaires : polypes à l'état larvaire devenant des méduses à l'état adulte.
    • Classe des Hydrozoaires : les Hydraires sont fixées sous la forme polype (Hydres) ou libres et solitaires sous la forme méduse.

 

Selon World Register of Marine Species (5 février 2018) :