Prenez un animal sans cerveau, sans sang, sans yeux (ou presque), capable de retourner son estomac hors de son corps pour digérer une moule vivante, de régénérer un bras arraché en quelques mois, et de se déplacer grâce à des centaines de petits pieds hydrauliques alimentés par l’eau de mer. Cet animal, c’est l’étoile de mer, l’un des représentants les plus connus d’un groupe extraordinaire : les échinodermes. Des oursins hérissés d’épines aux concombres de mer qui recyclent le fond des océans, en passant par les ophiures et les crinoïdes plumeux, les échinodermes comptent parmi les animaux marins les plus surprenants de la planète.
Le mot échinoderme vient du grec ekhinos (hérisson) et derma (peau), littéralement « peau de hérisson ». C’est une référence aux épines et aux aspérités qui couvrent la peau de bon nombre d’entre eux. Avec environ 7 000 espèces connues, les échinodermes vivent exclusivement en mer et sont présents dans tous les océans du monde, des récifs tropicaux aux fosses abyssales.
Un plan d’organisation unique
Les échinodermes sont les seuls animaux du règne animal à posséder une symétrie d’ordre cinq (pentaradiée) à l’âge adulte. Comptez les bras d’une étoile de mer, les rangées de piquants d’un oursin, les sections d’un concombre de mer : vous retomberez presque toujours sur le chiffre 5 ou un multiple de 5. Cette symétrie, rarissime dans le monde vivant, est d’autant plus étonnante que les larves d’échinodermes sont bilatérales (comme nous), et ne développent leur symétrie en étoile qu’en grandissant.
L’autre particularité majeure est leur système aquifère (ou ambulacraire), un réseau de canaux internes remplis d’eau de mer qui fonctionne comme un système hydraulique. L’eau entre par une plaque criblée de trous appelée madréporite, circule dans des canaux et alimente des centaines de pieds ambulacraires, de minuscules tubes terminés par des ventouses.
En contrôlant la pression de l’eau dans chaque pied, l’échinoderme peut se déplacer, s’accrocher à la roche, et même ouvrir la coquille d’un coquillage avec une force surprenante et une patience infinie.
Les échinodermes n’ont ni cerveau ni sang. Leur système nerveux est un anneau nerveux central relié à des nerfs radiaux, sans aucun centre de commande. Leur « sang » est en réalité l’eau de mer qui circule dans leur système aquifère. Ils possèdent un squelette interne constitué de plaques calcaires (ossicules) articulées ou soudées, recouvertes d’une fine couche de peau. C’est ce squelette que l’on retrouve lorsqu’on ramasse un test d’oursin ou une étoile de mer séchée sur la plage.
Et pourtant, avec ces moyens modestes, ils comptent parmi les animaux les plus prospères de l’océan depuis plus de 500 millions d’années. Ils sont aussi les plus proches parents des vertébrés parmi les invertébrés, une parenté surprenante que révèle l’étude de leurs larves.
Les étoiles de mer : des prédatrices en étoile
Les étoiles de mer (astérides) comptent environ 1 900 espèces. La plupart possèdent 5 bras, mais certaines font exception : l’étoile tournesol (Pycnopodia helianthoides) du Pacifique peut en avoir jusqu’à 24 et mesurer plus d’un mètre de diamètre. Sous chaque bras, des centaines de pieds ambulacraires fonctionnent en coordination parfaite pour faire avancer l’animal, certes lentement (quelques centimètres par seconde), mais avec une obstination implacable.
Le mode d’alimentation des étoiles de mer est l’un des plus spectaculaires du règne animal. Pour dévorer une moule ou une huître, l’étoile enveloppe le coquillage de ses bras, puis utilise ses pieds ambulacraires pour exercer une traction continue sur les deux valves. Cette force, modeste mais constante pendant des heures, finit par épuiser le muscle adducteur du bivalve, qui s’entrouvre de quelques dixièmes de millimètre. C’est suffisant : l’étoile retourne alors son estomac hors de son corps, l’insère dans la fente et commence à digérer les tissus de la proie sur place. Cette digestion externe lui permet de consommer des proies bien plus grandes qu’elle ne pourrait avaler.
La régénération des étoiles de mer est légendaire. La plupart des espèces peuvent régénérer un bras perdu (arraché par un prédateur ou sacrifié volontairement pour fuir) en quelques mois à un an. Certaines espèces, comme la linckia bleue, peuvent même régénérer un individu complet à partir d’un seul bras détaché, à condition qu’il conserve une partie du disque central. Cette capacité a posé des problèmes aux ostréiculteurs qui coupaient les étoiles de mer en morceaux pour protéger leurs huîtres, ne faisant en réalité que multiplier les prédateurs.
L’étoile couronne d’épines (Acanthaster planci) est le cauchemar des récifs coralliens. Cette grande étoile couverte d’épines venimeuses (jusqu’à 50 cm de diamètre, 12 à 19 bras) se nourrit de coraux vivants. En conditions normales, elle fait partie de l’écosystème, mais ses proliférations massives, favorisées par la pollution et la disparition de ses prédateurs naturels (le triton géant), peuvent dévaster des pans entiers de récif. Sur la Grande Barrière de Corail, ces invasions sont responsables d’environ un tiers des pertes de coraux des dernières décennies.
L’étoile tournesol (Pycnopodia helianthoides) est un géant : jusqu’à 24 bras, un mètre de diamètre et plus de 15 000 pieds ambulacraires. C’est aussi l’une des étoiles de mer les plus rapides, capable de se déplacer à plus d’un mètre par minute, une vitesse fulgurante à l’échelle des échinodermes. Elle chasse les oursins, les mollusques et même d’autres étoiles de mer. Sa quasi-disparition récente, causée par une maladie de gaspillage liée au réchauffement des eaux du Pacifique, a bouleversé les écosystèmes de la côte ouest américaine.
Certaines étoiles de mer ne ressemblent pas du tout à une étoile. L’étoile coussin (Culcita) a la forme d’un gros coussin bombé, presque sphérique. Les dollars des sables, plats comme des pièces de monnaie et couverts d’un fin duvet de minuscules épines, sont en réalité des oursins aplatis, qui s’enfouissent dans le sable pour filtrer les particules nutritives.
Les oursins : des boules d’épines au mécanisme complexe
Les oursins (échinides) sont des échinodermes dont le corps est enfermé dans un test calcaire rigide, hérissé d’épines mobiles. Ce test, que l’on retrouve souvent vidé sur les plages, révèle la symétrie pentaradiée des échinodermes : cinq doubles rangées de pores par lesquels passent les pieds ambulacraires alternent avec cinq zones d’épines.
Les épines ne servent pas uniquement de défense. Elles permettent aussi à l’oursin de se déplacer (comme des échasses), de creuser des cavités dans la roche, et de se camoufler en portant des coquillages, des algues ou des cailloux. Le diadème (Diadema), avec ses épines de 30 centimètres, venimeuses et fragiles comme du verre, est l’un des plus redoutés des plongeurs. Mais la plupart des oursins sont inoffensifs pour l’homme.
La bouche de l’oursin, située sur la face inférieure, abrite un appareil masticateur extraordinaire appelé lanterne d’Aristote, du nom du philosophe grec qui l’a décrit le premier. Ce mécanisme, composé de cinq dents calcaires actionnées par soixante muscles, peut racler les algues sur la roche, broyer des coquillages et même creuser la pierre. Les dents poussent en continu pour compenser l’usure, comme les incisives des rongeurs.
Les oursins jouent un rôle écologique essentiel. En broutant les algues sur les récifs coralliens, ils empêchent les algues d’étouffer les coraux. La disparition massive des diadèmes dans les Caraïbes en 1983 (due à une maladie qui a tué 98 % de la population) a entraîné une prolifération d’algues qui a considérablement affaibli les récifs de la région.
La reproduction des oursins a joué un rôle capital dans l’histoire de la biologie. Leur fécondation externe (mâles et femelles libèrent simultanément des millions d’ovules et de spermatozoïdes dans l’eau) et la transparence de leurs œufs en ont fait un modèle d’étude privilégié.
C’est en observant la fécondation de l’oursin qu’Oscar Hertwig a démontré en 1876 que la reproduction sexuée implique la fusion de deux cellules. Les gonades d’oursin (le « corail ») sont aussi un mets prisé en gastronomie, notamment en Méditerranée et au Japon, où les oursins comestibles font l’objet d’une pêche intensive.
Les concombres de mer : les recycleurs du fond
Les concombres de mer (holothuries) ressemblent à de gros boudins mous posés sur le fond. Leur corps allongé, cylindrique, couvert de tubercules ou de papilles, leur donne un aspect peu engageant. Mais ces animaux sont parmi les plus importants de l’écosystème marin.
Ce sont les vers de terre de l’océan : en ingérant le sédiment, en digérant les particules organiques et les bactéries qu’il contient, puis en le rejetant nettoyé et oxygéné, ils recyclent les nutriments et maintiennent la santé des fonds marins. Un seul concombre de mer peut traiter plus de 45 kilogrammes de sédiment par an.
Leur mécanisme de défense le plus spectaculaire est l’éviscération : menacés par un prédateur, certains concombres de mer expulsent leurs organes internes (intestins, organes respiratoires, parfois gonades) par l’anus ou la bouche, offrant un repas distrayant au prédateur pendant que le corps s’éloigne. L’animal régénère ensuite ses organes en quelques semaines.
D’autres espèces projettent des filaments collants et toxiques appelés tubes de Cuvier, qui empêtrent et irritent l’agresseur. Le concombre de mer ananas (Thelenota ananas), qui peut mesurer 70 centimètres, est l’un des plus grands et des plus colorés, avec ses papilles en forme de cônes orange vif.
Certains concombres de mer des profondeurs sont capables de nager en ondulant leur corps, un comportement surprenant pour un animal que l’on imagine toujours posé sur le fond. D’autres, translucides et gélatineux, ressemblent davantage à des créatures abyssales qu’à des concombres.
Les concombres de mer sont très prisés dans la cuisine asiatique sous le nom de « bêche-de-mer » ou « trépang ». Cette demande a conduit à une surpêche massive qui menace de nombreuses populations, en particulier dans l’Indo-Pacifique. Or, la disparition des concombres de mer d’un fond marin entraîne une accumulation de matière organique et une dégradation de la qualité du sédiment, avec des conséquences en cascade sur tout l’écosystème.
Ophiures et crinoïdes : les méconnus
Les ophiures (étoiles serpentines) ressemblent à des étoiles de mer en plus gracile, avec des bras fins et souples qui ondulent comme des serpents. Elles comptent plus de 2 000 espèces et sont les échinodermes les plus abondants de l’océan, peuplant en masse les fonds marins des récifs aux abysses. Contrairement aux étoiles de mer, leurs bras ne portent pas de pieds ambulacraires sur toute leur longueur et se brisent facilement pour échapper aux prédateurs (d’où leur nom, du grec « queue de serpent »). Elles se déplacent beaucoup plus vite que les étoiles de mer, avec des mouvements sinueux rapides.
Les crinoïdes (lys de mer et comatules) sont les plus anciens des échinodermes vivants. Leurs bras plumeux, déployés en éventail dans le courant, filtrent l’eau pour capturer le plancton. Les vrais lys de mer sont fixés au fond par une tige, comme des fleurs sous-marines, tandis que les comatules peuvent nager librement en battant leurs bras plumeux, créant un spectacle hypnotique. Très abondants à l’ère des dinosaures (leurs fossiles forment des couches de calcaire entières), ils sont aujourd’hui plus discrets mais comptent encore environ 700 espèces.
Les ophiures des grands fonds forment parfois des tapis si denses que le fond marin en est entièrement recouvert. Certaines espèces abyssales sont bioluminescentes, émettant des flashs de lumière verte pour effrayer les prédateurs. Les crinoïdes, eux, hébergent souvent des locataires : de petites crevettes, des vers et des poissons vivent camouflés entre leurs bras plumeux, adoptant les mêmes couleurs que leur hôte pour se fondre dans le décor.
Observer les échinodermes avec les figurines
Les figurines réalistes sont un support idéal pour découvrir les échinodermes. La figurine de l’étoile de mer Safari Ltd reproduit avec précision les cinq bras et la texture de cet animal fascinant. Le set minis récif de corail Safari Ltd inclut une étoile de mer parmi les habitants du récif. Retrouvez toutes les figurines marines sur la page des crustacés, mollusques et invertébrés.
Pour aller plus loin
Les échinodermes partagent les récifs et les fonds marins avec d’innombrables autres créatures. Pour approfondir, explorez nos articles sur les méduses et coraux, les mollusques marins et les crustacés.
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