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Biologie aquatique
Sommaire

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Les vertébrés aquatiques (marins et dulcicoles)

Vertébré : animal doté d'un squelette osseux (ou cartilagineux) qui comporte en particulier une colonne vertébrale et un crâne protégeant le système nerveux central.

On trouve dans cet embranchement les Poissons, les Tétrapodes mais aussi les Agnathes (Lamproies et myxines).

Les tétrapodes aquatiques

Les tétrapodes sont les vertébrés dont le squelette comporte deux paires de membres et dont la respiration est pulmonaire.

Les mammifères marins

Certains mammifères vivent en milieu aquatique marin ou dulcicole. Je n'évoquerai dans ce tutoriel que les mammifères marins.

Attention l'expression "Mammifères marins" ne désigne pas un clade (un ancêtre et ses descendants) mais un regroupement selon le critère milieu de vie. En effet Les Cétacés sont des "cousins" de l'hippopotame ; les Siréniens de l'éléphant et les Pinnipèdessont proches parents de l'ours.

Leurs ancêtres sont des mammifères terrestres qui sont retournés à la mer. Leur adaptation au milieu marin est plus ou moins parfaite. Les pinnipèdes ont un mode de vie amphibie ; ils passent la plupart de leur temps dans l'eau mais gagnent la terre ferme pour se reproduire, élever leurs jeunes, se reposer, réguler leur température ou échapper à des prédateurs aquatiques. Par contre les cétacés et les siréniens ont comme les poissons une mode de vie uniquement aquatique. biologie aquatique

Faut-il rappeler que les mammifères sont vivipares (les petits viennent au monde parfaitement formés) et que la femelle allaite ses petits, un facteur déterminant pour améliorer le taux de survie des jeunes.
Les mammifères marins sont dotés de poumons et doivent donc faire surface pour respirer. Mais ce sont des champions de l'apnée. Ainsi un Cachalot peut rester 50 minutes sans respirer ; le temps nécessaire pour plonger très profond afin d'attaquer un Calmar géant.
Comme les plongeurs munis d'un tuba les Cétacés peuvent ventiler sans devoir sortir la tête de l'eau grâce aux évents (narines déplacées sur le haut de la tête).

Résultat d'une lente évolution, ils se sont mis à ressembler de plus en plus à des poissons : corps fusiforme sans poils pour un hydrodynamisme parfait ; les pattes sont devenues des "nageoires".
Pour se déplacer les mammifères marins ondulent leur corps de façon verticale (latéralement chez les poissons). Ils ont une épaisse couche de graisse pour protéger leurs organes du froid.

Les mammifères marins sont carnivores sauf les siréniens (dugongs et lamentins) qui sont des brouteurs d'herbiers marins. Chez les cétacés il faut distinguer les cétacés à dents (dauphins, cachalots, belouga, narval, marsouins) qui sont donc de redoutables prédateurs, des cétacés à fanons (rorqual, baleines franches, baleines grises) qui sont donc de paisibles filtreurs ; se nourrissant surtout de krill ( minuscules crevettes qui peuvent constituer des bancs énormes surtout dans les eaux froides).
Le Rorqual (ou Baleine bleue) peut engloutir jusqu'à trois tonnes de krill par jour.
Les pinnipèdes (otaries, phoques, morses) sont piscivores (se nourrissent de poissons).

Remarque : il existe aussi des mammifères aquatiques d'eau douce : Castor européen, Loutre d'Europe, Ragondin.


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Les oiseaux marins

Les oiseaux sont des tétrapode amniotes (l'embryon à l'intérieur du liquide amniotique est protégé par une coquille) couverts de plumes dont les membres antérieurs sont des ailes et dotés d'un bec (mâchoires cornées dépourvues de dents).
Comme les mammifères les oiseaux sont des animaux à "sang chaud" (température du corps constante).

On désigne sous le terme oiseau de mer un volatile qui tire son alimentation en grande partie de la mer. Le terme ne désigne donc pas un clade mais un regroupement selon le critère "milieu de vie".


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Les reptiles aquatiques

Les reptiles sont des tétrapodes amniotes à sang froid.

Les serpents

Les serpents sont des tétrapodes qui ont perdu leur pattes (sont apodes).
Certaines espèces sont parfaitement adaptées au milieu marins. C'est le cas du Laticauda (ou "tricot-rayé").
Distribution : mers chaudes.
Ci-dessous à gauche Laticauda remontant à la surface pour respirer et à droite engloutissant une Murène.
reptiles aquatiquesreptiles aquatiques

Ne pas confondre le Laticauda avec l'anguille-serpent (voir ci-dessous) qui est,comme son nom l'indique, un poisson serpentiforme ! reptiles aquatiques

Le plus grand serpent aquatique (mais dulcicole) est l'Anaconda. Espèce d'Amazone qui tue par contriction tout en noyant sa proie. reptiles aquatiques

Attention l'Orvet fragile, malgré son apparence, n'est pas un serpent mais un lézard apode. Contrairement au serpent il possède des paupières et des ouvertures tympaniques. Comme tout lézard il est capable d'échapper à son prédateur en lui abandonnant sa queue qui repoussera mais plus courte.
Distribution : Europe. reptiles aquatiques

Les lézards

Moins impressionnant que le Dragon de Komodo (plus grand lézard du monde), le Varan du Nil nous intéresse car il s'agit d'un animal semi-aquatique.
L'Iguane des Galapagos est quant à lui le seul lézard marin !
reptiles aquatiques reptiles aquatiques

Les chéloniens (tortues)

Les tortues sont munies d'un bec et d'une carapace.

La Cistude(Tortue européenne) est une espèce gravement menacée par la Tortue de Floride (ou Trachémyde à tempes rouges) qui est une espèce invasive.
Ci-dessous Cistude et Tortue de Floride:
reptiles aquatiquesreptiles aquatiques

Dans les mers chaudes l'espèce la plus répandue de tortue marine est la Tortue franche (ou Tortue verte). reptiles aquatiques

Les crocodiliens

Les yeux, oreilles et narines des crocodiliens sont situés sur la partie supérieure de la tête. Cela leur permet de guetter leur proie en gardant la majeure partie de leur corps immergé.
Ils peuplent les marais et rivières des régions chaudes du globe mais parfois les estuaires ... reptiles aquatiques

Le plus grand crocodile est le crocodile marin (Pacifique sud) qui fréquente les estuaires mais parfois les eaux côtières. reptiles aquatiques
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Les amphibiens (anciennement "batraciens")

Ce sont des animaux uniquement dulcicoles (vivent en eau douce).
Ce sont des animaux à "sang froid".
Les oeufs - n'étant pas protégés par le liquide amniotique contenu dans une coquille - doivent être pondus dans l'eau. Il s'agit donc de tétrapodes non-amniotes.

Le terme amphibien est formé de deux mots grecs "amphi" qui signifie deux et "bios" : vie. En effet l'individu connait deux stades dans son existence : un stade larvaire entièrement aquatique (têtard) tel un poisson puis un stade adulte semi-aquatique.
Durant le stade larvaire le "têtard" est doté de branchies et d'une ligne latérale. Au stade adulte les branchies externes (et la ligne latérale) disparaissent et sont remplacées par des poumons internes.

Les amphibiens sont le chainon entre les poissons et les tétrapodes "supérieurs" (reptiles, oiseaux et mammifères).
Les amphibiens auraient pour ancêtre un poisson doté de nageoires paires charnues et musclées et cousin de l'actuel Dipneuste : le Rhipidistien.

Ci-dessous le Triton au stade larvaire avec ses branchies externes et au stade adulte (les branchies ont disparu).
amphibiens triton

Ci-dessous la grenouille taureau. amphibiens

Il s'agit d'une espèce originaire d'Amérique du Nord introduite en Europe. Elle est envahissante dans son aire d'introduction. On dit qu'elle est invasive. En effet elle est très prolifique et porteuse saine d'un champignon pathogène (porteur de maladie), elle précipite le déclin des espèces locales d'amphibiens.

Ci-dessous un animal qui ressemble à un ver (pas de pattes) mais c'est un vertébré non-amniote donc un amphibien : la cécilie amphibiens
Ce sont des animaux qui vivent dans l'humus, la boue des marécages en forêt tropicale voire en eau libre.
Distribution : Amérique du sud.


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Les poissons osseux et cartilagineux

Généralités

Les poissons sont des animaux uniquement aquatiques qui sont dotés de branchies pour extraire de l'eau l'oxygène nécessaire à leurs fonctions vitales. Leur peau est en général couverte d'écailles. Ils sont dotés de nageoires.
On distingue les poissons cartilagineux des poissons osseux.

Morphologie d'un poisson cartilagineux

Les fentes branchiales, la nageoire caudale asymétrique et le bouche ventrale caractérisent les poissons cartilagineux. poissons cartilagineux

Chez les raies les nageoires pectorales sont très développées ("ailes" de raie) ; les fentes branchiales et les narines sont en position ventrale.
Même enfouie dans le sable la Raie peut respirer grâce aux évents.

Morphologie d'un poisson osseux

L'opercule branchial, les nageoires rayonnées et repliables, la nageoire caudale symétrique caractérisent les poissons osseux. poisson osseux

Les nageoires

Chez les cartilagineux elles sont charnues et rigides alors que chez les poissons osseux elles sont rayonnées et repliables. Chez certaines espèces des rayons peuvent être épineux voire venimeux.
Il faut distinguez les nageoires paires (qui sont devenues les pattes chez les tétrapodes) des nageoires impaires.

Flottabilité

Les poissons cartilagineux flottent grâce à leur foie rempli d'huile et la légèreté de leur squelette (constitué de cartilage). Mais dès qu'elles cessent de nager certaines espèces coulent ...

Les poissons osseux possèdent une vessie natatoire remplie de plus ou moins de gaz. Il peuvent ainsi réguler leur flottabilité comme un plongeur avec son gilet stabilisateur.

Les sens

Les poissons cartilagineux sont capables de détecter les faibles signaux électriques émis par d'autres animaux grâce à des organes sensoriels situés sur le museau : les ampoules de Lorenzini.

Tous les poissons ont un "sixième sens" : la ligne latérale. Ils détectent ainsi la moindre variation de pression de l'eau : très utile dans les eaux sombres et pour le déplacement en bancs.

Reproduction

Chez les cartilagineux les sexes sont séparés (un individu nait mâle ou femelle et le reste toute son existence), la fécondation est interne. Le mâle dispose de deux appendices reproducteurs situés sur les nageoires pelviennes : les ptérygopodes.
Les cartilagineux sont ovipares ou ovovivipares voire vivipares. Chez les espèces ovipares l'embryon est contenu dans une capsule composée d'un matériau qui intrigue les chercheurs ...

Ci-dessous ptérygopodes d'un requin :
poissons cartilagineux

Chez les osseux la fécondation est externe : sperme et ovules émis simultanément par le mâle et la femelle dans le milieu aquatique.

Reportez vous à l'encart rose sur la reproduction dans la partie introductive si ces mots ne signifient rien pour vous.

Des gros mots

Dans de nombreux ouvrages de biologie marine vous pouvez trouver des "gros mots" tels chondrichthyens et osthéichthyens.
Pas de panique ; ces deux mots savants (et difficiles à prononcer) désignent respectivement les poissons cartilagineux et les poissons osseux.
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Les poissons cartilagineux

Si on exclut les Chimères (cartilagineux des abysses) les autres cartilagineux (raies et requins) sont desélasmobranches (ou sélaciens).
Chez les élasmobranches (ou sélaciens) les écailles ressemblent à des dents. Ainsi la peau de Roussette a longtemps été utilisée comme abrasif.

Environ 400 espèces de requins dont la taille varie de 60 cm (Roussette) à 15 mètres (Requin-Baleine). Chez les requins les fentes branchiales sont latérales.

Environ 450 espèces de Raies. Chez les Raies les fentes branchiales sont ventrales. Leur queue ressemble à un fouet doté souvent d'un dard venimeux. Les nageoires pectorales sont très développées ("ailes" de raie). Certaines espèces sont benthiques (vivent sur le fond) et d'autres sont pélagiques comme la Raie manta.

Il ne faut pas confondre les raies avec les poissons plats (sole, plie, turbot, etc.). Ces deux groupes vivent sur le fond (on dit qu'ils sont benthiques) mais les raies sont posées sur le ventre alors que les poissons plats sont posés sur un côté (côté aveugle).
Les "plats" sont des poissons osseux avec une symétrie altérée (yeux du même côté) ; les raies sont des poissons cartilagineux.

Le requin de la mer du Nord : la Roussette

Vendue sous le nom de "Saumonette", la Roussette est une espèce de requin.
L'oeuf est constitué d'une capsule robuste (abritant l'embryon) qui s'accroche à une algue ou un rocher grâce à de longs filaments.
poissons cartilagineux poissons cartilagineux
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Les poissons osseux

poissons osseux

La planche ci-dessus présente des poissons marins consommés donc on retrouve dans cette planche un cartilagineux. Lequel ?

Sachant aussi qu'en eau douce on ne trouve que des poissons osseux.


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Les Agnathes : lamproies et myxines

Ce groupe englobe les myxines et les lamproies c’est à dire des vertébrés aquatiques archaïques.
Il s’agit en effet de vertébrés sans mâchoires. Ils ne possèdent pas non plus de membres (nageoires paires : pectorales et ventrales). Aussi ne sont-ils plus considérés comme des poissons. Leur corps est anguilliforme et leur peau est visqueuse (sans écailles). Les agnathes sont des parasites.

La lamproie

La bouche circulaire est entourée de dents cornées qui lui permettent d’arracher des morceaux de chair à ses victimes. Elle se nourrit aussi de son sang.
Observez dans la photo de gauche les orifices branchiaux et dans celle de droite la bouche sans mâchoires.
agnathes agnathes
Ci-dessous Brochet parasité par deux lamproies - morsures du parasite sur un saumon.
agnathes agnathes

La myxine

L’animal est plutôt terrifiant ; il n’a pas d’yeux mais un odorat très développé pour détecter les proies potentielles. La bouche est bordée de quatre ou six tentacules selon les espèces.

Ses système de défense et d'agression sont tout aussi glaçants ...
Lorsqu'elle est attaquée la myxine produit un mucus gélatineux dans l'eau qui peut rapidement engluer les branchies et la bouche de l’agresseur et ainsi, contrecarrer l'attaque.  Les chercheurs s'intéressent beaucoup à ce mucus car ses propriétés sont étonnantes et pourraient déboucher sur des innovations.

Le principal gibier de la myxine est constitué de poissons morts ou agonisants. Elle fonce sur sa proie, enroule son corps en une demi-clé puis enfonce sa tête dans le corps du poisson moribond. Elle arrive à entrer entièrement dans les entrailles de sa victime.
Ci-dessous deux myxines tendrement enlacées.
agnathes


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