Pour se nourrir, le plus gros animal terrestre actuel, la baleine bleue, engouffre chaque jour quatre tonnes de plancton animal. Mais qui eût cru que ses prédécesseurs en la matière étaient des… poissons ? Bien avant elle et les autres baleines à fanons, des poissons osseux mesurant plusieurs mètres, les pachycormidés, se nourrissaient de zooplancton. L'équipe de Matt Friedman, de l'Université d'Oxford, révèle qu'ils ont écumé les mers entre – 170 et – 65 millions d'années et qu'ils formaient une famille très diversifiée.

Certains poissons osseux du Jurassique (–200 à –145 millions d'années) sont connus pour être des filtreurs de plancton. Avec neuf mètres de long, Leedsichthys problematicus peut être considéré comme le plus grand poisson osseux de tous les temps (certains requins actuels et passés, poissons cartilagineux, sont plus grands). Cependant, les paléontologues considéraient jusqu'ici ces espèces comme de rares représentants d'une branche évolutive ayant avorté avant le début du Crétacé, il y a 145 millions d'années.

M. Friedman et ses collègues ont aujourd'hui réexaminé des fossiles de poissons osseux appartenant à des collections de muséums, mais qui avaient été peu étudiés ou classés hâtivement. Ayant mis en évidence des liens de parenté pour certains d'entre eux, ils en concluent que Leedsichthys problematicus n'était pas une espèce isolée, mais au contraire que les poissons planctonophages de la famille des pachycormidés ont eu des représentants jusqu'à la fin du Crétacé (– 65 millions d'années). Appartenant aux genres Asthenocormus, Bonnerichthys, Euthynotus, Pachycormus, Protosphyraena, Rhinconichthys, etc., ils se nourrissaient à la façon de certains poissons cartilagineux actuels : le requin baleine (Rhincodon typus), le requin pèlerin (Cetorhinus maximus), le rare requin grande gueule (Megachasma pelagios) et les raies de la sous-famille des mobulinés (raie manta, diables de mer).

Autrement dit, l'eau entrait par la gueule et ressortait par les fentes branchiales situées de chaque côté de la tête ; des branchiospines ou épines branchiales, projections osseuses allongées bordant en rangs serrés les fentes branchiales, comme des peignes, filtraient alors le zooplancton du courant d'eau. « Se nourrir de plancton est une pratique courante dans le monde animal, et on la retrouve non seulement chez les cétacés à fanons et certains poissons cartilagineux, mais aussi chez quantité d'autres organismes (vers annelés, mollusques, crustacés, etc.) et chez de nombreux poissons osseux dotés de branchiospines (sardine, maquereau, etc.) », explique Bruno Chanet, chercheur au Muséum national d'histoire naturelle à Paris.

Les pachycormidés ont été vraisemblablement victimes du cataclysme responsable de l'extinction massive Crétacé-Tertiaire, il y a 65 millions d'années. Une grande partie du phytoplancton océanique a rapidement disparu et toute la chaîne alimentaire qui en dépendait a été affectée. Cette niche écologique n'a été occupée de nouveau que lorsque les requins et les raies ont commencé à se diversifier, il y a environ 56 millions d'années, puis avec les mysticètes (les baleines à fanons) voilà 34 millions d'années.

http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/a/actualite-les-poissons-baleines-du-cretace-24482.php

Parmi les X-men, des super-héros créés par Stan Lee et Jack Kirby dans les années 1960, il en est un, nommé Wolverine ou Serval (apparu en 1974), doté de griffes en métal acérées qui sortent du dos de ses mains. Egon Heiss, de l'Université de Vienne, en Autriche, et ses collègues, ont étudié un système de défense similaire, celui du pleurodèle de Waltl (Pleurodeles waltl), aussi appelé triton espagnol. Seule différence, chez l'amphibien, les griffes sortent... de la cage thoracique !

Comment fonctionne cette arme secrète ? Quand il est menacé et aculé, le reptile [batracien] s'immobilise, fait le dos rond et gonfle son thorax, d'où poignent alors, au niveau de zones orangées, des petites pointes. Simultanément, l'animal exsude une substance laiteuse toxique qui oint ces pointes. Et voilà le triton paré pour se défendre. Ce système fut découvert en 1879 par le zoologiste allemand Franz von Leydig, mais on en ignorait les détails.

À l'aide d'analyses tomographiques et radiographiques, l'équipe d'E. Heiss a montré que ces pointes sont en fait les extrémités des côtes. Ces os effectuent une rotation à partir de leur point d'ancrage sur la colonne vertébrale : l'angle par rapport à l'axe vertébral peut varier de 27 à 92 degrés, soit une amplitude de 65 degrés. Cette rotation est autorisée par les deux « têtes » de l'articulation des côtes avec la colonne (voir l'image ci-contre).

Plus étonnant encore. On pensait que les os traversaient des pores spécialement dévolus à cette fonction. Il n'en est rien : à chaque fois que les côtes sortent, elles perforent la peau, celle-ci, comme chez la plupart des amphibiens – et chez Wolverine ! –, se régénérant ensuite facilement. L'animal, immunisé contre son poison, produirait également des substances antibactériennes pour éviter l'infection des lésions qu'il s'inflige. Ce système de défense fondé sur une automutilation fait du triton espagnol un cas à part chez les amphibiens, voire dans l'ensemble du monde animal : des petites blessures valent mieux qu'une grande à l'issue incertaine !

L'essentiel est invisible pour les yeux. A. de Saint-Exupéry, Le Petit Prince

Œil composé d'insecte, œil camérulaire (à une seule chambre) avec cristallin des mammifères, œil à miroir de certains poissons... la diversité des organes sensibles à la lumière ne connaît pas de limites. Ainsi, alors que l'on croyait l'oursin (un échinoderme cousin des étoiles de mer) dépourvu de photorécepteur, on a récemment découvert qu'il peut néanmoins se déplacer en fonction de la lumière. Sönke Johnsen et Divya Yeramilli, de l'Université Duke, ont précisé les modalités de cette perception lumineuse, qui reste modeste.

Comment les oursins détectent-il la lumière ? D'abord, le séquençage du génome de l'oursin Strongylocentrotus purpuratus en 2006 a révélé que celui-ci possède six gènes d'opsines, des protéines qui participent à la détection de la lumière. Ensuite, des travaux ont mis en évidence dans l'endosquelette des oursins (la coque quasi-sphérique qui subsiste après décomposition de l'animal) des « filtres polarisants », des pigments sensibles à la lumière, ainsi que des lentilles microscopiques : toutes ces adaptations indiquent que le corps entier de l'animal constituerait une sorte d'œil !

S. Johnsen et D. Yeramilli se sont interrogées sur la vision tridimensionnelle des oursins et notamment sur le rôle des épines. Pour ce faire, les chercheuses ont placé 39 oursins Strongylocentrotus purpuratus au centre d'un aquarium et ont collé des disques noirs de deux diamètres différents (le diamètre angulaire sous lequel le disque apparaît à l'animal est égal à 6,5 ou à 10 degrés) sur l'une des parois. En l'absence de disque, ou avec les plus petits, les oursins ne montrent aucune préférence dans leur déplacement. En revanche, en présence de grands disques, les échinodermes se meuvent soit en direction de l'ombre, soit dans le sens opposé. Les biologistes en concluent que le plus petit objet détectable par l'oursin doit avoir un diamètre apparent d'au moins 10 degrés, ce qui correspond à 0,2 pour cent du champ visuel total. Le comportement paradoxal (fuite ou attraction) s'expliquerait par le fait que l'animal « voit » dans l'ombre, soit un abri, soit un prédateur, sans que l'on sache ce qui motive son choix.

En outre, les épines, placées perpendiculairement au corps sphérique de l'animal, indiqueraient la direction de la lumière en l'obstruant plus ou moins selon l'angle d'incidence. De fait, la vision de Strongylocentrotus purpuratus est meilleure que celle d'espèces voisines (Echinometra lucunter et E. viridis) dont la densité d'épines est inférieure.

Au final, la vision de Strongylocentrotus purpuratus serait équivalente à celle des nautiles et des limules, des animaux pourtant pourvus d'yeux bien différenciés.

http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/a/actualite-l-oursin-un-photosensible-24152.php

Spatial vision in the purple sea urchin Strongylocentrotus purpuratus (Echinoidea)

D. Yerramilli and S. Johnsen^*

Biology Department, Duke University, Durham, NC 27708, USA

^* Author for correspondence (sjohnsen@duke.edu <script type="text/javascript"><!-- var u = "sjohnsen", d = "duke.edu"; document.getElementById("em0").innerHTML = '<a href="mailto:' + u + '@' + d + '">' + u + '@' + d + '<\/a>'//--></script> )

Accepted 14 October 2009

Recent evidence that echinoids of the genus Echinometra have moderate visual acuity that appears to be mediated by their spines screening off-axis light suggests that the urchin Strongylocentrotus purpuratus, with its higher spine density, may have even more acute spatial vision. We analyzed the movements of 39 specimens of S. purpuratus after they were placed in the center of a featureless tank containing a round, black target that had an angular diameter of 6.5 deg. or 10 deg. (solid angles of 0.01 sr and 0.024 sr, respectively). An average orientation vector for each urchin was determined by testing the animal four times, with the target placed successively at bearings of 0 deg., 90 deg., 180 deg. and 270 deg. (relative to magnetic east). The urchins showed no significant unimodal or axial orientation relative to any non-target feature of the environment or relative to the changing position of the 6.5 deg. target. However, the urchins were strongly axially oriented relative to the changing position of the 10 deg. target (mean axis from –1 to 179 deg.; 95% confidence interval ± 12 deg.; P<0.001, Moore's non-parametric Hotelling's test), with 10 of the 20 urchins tested against that target choosing an average bearing within 10 deg. of either the target center or its opposite direction (two would be expected by chance). In addition, the average length of the 20 target-normalized bearings for the 10 deg. target (each the vector sum of the bearings for the four trials) were far higher than would be expected by chance (P<10^–10; Monte Carlo simulation), showing that each urchin, whether it moved towards or away from the target, did so with high consistency. These results strongly suggest that S. purpuratus detected the 10 deg. target, responding either by approaching it or fleeing it. Given that the urchins did not appear to respond to the 6.5 deg. target, it is likely that the 10 deg. target was close to the minimum detectable size for this species. Interestingly, measurements of the spine density of the regions of the test that faced horizontally predicted a similar visual resolution (8.3±0.5 deg. for the interambulacrum and 11±0.54 deg. for the ambulacrum). The function of this relatively low, but functional, acuity – on par with that of the chambered Nautilus and the horseshoe crab – is unclear but, given the bimodal response, is likely to be related to both shelter seeking and predator avoidance.

Key words: diffuse sensory system, echinoid, marine ecology, spatial vision, vision

http://jeb.biologists.org/cgi/content/abstract/213/2/249