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Tardigrade

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Tardigrade, ou ours d'eau, est l'un des divers très petits invertébrés segmentés constituant le phylum Tardigrada, caractérisé par une symétrie bilatérale, quatre paires de pattes non jointes et un corps eutélique (nombre fixe de cellules corporelles chez les adultes matures d'une même espèce). Il existe plus de 700 espèces connues (Ramel 2008).

Les ours aquatiques peuvent survivre dans des environnements extrêmes qui tueraient presque tous les autres animaux. Ils peuvent survivre à des températures proches du zéro absolu (Bertolani et al.2004), à des températures pouvant atteindre 151 ° C (303 ° F), mille fois plus de rayonnement que tout autre animal (Horikawa 2006), près d'une décennie sans eau, et peut également survivre dans un vide comme celui que l'on trouve dans l'espace.

Les Tardigrades reflètent la remarquable diversité des organismes vivants, une diversité qui fait partie du plaisir et du mystère de la nature pour les humains.

La description

Les tardigrades sont de petits animaux segmentés, symétriques bilatéralement, similaires et probablement apparentés aux arthropodes. Les plus grands adultes peuvent atteindre une longueur corporelle de 1,5 mm et le plus petit en dessous de 0,1 mm. Echiniscoides sigimunmde est la plus grande espèce tardigrade connue et se trouve dans les habitats européens et asiatiques (Ramel 2008). Les larves fraîchement écloses peuvent mesurer moins de 0,05 millimètre.

Les Tardigrades ont un corps à quatre segments (sans compter la tête). Ils ont huit pattes, mais ils ne sont pas articulés comme chez les arthropodes. Les pieds ont des griffes ou des orteils. La cuticule contient de la chitine et est muée.

Les tardigrades ont un système nerveux ventral avec un ganglion par segment et un cerveau à plusieurs lobes. La cavité corporelle est partiellement un coelome, avec un vrai coelome près des gonades (poche coelomique), mais la majeure partie de la cavité corporelle est un hémocèle plutôt qu'un coelome. Les tardigrades manquent de systèmes circulatoire et respiratoire (Ramel 2008). Leur système digestif est un intestin droit avec un anus (Ramel 2008). Le pharynx est de type triradié, musclé, suceur, armé de stylets.

Les tardigrades sont gonochoristiques (mâles ou femelles), bien que chez certaines espèces seules des femelles aient été trouvées, ce qui laisse présumer que ces espèces sont parthénogénétiques. Les mâles et les femelles sont généralement présents, chacun avec une seule gonade. Les tardigrades sont ovipares.

Les tardigrades sont eutéliques. Les organismes eutéliques ont un nombre fixe de cellules lorsqu'ils atteignent la maturité, le nombre exact étant constant pour n'importe quelle espèce. Le développement se déroule par division cellulaire jusqu'à maturité; la poursuite de la croissance se fait uniquement par agrandissement cellulaire. Certaines espèces tardigrades ont jusqu'à 40 000 cellules dans le corps de chaque adulte, d'autres en ont beaucoup moins (Seki et Toyoshima 1998; Kinchin 1994).

Répartition, habitat et comportement alimentaire

Les Tardigrades se produisent dans le monde entier, depuis les hautes montagnes de l'Himalaya (au-dessus de 6 000 mètres), jusqu'à la mer profonde (en dessous de 4 000 mètres) et des régions polaires à l'équateur. La plupart vivent dans des environnements humides, souvent dans des environnements soumis à un séchage et à un remouillage fréquents (Ramel 2008). On les trouve sur les lichens et les mousses, ainsi que dans les dunes, les plages, le sol et les sédiments marins ou d'eau douce, où ils peuvent apparaître assez fréquemment (jusqu'à 25 000 animaux par litre). Les tardigrades peuvent souvent être trouvés en trempant un morceau de mousse dans l'eau de source (Goldsteing et Blaxter 2002).

La plupart des tardigrades sont phytophages ou bactériophages, mais certains sont prédateurs (Lindahl 1999), comme Milnesium tardigradum et Macrobiotus hufelandii (Morgan 1977). Ceux qui se nourrissent de matériel végétal peuvent se nourrir de mousses et d'algues, tandis que ceux qui sont carnivores peuvent se nourrir de nématodes et de rotifères (Ramel 2008).

Découverte et dénomination

Les tardigrades ont été décrits pour la première fois par Johann August Ephraim Goeze en 1773, et surnommés Kleiner Wasserbär, ce qui signifie "petit ours d'eau". Le nom Tardigrada, qui signifie «marche lente», a été donné par un scientifique italien, Spallanzani, en 1777. Cependant, il se peut qu'Anton van Leeuwenhok ait été le premier à voir tardigrades, quand le 3 septembre 1702, il a exécuté une expérience utilisant la poussière séchée de la gouttière sur le toit de sa maison (Ramel 2008). Leeuwenhok a ajouté de l'eau bouillie à cette poussière et a été étonné de voir des organismes vivants se former. C'est en répétant cette expérience, en 1777, que Spallanzani a vu des tardigrades, les nommant du grec pour ralentir et marcher (Ramel 2008).

Environnements extrêmes

Les tardigrades sont les animaux les plus robustes connus. Les scientifiques ont signalé leur existence dans des sources chaudes, au sommet de l'Himalaya, sous des couches de glace solide et dans des sédiments océaniques. Ce sont les seuls animaux connus qui peuvent survivre à l'observation au microscope électronique à balayage, ce qui implique de les bombarder d'électrons dans le vide (Ramel 2008).

Les tardigrades sont l'un des rares groupes d'espèces capables de suspendre de façon réversible leur métabolisme et d'entrer dans un état de cryptobiose. Plusieurs espèces survivent régulièrement dans un état déshydraté pendant près de dix ans. Selon l'environnement, ils peuvent entrer dans cet état par anhydrobiose (dessiccation extrême), cryobiose (température réduite), osmobiose (en réponse à une concentration accrue de soluté dans l'environnement), ou anoxybiose (dans des situations sans oxygène). Horikawa et al. (2006) rapportent que presque tous les tardigrades terrestres sont capables d'entrer dans un état amétabolique induit par la déshydratation (anhydrobiose). Dans cet état, leur métabolisme diminue à moins de 0,01% de ce qui est normal et leur teneur en eau peut chuter à 1% de la normale. Leur capacité à rester desséchée pendant une si longue période dépend en grande partie des niveaux élevés de tréhalose sucré non réducteur, qui protège leurs membranes.

Alors que de nombreuses espèces survivent en se convertissant en ce "tun" (en tirant leurs jambes pour donner à leur corps une forme cylindrique puis en arrêtant leur métabolisme), d'autres espèces ne forment pas un tun pour survivre à des conditions extrêmes, y compris les espèces des mers profondes qui survivent des pressions pouvant atteindre 6 000 atmosphères (Ramel 2008).

Les Tardigrades sont connus pour résister aux extrêmes suivants:

  • Température. Les tardigrades peuvent survivre après avoir été chauffés pendant quelques minutes à 151 ° C ou refroidis pendant des jours à -200 ° C, ou pendant quelques minutes à -272 ° C (1 ° plus chaud que le zéro absolu) (Ramel 2008).
  • Pression. Les Tardigrades peuvent résister à la pression extrêmement basse du vide et aussi à des pressions très élevées, plusieurs fois supérieures à la pression atmosphérique. Il a été récemment prouvé qu'ils peuvent survivre dans le vide de l'espace. Des recherches récentes ont réussi un autre exploit d'endurabilité; apparemment, ils peuvent résister à une pression de 6 000 atmosphères, soit près de six fois la pression de l'eau dans la tranchée océanique la plus profonde (Seki et Toyoshima 1998).
  • Déshydratation. Il a été démontré que les tardigrades survivent près d'une décennie à l'état sec (Guidetti et Jönsson 2002). Il a également été signalé qu'un tardigrade a survécu pendant une période de 120 ans dans un état déshydraté, mais est rapidement décédé au bout de deux à trois minutes (Asari 1998), mais des recherches ultérieures ont mis en doute sa précision puisqu'il ne s'agissait que d'un petit mouvement dans la jambe (Guidetti et Jönsson 2002).
  • Radiation. Comme l'a montré Raul M. May de l'Université de Paris, les tardigrades peuvent résister à 5 700 gris ou 570 000 rads de rayonnement X. (Dix à vingt gris ou 1000-2000 rads pourraient être mortels pour un humain). Jusqu'à présent, la seule explication de cette capacité est que leur état d'hydratation abaissé fournit moins de réactifs pour le rayonnement ionisant.

Des expériences récentes menées par Cai et Zabder ont également montré que ces ours aquatiques peuvent subir une chimiobiose, une réponse cryptobiotique à des niveaux élevés de toxines environnementales. Cependant, leurs résultats doivent encore être vérifiés (Franceschi 1948; Jönsson et Bertolani 2001).

Relations évolutives et histoire

Des données récentes sur le séquençage de l'ADN et de l'ARN indiquent que les tardigrades sont le groupe frère des arthropodes et des Onychophora. Ces groupes ont été traditionnellement considérés comme des parents proches des annélides, mais les nouveaux schémas les considèrent comme Ecdysozoa, avec les vers ronds (Nematoda) et plusieurs phylums plus petits. Le concept Ecdysozoa résout le problème du pharynx ressemblant à un nématode ainsi que certaines données provenant de l'ARNr 18S et des données des gènes HOX (homeobox), qui indiquent une relation avec les vers ronds.

Les tailles minuscules des tardigrades et leurs téguments membraneux rendent leur fossilisation à la fois difficile à détecter et hautement improbable. Les seuls spécimens fossiles connus comprennent certains des gisements du Cambrien moyen en Sibérie et quelques rares spécimens d'ambre du Crétacé (Grimaldi et Engel 2005).

Les tardigrades sibériens diffèrent des tardigrades vivants à plusieurs égards. Ils ont trois paires de pattes plutôt que quatre; ils ont une morphologie de tête simplifiée; et ils n'ont pas d'appendices postérieurs. On considère qu'ils représentent probablement un groupe de tiges de tardigrades vivants (Grimaldi et Engel 2005).

Les rares spécimens de l'ambre du Crétacé comprennent Milnesium swolenskyi, du New Jersey, le plus ancien, dont les griffes et les pièces buccales ne se distinguent pas des vivants M. tartigradum; et deux spécimens de l'ouest du Canada, environ 15 à 20 millions d'années plus jeunes que M. swolenskyi. Des deux derniers, un a reçu son propre genre et sa propre famille, Beorn leggi (le genre nommé par Cooper d'après le personnage Beorn de Le Hobbit par J.R.R. Tolkien et les espèces nommées d'après son élève, William M. Legg); cependant, il ressemble fortement à de nombreux spécimens vivants de la famille Hipsiblidae (Grimaldi et Engel 2005; Cooper 1964).

Aysheaia du schiste de Burgess du Cambrien moyen pourrait être lié aux tardigrades.

Les références

  • Asari, Y.1998. Manga Science, volume VI. Pika. ISBN 052020391.
  • Bertolani, R. et al. 2004. Expériences de dormance dans tardigrades. Journal of Limnology 63 (Suppl 1): 16-25.
  • Budd, G. E. 2001. Tardigrades comme "arthropodes de groupe de tige:" Les preuves de la faune cambrienne. Zool. Anz 240: 265-279.
  • Cooper, K. W. 1964. Le premier fossile tardifrade: Beorn leggi, de l'ambre du Crétacé. Psyché-Journal d'entomologie 71(2): 41.
  • Franceschi, T. 1948. Anabiosi nei tardigradi. Bolletino dei Musei e degli Istituti Biologici dell'Università di Genova 22: 47-49.
  • Goldstein, B. et M. Blaxter. 2002. Guide rapide: Tardigrades. Biologie actuelle 12: R475.
  • Grimaldi, D. A. et M. S. Engel. 2005. Evolution des insectes. La presse de l'Universite de Cambridge. ISBN 0521821495.
  • Guidetti, R. et K. I. Jönsson. 2002. Survie anhydrobiotique à long terme dans les micrométazoaires semi-terrestres. Journal of Zoology 257: 181-187.
  • Horikawa, D. D., T. Sakashita, C. Katagiri et al. 2006. Tolérance aux radiations dans le tardigrade Milnesium tardigradum. Int. J. Radiat. Biol. 82 (12): 843-848. Récupéré le 19 avril 2008.
  • Système d'information taxonomique intégré (SITI). Dakota du Nord. Tardigrada C'EST Numéro de série taxonomique 155166. Consulté le 19 avril 2008.
  • Jönsson, K. I. et R. Bertolani. 2001. Faits et fictions sur la survie à long terme dans les tardigrades. Journal of Zoology 255: 121-123.
  • Kinchin, I. M. 1994. La biologie des Tardigrades. Chapel Hill, Caroline du Nord: Portland Press. ISBN 1855780437.
  • Lindahl, K. 1999. Faits tardifs. Illinois Wesleyan University. Récupéré le 19 avril 2008.
  • Morgan, C. I. 1977. Dynamique des populations de deux espèces de Tardigrada, Macrobiotus hufelandii (Schultze) et Echiniscus (Echiniscus) testudo (Doyere), dans la mousse de toit de Swansea. Le Journal de l'écologie animale 46(1): 263-279.
  • Ramel, G. 2008. Le phylum Tardigrada. Earthlife.net. Récupéré le 18 avril 2008.
  • Seki, K. et M. Toyoshima. 1998. Préserver les tardigrades sous pression. La nature 395: 853-854.

Liens externes

Tous les liens ont été récupérés le 16 novembre 2015.

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