Les Oursins sont un groupe d’animaux marins, formant la classe des Echinoidea au sein de l’embranchement des Échinodermes. Ils sont aussi appelés par les scientifiques Échinoïdes ou Échinides.
Ce sont des invertébrés au corps recouvert de piquants, ce qui leur vaut d’être parfois désignés, par analogie, par l’expression populaire de hérissons de mer et plus rarement par l’expression vieillie de châtaignes de mer.
Comme leurs proches parents les concombres de mer et les étoiles de mer, ces organismes benthiques à l’état adulte ont une larve planctonique.
L’allure générale d’un oursin est classiquement celle d’une sphère sombre de 5 à 10 cm de diamètre, densément recouverte de piquants (plutôt que d’« épines ») durs et pointus : c’est la raison pour laquelle on les appelle parfois « châtaignes de mer », ou « hérissons de mer » (ce dernier terme ayant la même origine étymologique que « oursin »).
La couleur de l’animal est très variable : elle peut aussi bien être noire que blanche, brune, pourpre, verte, rouge ou encore multicolore. Certaines espèces venimeuses signalent ainsi leur dangerosité aux prédateurs potentiels en arborant des robes très voyantes (oursin de feu, oursin fleur, oursin rouge…). D’autres préfèrent passer inaperçues avec des couleurs de camouflage (noir, brun, vert ou encore beige, suivant le substrat). La plupart des espèces présentent des tailles allant de 5 à 10 cm de diamètre, mais certaines espèces tropicales ou abyssales peuvent dépasser 30 cm. L’Oursin rouge géant est, devant l’oursin melon, la plus grande espèce littorale connue, mesurant jusqu’à 20 cm sans les piquants, et elle peut vivre plus de 100 ans ; le record semble tenu par Sperosoma giganteum avec un diamètre moyen du test autour de 32 cm. Cependant, piquants compris les plus grosses espèces sont à chercher chez les oursins-lances ou les oursins-diadèmes, l’espèce Diadema setosum pouvant avoir des piquants de plus de 30 cm de long pour un test de 10 cm de diamètre, soit un diamètre total approchant les 70 cm.
La plupart des espèces sont caractérisées par les piquants qui protègent la carapace (appelée « test ») : ceux-ci, appelés « radioles », sont articulés à leur base et servent aussi bien à la locomotion qu’à la défense. Ils sont généralement longs et fins, de section ronde ; cependant l’évolution a donné naissance à une grande variété de tailles et de formes dans les radioles, en fonction de l’écologie de l’espèce – et ce depuis les périodes les plus reculées. Ainsi certaines espèces ont des radioles extrêmement longues (chez les genres Diadema ou Cidaris par exemple), d’autres très courtes (comme Sphaerechinus) voire en duvet (notamment chez les oursins fouisseurs du groupe des Irregularia), d’autres encore en forme de baguettes épaisses (Heterocentrotus, Phyllacanthus) ou même en forme d’écailles (Colobocentrotus) ou de massues (Tylocidaris), voire encore plus complexes (Prionocidaris, Psychocidaris, Goniocidaris, Plococidaris, Chondrocidaris…). De nombreuses espèces ont aussi deux types de radioles différentes, appelées « primaires » (les plus longues) et « secondaires » (plus parfois des « miliaires »), plus ou moins différenciées : cela est particulièrement visible chez l’oursin à doubles piquants, par exemple. Leur densité et leur répartition sur le corps peuvent également varier (les Cidaroida ont des radioles primaires très clairsemées), avec parfois des zones nues (comme chez le genre Astropyga ou la famille des Temnopleuridae). Enfin, certaines espèces sont presque dépourvues de piquants : c’est notamment le cas de certaines espèces vivant enterrées dans le sable (comme certains Gnathostomata).
Comme le reste des membres du phylum des échinodermes, les oursins présentent un test calcaire et un corps à structure dite pentaradiée (symétrie radiale d’ordre) : leur corps est ainsi structuré en deux fois cinq colonnes radiales de plaques, partant de l’apex pour s’élargir à l’ambitus (l’« équateur » de l’oursin) et rétrécir à nouveau en direction de la bouche. L’animal ne présente pas de faces « ventrale » et « dorsale » (typiques des bilatériens chordés) mais une face orale (inférieure, où se trouve la bouche) et une face aborale (supérieure, où se trouve l’anus). Il n’a donc pas non plus de tête, les systèmes digestif, circulatoire et nerveux étant tous répartis en cinq branches symétriques courant le long de la paroi interne du test. Seul l’appareil apical (situé au sommet du test) ne respecte pas complètement cette symétrie : il est composé de deux fois cinq plaques disposées en étoile dont 4 portent des gonopores et l’autre la madréporite (gros organe filtreur), laissant un orifice au centre où se trouve l’anus. Chez les oursins dit « réguliers » la bouche (appelée péristome) est située au centre de la face orale de l’animal, directement en contact avec le substrat, et le système apical à l’opposé, à l’« apex » de la face aborale (soit au sommet de l’animal). En revanche chez les oursins irréguliers (qui sont pour la quasi-totalité des espèces fouisseuses), la bouche et/ou l’anus peuvent avoir migré vers un côté du test pour former un « avant » opposé à un « arrière », qui constitueront le sens privilégié dans la locomotion de l’animal sur (ou dans) le sable (mais le reste de l’appareil apical conserve globalement sa place).
Les oursins fouisseurs dits « irréguliers » ont pour la plupart adopté une forme aplatie (d’ovoïde à discoïdale) qui leur permet d’évoluer plus facilement dans le sable : c’est notamment le cas des oursins plats de l’ordre des Clypeasteroida, en forme de pièce de monnaie, dont certains portent des perforations appelées « lunules », tandis que la solidité du corps est assurée par des piliers internes. De nombreux spatangoïdes comme les Loveniidae sont pour leur part en forme de cœur. Quelques genres abyssaux ont même évolué vers des formes à peine reconnaissables, comme les Pourtalesiidae, en forme de bouteille.
Le corps plus ou moins arrondi de l’animal est toutefois toujours divisé en 10 sections radiaires (les « radius » ou « méridiens »), aires alternativement dites « ambulacraires » et « interambulacraires », qui convergent du pôle aboral vers le pôle oral. Cinq de ces sections, les zones ambulacraires, sont généralement plus étroites et portent de doubles rangées petits pieds à ventouses appelés podia ou podions11 : ils n’atteignent pas la bouche chez les irréguliers, où les ambulacres fortement modifiés forment généralement une sorte de fleur à 5 pétales sur la face aborale. Le test est formé de plaques emboitées et plus ou moins soudées appelées « assules », composées d’un épiderme externe cilié très fin recouvrant un derme entièrement calcifié, qui constitué le « squelette » de l’animal.
À l’intérieur du test se trouvent différents organes : tout d’abord chez la plupart des espèces non-filtreuses la bouche complexe (appelée lanterne d’Aristote) pourvue de cinq puissantes dents effilées, puis le système digestif, le système nerveux (qui se sépare en cinq canaux tapissant le test et se rejoignant autour de la bouche et de l’apex), et enfin le système aquifère, lui aussi divisé en cinq parties, qui permet de réguler la pression hydrostatique de l’animal à partir de la plaque madréporitique. L’élément le plus visible est généralement l’appareil reproducteur (les « gonades »), tapissant la moitié aborale de l’intérieur du test de cinq masses charnues généralement orange ou rouge vif (la couleur varie selon l’espèce, la saison et le sexe), couleur à laquelle il doit son nom vernaculaire de « corail ».
Tout le corps des oursins est recouvert par une fine cuticule de peau, dont la structure est celle d’un épithélium cilié. Celle-ci recouvre également les piquants, sauf chez les Cidaroida dont les radioles sont nues (ce qui permet à des algues, des éponges et d’autres organismes de s’y développer comme sur un substrat minéral inerte). Cette cuticule permet de réguler les échanges avec le milieu externe (notamment la respiration et certains sens), et joue parfois un rôle actif dans le maintien du squelette (comme chez les oursins flexibles Echinothuriidae). C’est à la surface de la cuticule que se trouvent les organes mous comme les podia, les pédicellaires et les spheridia.
La coquille des oursins est appelée le « test ». Elle présente des tubercules (qui supportent les piquants) et des perforations (d’où sortent les organes mous comme les podia).
Les radioles et le test sont composés d’une structure minérale (appelée stéréome) en carbonate de calcium renforcé par une armature en cristaux de calcite. Ces deux ingrédients donnent au corps et surtout aux piquants des oursins une grande solidité, mais aussi un poids modéré et une certaine souplesse, ainsi que la capacité de se morceler une fois brisés dans un corps étranger, tout comme de se régénérer à partir de la cuticule. Au microscope, le stéréome apparaît plus ou moins spongieux selon les espèces (les vides étant comblés par du tissu conjonctif appelé « stroma »), ce qui fait varier le poids et la solidité du test. D’après une étude de 2012, les radioles d’oursins seraient composées à 92 % de « briques » de monocristaux de calcite riche en magnésium23,24 (conférant solidité et dureté) et à 8 % d’un « mortier » (permettant la souplesse et la légèreté) constitué à 99,9 % de carbonate de calcium, avec 0,1 % seulement de protéines de structure, ce qui fait des oursins des animaux au squelette extrêmement minéralisé (ce qui explique au passage leur excellente fossilisation). La grande solidité conférée par cette structure mixte en fait un modèle pour des bétons ultra-résistants.
Le test est généralement rond, sphérique et plus ou moins aplati (parfois complètement plat), et présente deux orifices principaux : le premier est le « péristome » (large ouverture de la face orale, où se trouve la bouche chez les spécimens vivants), qui présente souvent des dentelures, des encoches et des rivets qui constituent autant d’apomorphies utiles dans la classification des espèces. Chez les spécimens vivants, le péristome est recouvert d’une membrane tendre, protégée par cinq couples de plaques buccales portant chacune un podia ; chez certaines espèces le péristome laisse aussi apparaître des échancrures dites branchiales. La seconde ouverture est le périprocte (au centre du « système apical », parfois appelé « calice »), situé chez les oursins réguliers au sommet du test (à l’opposé de la bouche), généralement plus petite et entouré de 10 plaques (5 génitales et 5 terminales ou oculaires) dont l’agencement est lui aussi un critère de classification des espèces fossiles : ces plaques primordiales peuvent en effet être disposées en deux cercles de 5 plaques (dicyclique) ou en un cercle de 10 plaques (monocyclique). Les cinq plaques génitales sont chacune percée par un orifice génital, et la plus grosse d’entre elles présente un aspect spongieux : c’est la plaque madréporitique, seul élément ne respectant jamais la symétrie pentaradiaire (ce qui permet de définir un axe appelé « plan de Lovén »). Au centre se trouve l’anus, qui peut éventuellement être surmonté d’une papille anale (chez les Diadematidae). La surface du test est composée de plaques hexagonales disposées en colonnes radiales et appelées « assules », qui sont soudées (plus ou moins solidement) les unes aux autres : c’est au niveau de ces soudures que se fait la croissance, ainsi que par génération de nouvelles plaques à partir de l’apex. La surface du test est plus ou moins perforée selon les familles : les principales perforations sont les lignes ambulacraires formées de suites de paires de pores (par où sortent les podia), et les tubercules qui supportent les radioles peuvent également avoir leur mamelon perforé chez certains ordres.
À la mort d’un oursin, les tissus mous se dégradent et libèrent les radioles et la lanterne d’Aristote, qui ne sont pas imbriqués dans le test : ceux-ci sont donc rarement retrouvés sur un cadavre ancien (qui ne laisse généralement que le test nu), et encore moins dans les fossiles, ce qui complexifie la classification des espèces disparues.
Les oursins n’ont généralement aucun dimorphisme sexuel : mâles et femelles sont absolument semblables visuellement, et des cas d’hermaphrodisme semblent exister. La reproduction est gonochorique, et mâles et femelles relâchent leurs gamètes en même temps grâce à un signal chimique, en pleine eau, où les œufs vont se féconder et se développer.
Les larves planctoniques d’oursins sont appelées pluteus (ou echinopluteus) et ont une forme caractéristique de tour Eiffel transparente pourvue de trois à six bras ciliés (chaque groupe d’oursins possède cependant des particularités dans la morphologie larvaire). Ces larves ont encore, contrairement aux adultes, une symétrie bilatérale, prouvant que les échinodermes sont bien des bilatériens, la symétrie pentaradiaire n’étant acquise que secondairement, à la métamorphose. Les larves dérivent parmi le plancton pendant plusieurs semaines (parfois plusieurs mois, voire années) où elles se nourrissent principalement de phytoplancton, puis se laissent couler vers le fond pour entamer leur métamorphose en petits oursins juvéniles, particulièrement vulnérables. La vitesse de croissance dépend de l’espèce et de la nourriture disponible : là où les algues sont abondantes, certaines espèces peuvent croître très rapidement (comme l’oursin granuleux), mais dans les milieux plus pauvres (fortes profondeurs, fonds sableux, faible présence de nutriments…) la croissance est plus lente.
Certaines espèces polaires ont développé un mode de reproduction différent, appelé « lecithotrophe » (la reproduction classique des oursins étant nommée « planctotrophe ») : la fécondation est toujours externe, mais se fait avec des gamètes plus gros et moins nombreux, dont le développement débouche directement sur de petits juvéniles, sans passer par le stade planctonique. Les femelles de ces espèces portent ainsi des poches d’incubation caractéristiques.
Des cas de reproduction asexuée ont été observés chez des larves de Dendraster excentricus, et pourraient être possibles chez d’autres espèces : dans des eaux riches en nutriments mais aussi en prédateurs, les larves planctoniques sont capables de se cloner par division, doublant ainsi leurs chances de survie.
En grandissant, les oursins ont de moins en moins de prédateurs grâce à leur plus grandes radioles, leur plus grande taille et une plus grande rapidité de déplacement.
Du fait de leur capacité à régénérer leurs tissus, les oursins restent « jeunes » très longtemps, et leur fertilité ne diminue pas avec l’âge : les individus continuent de croître et de se reproduire jusqu’à leur mort sans montrer de signe de sénescence, et on ne leur connaît pas de cause de « mort naturelle » en dehors de la prédation, des accidents et maladies. Cette absence de vieillissement semble unique chez les échinodermes, d’autres groupes comme les étoiles de mer connaissant une sénescence marquée passé un certain âge (une dizaine d’années maximum) qui finit par entraîner la mort.
Cette sénescence négligeable est indépendante de l’espérance de vie, qui varie selon les espèces : chez les espèces communes d’Amérique, l’oursin rouge géant peut vivre jusqu’à 200 ans, l’oursin pourpre vit une cinquantaine d’années et l’oursin variable, quatre ans seulement, cependant même les oursins dont l’espérance de vie est brève ne montrent pas de signe de vieillissement. Ces propriétés sont actuellement à l’étude pour tenter de percer le mystère de la longévité des oursins, et en tirer d’éventuels bénéfices médicaux.
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Sources : Wikipédia, YouTube.