Zoologie ou étude des Métazoaires

IndexChoano-organismes

La Zoologie est l’étude des animaux et de tout ce qui s’y rapporte. C’est la science des animaux, l’étude des « Protozoaires » et tout particulièrement des Métazoaires dont on distingue 31 (33) embranchements listés ci-dessous. Cette science est étudiée par les zoologistes.

Ce mot provient du grec ζῷον, zôon (tout ce qui vit et n’est pas une plante) et λόγος, logos (discours, étude).

Lion représenté à l’époque de Babylone (entre 204 et 562 BC)
Collection du Louvre

Image de présentation : Lion représenté à l’époque de Babylone (entre 204 et 562 BC) – Coll. du Louvre

Aristote (384-322 BC)

Les premières synthèses scientifiques de la Zoologie nous ont été transmises par Aristote (384-322 BC), mais les premières bases peuvent être identifiées dans la Préhistoire. Depuis le Paléolithique de nombreuses représentations rupestres de la faune ont été rapportées. En terme technique la Révolution néolithique se caractérise par la domestication d’animaux. Au cours de la même période les représentations se poursuivent. Aristote rédige une Histoire des Animaux et donne quelques premières bases de Classification du Règne animal. Il faut attendre ensuite Pline l’Ancien (29-39) pour disposer de traités similaires avec son Histoire Naturelle. Ce sont ensuite quelques œuvres plus poétiques que scientifiques qui se succèdent au cours de l’Antiquité et tant Aristote que Pline feront autorité pendant de nombreux siècles mais sont un temps oubliés. Al-Asmai (~740-828) s’intéressent à plusieurs espèces domestiques connue dans le monde islamique. Aux XIIe et XIIIe siècles les travaux d’Aristote sont remobilisés, comme redécouverts. Frédéric II (1194-1250) rédige un manuel de fauconnerie et d’ornithologie illustré dans lequel il ne décrit pas moins de 900 espèces d’Oiseaux (De arte venandi cum avibus). Albert le Grand (~1200-1280) est l’auteur d’un vaste traité (De animalibus). En parallèle le Moyen-Âge foisonne par tout un bestiaire allié d’imaginaire et de légendes (Licorne, Phénix, Dragon, Sirène, Griffon…). Quelques auteurs « mineurs » continue à aborder sommairement la Zoologie. Rondelet (1507-1566) est un médecin de Montpellier qui fait paraître en 1555 un travail sur les animaux aquatiques complet. Ce sont le français Belon (~1517-1564), le suisse Gesner (1516-1565) et l’italien Aldrovandi (1522-1605) qui publient les premiers travaux modernes sur la faune, notamment sur les Poissons, les Oiseaux ou les Mammifères. L’œuvre de Gesner (Historial animalium) sera publié à diverses reprises pendant trois siècles durant. Salviani (1514-1572) est un auteur de la Renaissance. Il fait paraître en 1554 son Aquitilium animalium historiae consacré à la faune aquatique. On découvrira ensuite les anglais Rajus (1627-1705) et Willughby (1635-1672) qui vont jouer un rôle essentiel dans la présentation et la connaissance de la faune à l’époque. Ceux-ci s’intéressent principalement aux Vertébrés. D’autres scientifiques de l’époque explore suite à l’invention du microscope, le monde de l’invisible comme Redi (1626-1697), Malpighi (1628-1694), Swammerdam (1637-1694)). Les publications se multiplient et ont une valeur relative et inégale. Les Mémoires pour servir à l’histoire des Insectes paru en six volumes de 1734 à 1742 et rédigés par de Réaumur (1683-1757) sont parmi les premiers ouvrages célèbres et mieux connus du public.

Avec Linnaeus (Carl von Linné, 1707-1778) la Zoologie entre dans la cours des grandes Sciences. Il établit le système binominal toujours en vigueur pour décliner les différentes espèces d’animaux. Linné connaissait et a décrit environ 4400 espèces d’animaux dont 1335 Vertébrés. Buffon (1707-1788) avec son Histoire naturelle a fortement marqué son époque et a été réédité à de très nombreuses reprises. Il ne suit néanmoins, volontairement, pas la méthodologie linnéenne pour nommer les animaux et il répercute ou introduit de nombreux caractères anthropomorphiques à la faune qui perdurent dans les esprits encore de nos jours.

La grande tache de description de la faune a alors débuté et ne cesse de se poursuivre. On trouve de beaux ouvrages ornithologiques au XIXe siècle, mais aussi des travaux sur l’ensemble des autres groupes. Il convient de retenir l’immense ouvrage de Grassé (1895-1985) dont la parution commence en 1946 : Traité de zoologie. Celui-ci comprend 38 volumes qui seront rédigés en une quarantaine d’années et qui réuniront les plus grands noms de la Zoologie. Dès les années 1950, la Zoologie et en particulier la Systématique qui avait le vent en poupe, voit ses crédits fortement réduits et cette science fondamentale de description du vivant, perdure certes, mais a perdu en moyen et en prestige. Cette matière a éclaté en de nombreuses sciences qui ont désormais leur propre autonomie et on parle désormais plus de Biologie animale que de Zoologie qui paraît comme un terme sombrant en désuétude progressivement. Néanmoins un 22e Congrès international de Zoologie s’est encore tenu au Japon en 2016 et cette science reste un domaine majeur de la Biologie.

Animalia Linnaeus, 1758 – Règne animal

Les animaux sont des Eucaryotes dont les cellules flagellées ne comptent généralement qu’un seul flagelle (Unicontes), placés parmi les Choano-organismes et forment aux sens strict les Métazoaires. On y ajoutait traditionnellement des animaux unicellulaires dans l’ensemble, artificiel, des « Protozoaires » , qui avec une dizaine d’embranchements sont parfois considérés comme un Règne à part entière, mais dont les éléments sont dispersés dans l’arbre de la Vie.

J’ai repéré les 31 (33) embranchements cités ci-dessous par ordre alphabétique, le graphique phylogénétique donné à la suite rend compte de manière simplifiée des relations qu’ils on entre eux. Les embranchements les plus importants en termes de diversité ou de publicité sont mis en caractères gras (12 embranchements) et j’ai ajouté quelques commentaires ou repères.

  • Acanthocéphales : ils sont associés dans une clade supérieure aux Rotifères placée au sein des Syndermates
  • Annélides
  • Arthropodes ou Eurarthropodes : on y place le très important groupe des Insectes qui compose plus de la moitié des espèces vivantes connues
  • Brachiopodes : dont de nombreux représentants fossiles
  • Cephalorhynches
  • Chétognathes
  • Chordés : on y place les Vertébrés… et les Mammifères
  • Cnidaires : incluant désormais les Myxozoaires
  • Cténaires
  • Dicyémides ou Rhombozoaires : placés avec les Orthonectides au sein des Mésozoaires
  • Échinodermes
  • Ectoproctes ou Bryozoaires
  • Gastrotriches
  • Gnathostimulides : autrefois près des Annélides, ils ont été rapprochés des Micrognathozoaires au sein des Syndermates
  • Hémichordés
  • Kamptozoaires ou Cycliophores s.l. : ils rassemblent les Cycliophores et Entroproctes qui étaient auparavant séparés
  • Micrognathozoaires : taxon récemment édité en 2000, placé près des Gnathostimulies au sein des Syndermates
  • Mollusques
  • Nématodes ou Némathelminthes : associés avec les Nématomorphes au sein des Nématozoaires
  • Nématomorphes : associés avec les Nématodes au sein des Nématozoaires
  • Némertes : placés au sein des Parenchymiens avec les Plathelminthes
  • Onychophores
  • Orthonectides : cet ensemble semble avoir été négligé jusqu’alors, il est placé avec les Dicyémides au sein des Mésozoaires
  • Phoronidiens
  • Placozoaires (inc. sedis)
  • Plathelminthes : placés au sein des Parenchymiens avec les Némertes
  • Rotifères : ils sont associés dans une clade supérieure aux Acanthocéphales placée au sein des Syndermates
  • Siponcles ou Sipunculiens
  • Spongiaires : cet ensemble est artificiel, mais pratique et comprend en fait trois embranchements : Desmosponges, Hexactinellides et Calcisponges
  • Tardigrades
  • Xénacœlomorphes (inc. sedis) : taxon récemment édité en 2016, à ajouter dans l’arbre ci-dessous, sur une branche d’Eumétazoaires sous les Myxozoaires
Cet arbre des Métazoaires est inspiré de l’ouvrage de Lecointre & Guyader (2001) et a été complété
©© byncsa – Cyrille Deliry (Histoires Naturelles)

→ Voir aussi mon arbre avec les 31 (33) embranchements ou l’arbre du Monde animal extrait de l’ouvrage de Haeckel (1874)

Les Métazoaires les plus simples sont les Placozoaires (inc.sedis), mais il pourrait s’agir d’une régression d’un plan d’organisation fondamentalement plus complexe. La part des Spongiaires (jaunes sur la figure) est significatives car ceux-ci couvrent 3 des 5 clades fondamentales des Métazoaires. L’essentiel des véritables Métazoaires ou Eumétazoaires ont un symétrie bilatérale. Ce sont des Bilatériens. Un premier ensemble s’en détache par le fait que dans l’ordre de formation embryonaire, la bouche est édifiée en premier, les Protostomiens. Le second ensemble est formé des Deutérostomiens dont l’anus est formé avant la bouche au cours du développement embryonnaire. Les Protostomiens comprennent deux groupes majeurs parmi les Animaux : les Mollusques et les Arthropodes ou Euarthropodes, ces derniers incluant l’extrêmement vaste ensemble des Insectes. Les Deuterostomiens comprennent les Chordés dont les Vertébrés. Ces trois groupes, Mollusques (flèche bleue, Arthropodes (en gris) et Vertébrés (en rouge clair) sont annoncés sur l’extrait de l’arbre de Vie disponible sur cette figure.

Les Métazoaires ou Animaux véritables

Ce sont des organismes pluricellulaires pris parmi les Eucaryotes Unicontes c’est à dire, possédant des cellules nucléées et présentant un seul flagelle lorsque ces dernières sont flagellées de type propulseur (système pulselle). Ce sont donc des Opisthocontes (d’opisho, derrière et chonde, flagelle : la péricaryon se trouve derrière le flagelle lors des déplacements). Les groupes primitifs sont essentiellement fixés : ce sont les Spongiaires fortement différenciés en plusieurs clades fondamentales. Ces derniers possèdent des choanocytes, ce qui fait que sur cet argument et sur des arguments biochimiques les Métazoaires sont des Choano-organismes .
Les cellules de ces pluricellulaires sont associées par une matière gélatineuse formée de collagène qui est une macromolécule à structure hélocoïdale protéique. Les échanges inter-cellulaires s’effectuent dans cette gelée appelée aussi liquide extracellulaire (lec). Des jonctions moléculaires fortes ont lieu au niveau des desmosomes qui sont aussi un lieu d’échange d’information (communication inter-cellulaire) ou de matière, voire venant organiser la mise en place des cellules les unes par rapport aux autres lors de la formation des tissus (histogénèse).

Méiose simplifiée chez les Métazoaires et formation de gamètes très spécialisés
Extrait de Delage & Hérouard (1896)

Les spermatozoïdes sont hautement spécialisés structurellement et optimisés ce qui permet une locomotion efficace. Ils possèdent un acrosome contenant des enzymes lytique favorisant la progression du gamète et sa pénétration de l’ovule au moment de la fécondation, deux centrioles qui organisent la locomotion du flagelle qui rappelons-le, est propulsé (pulselle) comme chez tous les Opisthocontes, une pièce intermédiaire présentant des mitochondries enroulées autour de l’appareil cinétique du flagelle et lui apportant directement l’énergie nécessaire (ATP) au déplacement. La tête conique des spermatozoïde concerne le péricaryon qui présente très peu de cytoplasme. Les nutriments (notamment glucose) sont pris directement dans l’environnement et ne sont donc pas transportés. Chez l’Homme par exemple le sperme est un liquide riche en glucose qui utilisé par les mitochondries forme l’ATP nécessaire à la mobilité du flagelle. La Méiose donne chez l’essentiel des êtres vivants des formes cellulaires de dissémination assimilées à des spores, or, chez les Métazoaires le principe est particulièrement raccourci dans le cycle de Vie et ce sont directement les gamètes (spermatozoïdes et ovules) qui sont produits. La Méïose produit selon les cas entre trois et quatre cellules dont un unique ovule ou selon le cas ovocyte, comme chez l’Homme, car la Méïose n’est achevée qu’en cas de Fécondation. Cet ovule, qui est une très grande cellule, emporte la quasi totalité des réserves énergétiques de la cellule mère initiale ; les deux ou trois autres cellules, selon que la Méiose se complète équitablement ou non sont des très petites cellules nommées globules polaires ou polocytes. Chez l’Homme il n’y a que deux polocytes, le second n’achevant pas le processus de Méiose dégénère rapidement. En résumé le spermatozoïde adapté au transport de matériel génétique, rencontre lors de la fécondation un ovocyte ou un ovule chargé de réserves nutritives et prompt les premières étapes de la segmentation de la cellule-œuf (ou zygote). Chez l’Homme les premières étapes du développement embryonnaire qui constituent la segmentation, se déroule en une semaine environ, alors que le jeune individu descend le long de la trompe de Fallope où il vient d’être concu et s’installe dans la paroi utérine de la mère (nidation). Cette étape étant dépassée, des annexes embryonnaires se développent, notamment le placenta, vont assurer l’alimentation et les phénomènes respiratoires et excréteurs de l’embryon (organogenèse), puis du fœtus (morphogenèse) au cours des presque neuf mois nécessaires au développement du bébé.

En résumé les Métazoaires sont des êtres pluricellulaires dont les cellules sont associées par du Collagène, phénomène fortement renforcé par des jonctions étroites nommées desmosomes. Ils présentent des Spermatozoïdes hautement adaptés à la locomotion, dont la Méiose donne directement des gamètes (4 spermatozoïdes et un seul ovule) ce qui raccourci de manière notoire le cycle de Vie des Animaux. L’Ovule riche en réserves et des caractéristiques péri-embryonnaires, très organisées chez certains Métazoaires comme les Mammifères placentaires, permettent d’optimiser le développement embryonnaire.

Deux éléments majeurs de la Biologie sont clairement spécialisés chez les Métazoaires : l’organisation et les échanges dans le cadre des relations inter-cellulaires et les mécanismes de la reproduction.

Références utilisées

  • Bert R. 1885 – Eléments de Zoologie. – Masson, Paris.
  • Delage Y. & Hérouard E. 1896 – Traité de Zoologie concrète.Tome I. La cellule et les Protozoaires. – Reinwald,, Schleicher, Paris.
  • Haeckel E. 1874 Anthropogenie oder Entwickelungsgeschichte des Menschen. – Engelmann, Leipzig.
  • Harmer S.F. & Shipley A.E. 1895-1909 – The Cambridge natural history. – London.
  • Lecointre G. & Le Guyader H. 2001 – Classification phylogénétique du vivant. – Belin, Paris.