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Développement des échinodermes

Michel Delarue

 

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Les échinodermes (littéralement, peau de hérisson) sont ainsi nommés car leur derme possède des spicules ou des plaques calcaires épineuses. Ils constituent un groupe zoologique marin caractérisé par une symétrie radiaire d'ordre 5 à l'état adulte (symétrie pentaradiée) (Fig.1). Il suffit de se remémorer la forme des étoiles de mer de nos vacances d'été pour en être convaincu. En fait, la morphologie des échinodermes varie selon les familles et la symétrie pentaradiée si caricaturale d'une astérie ou d'une ophiure est moins apparente chez un oursin ou une holothurie. Cette symétrie, est acquise à la suite d'une métamorphose qui intervient à la fin du développement embryonnaire et larvaire.

Les échinodermes actuels se divisent en cinq classes, les échinides (oursins, encore appelés: "châtaignes de mer"), les astérides (étoiles de mer), les holothurides (concombres de mer), les ophiurides et les crinoïdes (groupe très ancien considéré comme primitif comparé aux quatre autres). Les échinodermes existent depuis l'ère primaire et sont bien représentés dans les roches sédimentaires à l'état de fossiles.

La classe des échinides est caractérisée par des animaux souvent globuleux, parfois aplatis, mais toujours hérissés de piquants. Ces derniers peuvent affecter des formes et des dimensions variables. Ils possèdent un squelette calcaire formé de plaques soudées (test d'oursin) et un appareil masticateur au pôle oral, appelé : "la lanterne d'Aristote". Le squelette est percée d'une multitude d'orifices microscopiques par lesquels sortent des podia qui fonctionnent à la manière de ventouses grâce auxquelles l'oursin se déplace sur le fond (consulter "Biodiversité des oursins")

Figure 1. Deux exemples d'échinodermes. A gauche, deux oursins (Echinus sp.).
A droite, une étoile de mer (Marthasterias glacialis).

L'intérêt des échinodermes pour les études embryologiques réside dans le fait que les ovaires de ces animaux peuvent produire des dizaines de milliers d'ovocytes, ce qui permet d'envisager des études quantitatives. Leur diamètre est de l'ordre du dizième de millimètre, ce qui les rend accessibles à l'expérimentateur sous un simple microscope. Enfin, l'abondance de certaines espèces sur nos côtes rend leur approvisionnement aisé. Du point de vue embryologique, les stades du développement sont faciles à observer. Les étapes successives clairement séparées ajoutées au faible nombre de cellules par embryon en font un organisme dont les mécanismes de développement sont apparemment simples à appréhender. Enfin, chez Paracentrotus lividus, la chronologie du développement précoce jusqu'à l'organogenèse du pluteus ne prend pas plus de trois jours à la température de 18°C.
Les premières études remontent d'ailleurs à la fin du 19è siècle, mais c'est surtout dans la première moitié du 20è siècle que l'embryogenèse de l'oursin Paracentrotus lividus a été aprofondie tant sur le plan descriptif qu'expérimental, avec l'embryologiste suédois Sven Hörstadius.

Comme pour tous les groupes animaux présentant un intérêt pour l'étude du développement embryonnaire, la tendance actuelle est de restreindre ces études à quelques espèces servant de système modèle. Chez les échinodermes, les oursins (échinides) et les étoiles de mer (astérides) ont toujours été privilégiés par les chercheurs. Parmi les échinides, on dispose de nombreuses données sur le développement de quelques espèces telles que : Paracentrotus lividus, Arbacia punctulata et Lytechinus variegatus. Paracentrotus lividus présente également un intérêt culinaire et correspond à l'espèce la plus répandue sur nos côtes (Fig.2). Parmi les astérides, Asterias rubens (l'étoile de mer de nos côtes) et Marthasterias glacialis font partie des espèces les mieux connues.

Figure 2. L'oursin commestible de nos côtes, Paracentrotus lividus.

Les étapes que nous étudierons sont successivement :

I - Les gamètes
II - La fécondation
III - Le clivage
IV - La gastrulation
V - La phase larvaire
VI - Les larves d'échinodermes
VII - La métamorphose
VIII - La larve auricularia

Sites web sur la biologie des échinodermes

Biodiversité des oursins

Les images proviennent de documents du service d'enseignement de Biologie du Développement de l'Université Pierre et Marie Curie-Paris 6, 9 quai Saint-Bernard, Paris 5è (Photos Jean Desrosiers) et de documents personnels. La photo de la figure 4 a été obligeamment prêtée par le Professeur Gérard Peaucellier de l'Observatoire Oceanologique de Banyuls-sur-mer. La photo de la figure 26 a été aimablement communiquée par le Dr. Christian Gache (Observatoire Oceanologique 06234 Villefranche-sur-Mer cedex). La figure 61 a été modifiée à partir d'une photo appartenant au ProfesseurClaude Carré (Observatoire Oceanologique 06234 Villefranche-sur-Mer cedex)
Je tiens à remercier les collègues pour leur aide précieuse, notamment, Gérard Peaucellier, Professeur ,Jean Pierre Féral DR CNRS (Laboratoire Arago BP 44, 66651 Banyuls-sur-mer Cedex) ; Nadia Ameziane Maître de conférences , (Laboratoire de Biologie des Invertébrés Marins, 55 rue Buffon,Paris 75005) ; Christian Gache, DR CNRS ; Claude Carré, Professeur (Observatoire Oceanologique 06234 Villefranche-sur-Mer cedex) ; Brigitte Ciapa, DR CNRS (UMR 7622-Laboratoire de Biologie du Développement, Université Pierre et Marie Curie-Paris 6, 9 quai Saint-Bernard, 75005 Paris) ; Bruno David, DR CNRS ( Centre des Sciences de la Terre 6, bd. Gabriel F - 21000 DIJON).

 

 

 

Dernière modification :11 mars 2008
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