29.2 : Poissons

Compétences à développer

• Décrire la différence entre les poissons sans mâchoires et les poissons à mâchoires
• Discutez des caractéristiques distinctives des requins et des raies par rapport aux autres poissons modernes

Les poissons modernes comprennent environ 31 000 espèces. Les poissons étaient les premiers vertébrés, les espèces sans mâchoires étant les plus anciennes et les espèces à mâchoires évoluant plus tard. Ce sont des mangeurs actifs plutôt que des mangeurs sessiles en suspension. Les poissons sans mâchoires (myxines et lamproies) possèdent un crâne distinct et des organes sensoriels complexes, y compris des yeux, ce qui les distingue des cordés invertébrés.

Poissons sans mâchoires

Les poissons sans mâchoires sont des craniés qui représentent une ancienne lignée de vertébrés née il y a plus d'un demi-milliard d'années. Dans le passé, les myxines et les lamproies étaient classées ensemble dans la catégorie des agnathans. Aujourd'hui, les myxines et les lamproies sont reconnues comme des clades distincts, principalement parce que les lamproies sont de véritables vertébrés, alors que les myxines ne le sont pas. Une caractéristique déterminante est l'absence d'appendices latéraux appariés (nageoires). Certains des premiers poissons sans mâchoires étaient les ostracodermes (qui se traduisent par « peau de coquille »). Les ostracodermes étaient des poissons vertébrés enfermés dans une armure osseuse, contrairement aux poissons sans mâchoires actuels, qui n'ont pas d'os dans leurs écailles.

Myxini : Myxines

Le clade Myxini comprend au moins 20 espèces de myxines. Les myxines sont des charognards ressemblant à des anguilles qui vivent au fond de l'océan et se nourrissent d'invertébrés morts, d'autres poissons et de mammifères marins (Figure\(\PageIndex{1}\)). Les myxines sont entièrement marines et se trouvent dans les océans du monde entier, à l'exception des régions polaires. Une caractéristique unique de ces animaux est la présence de glandes visqueuses situées sous la peau qui libèrent du mucus par les pores de surface. Ce mucus permet à la myxine d'échapper à l'emprise des prédateurs. La myxine peut également tordre son corps en formant un nœud pour se nourrir et parfois manger des carcasses de l'intérieur vers l'extérieur.

Figure\(\PageIndex{1}\) : Les myxines du Pacifique sont des charognards qui vivent au fond de l'océan. (crédit : Linda Snook, NOAA/CBNMS)

Le squelette d'une myxine est composé de cartilage, qui comprend une notocorde cartilagineuse qui s'étend sur toute la longueur du corps. Ce notochord soutient le corps de la myxine. Les myxines ne remplacent pas la notocorde par une colonne vertébrale au cours du développement, comme le font les vrais vertébrés.

Petromyzontidae : Lamproies

Le clade Petromyzontidae comprend environ 35 à 40 espèces de lamproies ou plus. Les lamproies ont une taille et une forme similaires à celles des myxines, mais elles possèdent certains éléments vertébraux. Les lamproies sont dépourvues d'appendices et d'os appariés, tout comme les myxines. À l'âge adulte, les lamproies se caractérisent par une bouche suceuse dentée en forme d'entonnoir. De nombreuses espèces ont un stade parasitaire de leur cycle vital au cours duquel elles sont ectoparasites des poissons (Figure\(\PageIndex{2}\)).

Figure\(\PageIndex{2}\) : Ces lamproies marines parasites s'attachent à leur touladi hôte par succion et utilisent leur langue rugueuse pour râper la chair afin de se nourrir du sang de la truite. (crédit : USGS)

Les lamproies vivent principalement dans les eaux côtières et douces et sont réparties dans le monde entier, sauf dans les régions tropicales et polaires. Certaines espèces sont marines, mais toutes se reproduisent en eau douce. Les œufs sont fécondés par voie externe et les larves diffèrent nettement de la forme adulte, passant de 3 à 15 ans à se nourrir en suspension. Une fois qu'ils ont atteint la maturité sexuelle, les adultes se reproduisent et meurent en quelques jours.

Les lamproies possèdent une notocorde à l'âge adulte ; toutefois, cette notocorde est entourée d'une structure cartilagineuse appelée arcualia, qui peut ressembler à une forme évolutive précoce de la colonne vertébrale.

Gnathostomes : poissons à mâchoires

Les gnathostomes ou « gueules » sont des vertébrés qui possèdent des mâchoires. L'un des développements les plus importants des premiers stades de l'évolution des vertébrés a été le développement de la mâchoire, une structure articulée fixée au crâne qui permet à l'animal de saisir et de déchirer sa nourriture. L'évolution des mâchoires a permis aux premiers gnathostomes d'exploiter des ressources alimentaires qui n'étaient pas disponibles pour les poissons sans mâchoires.

Les premiers gnathostomes possédaient également deux paires de nageoires, ce qui permettait aux poissons de manœuvrer avec précision. Les nageoires pectorales sont généralement situées sur la partie antérieure du corps et les nageoires pelviennes sur la partie postérieure. L'évolution de la mâchoire et des nageoires appariées a permis aux gnathostomes de passer de l'alimentation en suspension sédentaire de poissons sans mâchoires à des prédateurs mobiles. La capacité des gnathostomes à exploiter de nouvelles sources de nutriments est probablement l'une des raisons pour lesquelles ils ont remplacé la plupart des poissons sans mâchoires au Dévonien. Les deux premiers groupes de gnathostomes étaient les acanthodiens et les placodermes (Figure\(\PageIndex{3}\)), apparus à la fin de la période silurienne et aujourd'hui disparus. La plupart des poissons modernes sont des gnathostomes appartenant aux clades Chondrichthyes et Osteichthyes.

Figure\(\PageIndex{3}\) : Dunkleosteous était un énorme placoderme datant du Dévonien, il y a 380 à 360 millions d'années. Il mesurait jusqu'à 10 mètres de long et pesait jusqu'à 3,6 tonnes. (crédit : Nobu Tamura)

Chondrichthyes : poissons cartilagineux

Le clade Chondrichthyes est diversifié et comprend des requins (Figure\(\PageIndex{4}\)), des raies et des raies, ainsi que des poissons-scies et quelques dizaines d'espèces de poissons appelées chimères, ou requins « fantômes ». » Les chondrichthyes sont des poissons à mâchoires qui possèdent des nageoires appariées et un squelette fait de cartilage. Ce clade est apparu il y a environ 370 millions d'années au début ou au moyen du Dévonien. On pense qu'ils descendent des placodermes, dont le squelette était fait d'os ; le squelette cartilagineux des chondrichthyes est donc un développement ultérieur. Certaines parties du squelette du requin sont renforcées par des granules de carbonate de calcium, mais ce n'est pas la même chose que l'os.

La plupart des poissons cartilagineux vivent dans des habitats marins, et quelques espèces vivent en eau douce pendant une partie ou la totalité de leur vie. La plupart des requins sont des carnivores qui se nourrissent de proies vivantes, soit en les avalant entières, soit en utilisant leurs mâchoires et leurs dents pour les déchirer en petits morceaux. Les dents de requin ont probablement évolué à partir des écailles dentelées qui recouvrent leur peau, appelées écailles placoïdes. Certaines espèces de requins et de raies se nourrissent en suspension et se nourrissent de plancton.

Figure\(\PageIndex{4}\) : Les requins-marteaux ont tendance à se rassembler le jour et à chasser leurs proies la nuit. (crédit : Masashi Sugawara)

Les requins possèdent des organes sensoriels bien développés qui les aident à localiser leurs proies, notamment un sens aigu de l'odorat et une électroréception, cette dernière étant peut-être la plus sensible de tous les animaux. Les organes appelés ampoules de Lorenzini permettent aux requins de détecter les champs électromagnétiques produits par tous les êtres vivants, y compris leurs proies. L'électroréception n'a été observée que chez des animaux aquatiques ou amphibies. Les requins, comme la plupart des poissons et des amphibiens aquatiques et larvaires, possèdent également un organe sensoriel appelé ligne latérale, qui est utilisé pour détecter les mouvements et les vibrations dans l'eau environnante et qui est souvent considéré comme homologue de « l'ouïe » chez les vertébrés terrestres. La ligne latérale est visible sous la forme d'une bande plus foncée qui s'étend sur toute la longueur du corps du poisson.

Les requins se reproduisent sexuellement et les œufs sont fécondés par voie interne. La plupart des espèces sont ovovivipares : l'ovule fécondé est conservé dans l'oviducte du corps de la mère et l'embryon est nourri par le jaune d'œuf. Les œufs éclosent dans l'utérus et les petits naissent vivants et pleinement fonctionnels. Certaines espèces de requins sont ovipares : ils pondent des œufs qui éclosent à l'extérieur du corps de la mère. Les embryons sont protégés par un étui à œufs de requin ou « sac à main de sirène » (Figure\(\PageIndex{5}\)) qui a la consistance du cuir. L'étui à œufs de requin possède des tentacules qui s'accrochent aux algues et offrent un abri au requin nouveau-né. Quelques espèces de requins sont vivipares : les petits se développent dans le corps de la mère et celle-ci donne naissance à des animaux vivants.

Figure\(\PageIndex{5}\) : Les embryons de requins sont clairement visibles à travers ces étuis à œufs transparents. La structure ronde est le jaune qui nourrit l'embryon en croissance. (crédit : Jek Bacarisas)

Les raies et les raies comptent plus de 500 espèces et sont étroitement apparentées aux requins. Ils se distinguent des requins par leur corps aplati, leurs nageoires pectorales élargies et fusionnées avec la tête et les fentes branchiales sur leur face ventrale (Figure\(\PageIndex{6}\)). Comme les requins, les raies et les raies ont un squelette cartilagineux. La plupart des espèces sont marines et vivent sur les fonds marins, avec une distribution presque mondiale.

Figure\(\PageIndex{6}\) : Cette raie se fond dans le fond sablonneux du fond de l'océan. (crédit : « Sailn1"/Flickr)

Osteichthyes : Poissons osseux

Les membres du clade Osteichthyes, également appelés poissons osseux, se caractérisent par un squelette osseux. La grande majorité des poissons actuels appartiennent à ce groupe, qui comprend environ 30 000 espèces, ce qui en fait la plus grande classe de vertébrés qui existe aujourd'hui.

Presque tous les poissons osseux ont un squelette ossifié avec des cellules osseuses spécialisées (ostéocytes) qui produisent et entretiennent une matrice de phosphate de calcium. Cette caractéristique ne s'est inversée que chez quelques groupes d'Osteichtyes, tels que les esturgeons et les spatulaires, dont le squelette est principalement cartilagineux. La peau des poissons osseux est souvent recouverte d'écailles qui se chevauchent, et les glandes de la peau sécrètent du mucus qui réduit la traînée lors de la nage et aide les poissons à osmoréguler. Comme les requins, les poissons osseux possèdent un système de lignes latérales qui détecte les vibrations de l'eau.

Tous les poissons osseux respirent à l'aide de branchies. L'eau est aspirée par les branchies situées dans des chambres recouvertes et ventilées par un lambeau musculaire protecteur appelé opercule. De nombreux poissons osseux possèdent également une vessie natatoire, un organe rempli de gaz qui aide à contrôler la flottabilité du poisson. Les poissons osseux sont ensuite divisés en deux clades existants : Actinopterygii (poissons à nageoires rayonnées) et Sarcopterygii (poissons à nageoires lobes).

Les Actinopterygii, les poissons à nageoires rayonnées, comprennent de nombreux poissons familiers, notamment le thon, l'achigan, la truite et le saumon (Figure\(\PageIndex{7}\)). Les poissons à nageoires rayonnées doivent leur nom à leurs nageoires, qui sont des toiles de peau soutenues par des épines osseuses appelées rayons. En revanche, les nageoires des Sarcopterygii sont charnues et lobées, soutenues par des os (Figure\(\PageIndex{7}\)). Les membres vivants de ce clade incluent les poissons-poumons et les cœlacanthes, moins connus.

Figure\(\PageIndex{7}\) : Le (a) le saumon rouge et (b) le cœlacanthe sont tous deux des poissons osseux du clade Osteichthyes. Le cœlacanthe, parfois appelé poisson à nageoires lobes, aurait disparu au Crétacé supérieur, il y a 100 millions d'années, jusqu'à ce qu'un autre soit découvert en 1938 près des îles Comores, entre l'Afrique et Madagascar. (crédit a : modification d'une œuvre de Timothy Knepp, USFWS ; crédit b : modification d'une œuvre de Robbie Cada)

Résumé

Les premiers vertébrés qui ont divergé des cordés invertébrés étaient les poissons sans mâchoires. Les poissons à mâchoires (gnathostomes) ont évolué plus tard. Les mâchoires ont permis aux premiers gnathostomes d'exploiter de nouvelles sources de nourriture. Les agnathes incluent les myxines et les lamproies. Les myxines sont des charognards ressemblant à des anguilles qui se nourrissent d'invertébrés morts et d'autres poissons. Les lamproies se caractérisent par une bouche suceuse dentée en forme d'entonnoir, et la plupart des espèces parasitent d'autres poissons. Les gnathostomes incluent les poissons cartilagineux et les poissons osseux, ainsi que tous les autres tétrapodes. Les poissons cartilagineux comprennent les requins, les raies, les raies et les requins fantômes. La plupart des poissons cartilagineux vivent dans des habitats marins, et quelques espèces vivent en eau douce pendant une partie ou la totalité de leur vie. La grande majorité des poissons actuels appartiennent au clade Osteichthyes, qui comprend environ 30 000 espèces. Les poissons osseux peuvent être divisés en deux clades : Actinopterygii (poissons à nageoires rayonnées, pratiquement toutes les espèces existantes) et Sarcopterygii (poissons à nageoires lobes, comprenant moins de 10 espèces existantes mais qui sont les ancêtres des tétrapodes).

Lexique

Actinoptérygii

poissons à nageoires rayonnées

ampoule de Lorenzini

organe sensoriel qui permet aux requins de détecter les champs électromagnétiques produits par les êtres vivants

Chondrichthyens

poisson à mâchoires avec nageoires appariées et squelette fait de cartilage

gnathostome

poisson à la mâchoire

myxine

poissons sans mâchoires ressemblant à des anguilles qui vivent au fond de l'océan et sont des charognards

lamproie

poisson sans mâchoires caractérisé par une bouche suceuse dentée ressemblant à un entonnoir

ligne latérale

organe sensoriel qui s'étend sur toute la longueur du corps d'un poisson ; utilisé pour détecter les vibrations dans l'eau

Myxini

myxines

Osteichthyes

poisson osseux

ostracoderme

l'un des premiers poissons sans mâchoires recouverts d'os

Petromyzontidae

clade de lamproies

Sarcoptérygii

poisson à nageoires lobes

vessie natatoire

chez les poissons, un organe rempli de gaz qui aide à contrôler la flottabilité du poisson