Daphnie -Daphnia

Daphnie
Plage temporelle : Crétacé–Récent
Daphnia pulex.png
Daphnie pulex
Classement scientifique e
Royaume: Animalia
Phylum: Arthropodes
Subphylum: Crustacé
Classer: Branchiopodes
Famille: Daphniidae
Genre: Daphnia
Muller , 1785
Sous-genres
La diversité
> 200 spp.
Synonymes 
  • Céphaloxus Sars, 1861
  • Dactylura Brady, 1898
  • Daphniopsis Sars, 1903
  • Hyalodaphnie Schoedler, 1866
  • Leiodaphnia Dybowski & Grochowski, 1895

Daphnia est un genre de petits crustacés planctoniques , de 0,2 à 6,0 mm (0,01 à 0,24 po) de longueur. Les daphnies font partie de l' ordre des Cladocères , et sont l'un des nombreux petits crustacés aquatiques communément appelés puces d'eau parce que leurstyle de nage saltatoire ( wiktionnaire ) ressemble aux mouvements des puces . Daphnia spp. vivent dans divers environnements aquatiques allant des marécages acides auxlacs et étangs d' eau douce.

Les deux espèces de Daphnia les plus courantes sont D. pulex (petite et la plus commune) et D. magna (grande). Ils sont souvent associés à un genre apparenté dans l'ordre des Cladocères : Moina , qui appartient à la famille des Moinidae au lieu des Daphniidae , et est beaucoup plus petit que D. pulex (environ la moitié de la longueur maximale).

Apparence et caractéristiques

Le cœur battant de Daphnia au microscope

Le corps d'une espèce de Daphnia mesure généralement de 1 à 5 mm (0,039 à 0,197 po) de long et est divisé en segments , bien que cette division ne soit pas visible. La tête est fusionnée et est généralement penchée vers le corps avec une encoche visible séparant les deux. Chez la plupart des espèces, le reste du corps est recouvert d'une carapace , avec un espace ventral dans lequel reposent les cinq ou six paires de pattes. Les traits les plus saillants sont les yeux composés , les deuxièmes antennes et une paire de soies abdominales . Chez de nombreuses espèces, la carapace est translucide ou presque, elles font donc d'excellents sujets pour le microscope , comme on peut observer le cœur qui bat.

Même sous une microscopie de puissance relativement faible , le mécanisme d'alimentation peut être observé, avec des jeunes immatures se déplaçant dans la poche à couvain ; de plus, l'œil est déplacé par les muscles ciliaires , ainsi que les cellules sanguines pompées dans le système circulatoire par le cœur simple. Le cœur est en haut du dos, juste derrière la tête, et la fréquence cardiaque moyenne est d'environ 180 bpm dans des conditions normales. Daphnia spp., comme de nombreux animaux, est sujette à l' intoxication alcoolique et constitue d'excellents sujets pour étudier les effets du dépresseur sur le système nerveux en raison de l'exosquelette translucide et de la fréquence cardiaque visiblement altérée. Ils tolèrent d'être observés vivants sous une lamelle et semblent ne subir aucun dommage lorsqu'ils sont remis en eau libre. Cette expérience peut également être réalisée en utilisant de la caféine , de la nicotine ou de l' adrénaline , chacune produisant une augmentation de la fréquence cardiaque.

Le système sanguin/circulatoire est un système circulatoire ouvert, avec seulement le cœur et le sang sans vaisseaux sanguins, et lorsque le cœur crache du sang, puisque la coquille de la puce d'eau est attachée au dos et à la tête, et le sang est transmis dans tout le corps le long de l'eau qui pénètre dans la brèche. Parce que la croûte est transparente, vous pouvez voir le cœur battre si vous l'observez bien au microscope. Son cœur bat vite car il est petit.

En raison de sa taille intermédiaire, Daphnia spp. utilisent à la fois des méthodes de diffusion et circulatoires, produisant de l' hémoglobine dans des environnements à faible teneur en oxygène.

Systématique et évolution

Daphnia est un grand genre – comprenant plus de 200 espèces – appartenant à la famille des cladocères Daphniidae. Il est subdivisé en plusieurs sous-genres ( Daphnia , Australodaphnia , Ctenodaphnia ), mais la division a été controversée et est toujours en développement. Chaque sous-genre a été subdivisé en un certain nombre de complexes d'espèces . La compréhension des limites des espèces a été entravée par la plasticité phénotypique, l'hybridation, les introductions intercontinentales et les mauvaises descriptions taxonomiques. Les membres modernes de Daphnia appartenant aux sous-genres Daphnia et Ctenodaphnia sont connus depuis le Crétacé , bien que le genre soit probablement né avant le début du Crétacé.

Écologie et comportement

Anatomie de D. pulex

Les espèces de daphnies sont normalement r- sélectionnées , ce qui signifie qu'elles investissent dans une reproduction précoce et ont donc une durée de vie courte. La durée de vie d'une Daphnia individuelle dépend de facteurs tels que la température et l'abondance des prédateurs , mais peut être de 13 à 14 mois dans certains lacs froids, oligotrophes et exempts de poissons. Dans des conditions typiques, cependant, le cycle de vie est beaucoup plus court, ne dépassant généralement pas 5 à 6 mois.

Daphnia spp. sont généralement des filtreurs , ingérant principalement des algues unicellulaires et diverses sortes de détritus organiques, y compris des protistes et des bactéries . Les particules de nourriture piégées forment un bol alimentaire qui descend ensuite dans le tube digestif jusqu'à ce qu'il soit vidé par l'anus situé sur la surface ventrale de l'appendice terminal. Les deuxième et troisième paires de pattes sont utilisées dans l'alimentation par filtration des organismes, garantissant que les grosses particules non absorbables sont maintenues à l'écart, tandis que les autres paires de pattes créent le flux d'eau se précipitant dans l'organisme.

Les cinq membres du tronc, utilisés dans l'alimentation par filtration

La natation est principalement alimentée par le deuxième ensemble d'antennes, qui sont plus grandes que le premier ensemble. L'action de ce deuxième ensemble d'antennes est responsable du mouvement de saut.

Daphnia spp. sont connus pour montrer des changements de comportement ou des modifications de leur morphologie en présence de kairomones prédateurs (signaux chimiques), y compris une plus grande taille à l'éclosion, un volume accru et le développement de "dents du cou". Par exemple, les juvéniles de D. pulex ont une plus grande taille après l'éclosion, ainsi que des dents de cou en développement à l'arrière de la tête, en présence de Chaoborus kairomones.Ces défenses morphologiques ont montré qu'elles réduisaient la mortalité due à la prédation de Chaoborus , qui est un prédateur limité par la bouche. On pense que les gènes apparentés (désacétylases) jouent un rôle important dans l'expression/le développement de ces défenses morphologiques chez Daphnia . Il a été démontré que les enzymes modifiant la chitine (désacétylases de la chitine) catalysent la N-désacétylation de la chitine pour influencer l'affinité de liaison aux protéines de ces filaments de chitine.

Cycle de la vie

La plupart des espèces de Daphnia ont un cycle de vie basé sur une « parthénogenèse cyclique », alternant entre parthénogénétique (asexuée) et reproduction sexuée . Pendant la majeure partie de la saison de croissance, les femelles se reproduisent de manière asexuée. Ils produisent une couvée d' œufs diploïdes à chaque mue ; ces couvées peuvent contenir aussi peu qu'un ou deux œufs chez les espèces plus petites, telles que D. cucullata , mais peuvent contenir plus de 100 œufs chez les espèces plus grandes, telles que D. magna . Dans des conditions typiques, ces œufs éclosent au bout d'une journée et restent dans la poche à couvain de la femelle pendant environ trois jours (à 20 °C). Ils sont ensuite relâchés dans l'eau et passent par quatre à six stades supplémentaires pendant 5 à 10 jours (plus longtemps dans de mauvaises conditions) avant d'atteindre un âge où ils sont capables de se reproduire. Les descendants produits de manière asexuée sont généralement des femelles.

Parthénogenèse cyclique chez le cladocère Daphnia magna
Daphnia femelle avec des oeufs
Poche à œufs au repos ( ephippium ) et la daphnie juvénile qui vient d'en sortir
Daphnie en train d'accoucher

Vers la fin de la saison de croissance, cependant, le mode de reproduction change et les femelles produisent des « œufs au repos » ou des « œufs d'hiver » coriaces. Lorsque les conditions environnementales se détériorent (par exemple, surpeuplement), une partie de la progéniture produite de manière asexuée se développe en mâles. Les femelles commencent à produire des œufs sexuels haploïdes, que les mâles fécondent . Chez les espèces sans mâles, les œufs au repos sont également produits de manière asexuée et sont diploïdes. Dans les deux cas, les œufs au repos sont protégés par une couche durcie (constituée de deux plaques chitineuses ) appelée ephippium , et sont rejetés lors de la prochaine mue de la femelle. Les éphippies peuvent résister à des périodes de froid extrême, de sécheresse ou de faible disponibilité de nourriture, et éclore - lorsque les conditions s'améliorent - en femelles (elles sont proches d'être classées comme extrêmophiles).

Parasites

Cycle de vie de Pasteuria ramosa, une bactérie parasite du cladocère Daphnia magna .

Le diagramme de gauche montre le cycle de vie de Pasteuria ramosa , une bactérie parasite de Daphnia . Les hôtes sensibles contractent l'infection à partir de spores dans les sédiments ou en suspension. Le parasite se développe principalement dans la cavité corporelle et le tissu musculaire de l'hôte, augmentant en densité et s'étendant finalement pour occuper tout l'hôte. Les effets typiques sur l'hôte sont la stérilité et le gigantisme. Les spores sont libérées principalement après la mort de l'hôte et son immersion dans le substrat, et parfois directement dans l'eau via une prédation maladroite.

D. magna infecté par Pasteuria ramosa

Préservation

Plusieurs espèces de Daphnia sont considérées comme menacées . Ceux - ci sont répertoriés comme vulnérables par l' UICN : Daphnia nivalis , Daphnia coronata , Daphnia occidentalis et Daphnia jollyi . Certaines espèces sont halophiles et peuvent être trouvées dans des environnements lacustres hypersalins , comme le Makgadikgadi Pan .

Les usages

Daphnia spp. sont un aliment vivant populaire dans l' élevage de poissons tropicaux et marins . Ils sont souvent nourris de têtards ou de petites espèces d'amphibiens comme la grenouille naine africaine ( Hymenochirus boettgeri ).

Daphnia spp. peuvent être utilisées dans certains environnements pour tester les effets des toxines sur un écosystème , ce qui en fait un genre indicateur , particulièrement utile en raison de leur courte durée de vie et de leurs capacités de reproduction. Parce qu'ils sont presque transparents, leurs organes internes sont faciles à étudier sur des spécimens vivants (par exemple pour étudier l'effet de la température sur la fréquence cardiaque de ces organismes ectothermes ). La daphnie est également couramment utilisée pour des expériences visant à tester les aspects du changement climatique , comme les UVB qui endommagent gravement les espèces de zooplancton (par exemple, diminuent l'activité alimentaire).

En raison de leurs fines membranes, qui permettent l'absorption des médicaments , ils sont utilisés pour surveiller les effets de certains médicaments, comme l'adrénaline ou la capsaïcine, sur le cœur.

Les espèces envahissantes

Puce d'eau en hameçon (ci-dessus) et Bythotrephes longimanus (puce d'eau épineux) (ci-dessous)

Certaines espèces ont développé des défenses permanentes contre les poissons qui les mangent, telles que les épines et les longs hameçons sur le corps, qui les amènent également à s'emmêler sur les lignes de pêche et à troubler l'eau en grand nombre. Des espèces telles que Daphnia lumholtzi (originaire d'Afrique de l'Est, du sous-continent asiatique de l'Inde et de l'Est de l'Australie) ont ces caractéristiques et il faut prendre grand soin de les empêcher de se propager davantage dans les eaux nord-américaines.

Certaines espèces de Daphnia originaires d'Amérique du Nord peuvent développer des épines acérées au bout de leur corps et des structures en forme de casque sur la tête lorsqu'elles détectent des prédateurs, mais cela est globalement temporaire pour ces espèces et elles ne submergent ni ne découragent complètement les prédateurs indigènes de les manger. Alors que Daphnia spp. sont une base importante de la chaîne alimentaire dans les lacs d'eau douce (et les mares printanières), ils deviennent une nuisance lorsqu'ils ne peuvent pas être mangés par des prédateurs macroscopiques indigènes, et certaines inquiétudes existent quant au fait que les puces d'eau et spp. finissent par être dépassés par les envahissants. (Ceci peut ne pas être le cas, cependant, et les nouveaux envahisseurs peuvent être pour la plupart une nuisance enchevêtrée et obstruée.)

Voir également

Les références

Liens externes