Animal

Animalia

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Animalia
Description de cette image, également commentée ci-après
Représentants des classes diverses.
Classification
EmpireEukaryota
— non-classé —Unikonta
— non-classé —Opisthokonta

Règne

Animalia
Linnaeus, 1758

Synonymes

Metazoa Haeckel, 1874[1]

Un animal (du latin animalis « animé, vivant, animal ») est en biologie, selon la classification classique, un être vivant hétérotrophe, c’est-à-dire qu’il se nourrit de substances organiques. On réserve aujourd'hui le terme « animal » à des êtres complexes et multicellulaires, (métazoaires) bien qu’on ait longtemps considéré les protozoaires comme des animaux unicellulaires. Comme tous les êtres vivants, chaque animal a des semblables avec qui il forme un groupe homogène, appelé espèce.

Dans les classifications scientifiques modernes, le taxon des animaux se nomme Animalia[1],[2] (création originale de Linné en 1758, eu égard au code de l'ICZN) ou encore Metazoa (synonyme junior créé par Haeckel en 1874). Quel que soit le terme employé ou quelle que soit la classification retenue (évolutionniste ou cladiste), les animaux sont consensuellement décrits comme des organismes eucaryotes pluricellulaires généralement mobiles et hétérotrophes.

Dans le langage courant, le terme « animal » est souvent utilisé pour distinguer le reste du monde animal des humains[3].

La science consacrée à l'étude du règne animal est la zoologie.

Zoologie

Physiologie commune

L' « Animal théorique » du zoologiste Paul Bert (1833-1886), proposé au XIXe siècle comme modèle fictif et pédagogique présentant les systèmes associés qui caractérisent selon lui l'organisme animal[4] :
D : appareil digestif,
R : appareil respiratoire,
E : appareil excréteur,
C : appareil circulatoire,
N : appareil nerveux.
Les flèches désignent les flux de nutriments, d'oxygène, d'excréments et/ou d'excretas.

Comme tous les organismes vivants, les animaux ont besoin d'eau, d'un comburant qui est exclusivement le dioxygène pour ces espèces, et de matières organiques provenant d'autres organismes car ils ne peuvent pas la produire par eux-mêmes à partir de molécules ne provenant pas du vivant. On dit qu'ils sont chimio-organotrophes. Cette nourriture répond à trois objectifs : fournir les substances qui servent à créer d'autres cellules; produire des substances utiles à créer des molécules et structures de l'organisme (os, poils, larmes, odeurs, etc.), et surtout fournir de l'énergie.

Comme pour tous les organismes vivants, l'eau est l'élément dont les animaux ont le plus de mal à se passer. En plus du fait que les cellules sont essentiellement constituées d'eau, l'eau est nécessaire à la plupart des réactions biochimiques où elle sert de solvant. Mais, en outre, elle sert à l'évacuation des déchets azotés produits par le métabolisme des protéines qui doivent être éliminées. Les animaux sont, comme les autres espèces même non aquatiques, également confrontés aux problèmes liés à l'osmorégulation. Le besoin en eau implique d'avoir un système de régulation osmotique.

Ils ont besoin de se procurer leur nourriture en se déplaçant ou en l'attrapant, et grâce à un système digestif, de dissocier les organismes en substances nécessaires qui leur sont utiles, puis de les assimiler. L'acquisition de dioxygène sert à oxyder des hydrates de carbones pour produire de l'énergie chimique, est donc aussi une priorité pour la plupart des animaux. La plupart des espèces disposent d'un système respiratoire pour absorber le dioxygène. Le dioxygène, l'eau et les diverses substances sont amenées vers les cellules, et les sous-produits inutiles sont évacués (excrétion) grâce à divers systèmes circulatoires. Les problèmes posés par les différents milieux supposent des adaptations spécifiques. Ainsi l'acquisition de dioxygène pour un organisme terrestre est moins difficile que l'acquisition de l'eau. L'inverse est vrai dans un milieu aquatique. Pour acquérir ces substances essentielles à la vie, la plupart des animaux utilisent des organes de perception. Ils utilisent également leur sens pour fuir leurs prédateurs. Pour assimiler les substances nécessaires à sa vie qu'il puise dans d'autres organismes vivants, l'animal a le plus souvent besoin d'un système digestif et donc d'un système d'excrétion.

Les fonctions de reproduction sont également importantes chez les animaux qui sont principalement sexués, mais certaines espèces comme l'hydre peuvent aussi se reproduire d'une manière asexuée (par bourgeonnement dans son cas). L'appareil de reproduction est vital à l'espèce seulement, sans quoi, inévitablement celle-ci disparaîtrait après un certain temps.

Les animaux possèdent également des systèmes très divers de locomotion, de perception.

En outre, ils possèdent divers systèmes de circulation de fluide à l'intérieur du corps et de coordination des différentes cellules. Le vieillissement ne semble pas faire partie des caractéristiques fondamentales, car certaines espèces d'éponges ne vieillissent pas[5].

Classification selon l'organisation interne

L'organisation interne des animaux peut être très variable, comme des organisations complexes comme les insectes ou des vertébrés ou des colonies de cellules relativement amorphes que forment les éponges . Scientifiquement, les animaux sont des organismes eucaryotes multicellulaires (exception faite des Myxozoa) ce qui les différencie des Bacteria et des Protista et dépourvus de chloroplastes (hétérotrophes), ce qui les distingue des végétaux et algues. Ils se distinguent également des Mycota. Ils sont les seuls organismes vivants qui passent dans une étape de leur développement par un blastocyste[réf. nécessaire]. Ils sont aptes au mouvement, parfois seulement sous forme larvaire (cas des éponges et de nombreux invertébrés benthiques fixés au substrat). Ils forment le règne Animalia, subdivision du domaine Eukaryota.

Les animaux (ou métazoaires) sont l'un des types d'eucaryotes à s'être développés sur un mode multicellulaire, comme les plantes, certains champignons, et les algues brunes par opposition aux unicellulaires qui regroupent les levures, d'autres algues et champignons, des protozoaires, ainsi que les être vivants regroupés au sein des Prokaryota, composés des Eubacteria et Archaea.

On distingue, selon leur complexité d'organisation interne, trois groupes ou niveaux[6].

  • Les animaux à organisation cellulaire, c'est-à-dire que ces organismes sont constitués d'un agrégat de cellules différenciées et spécialisées comme les cellules somatiques et celles responsables de la reproduction. Si c'est le niveau typique de certains protozoaires coloniaux, certains scientifiques classent les éponges dans ce groupe[réf. nécessaire].
  • Les organismes à organisation cellules-tissus ou diploblastiques, c'est-à-dire qu'ils sont formés à partir de feuillets cellulaires à fonction définie. Il peut y avoir entre ces feuillets une matrice qui ne constitue pas un véritable tissu cellulaire et qui ne contient aucun organe différencié. Certains classent les éponges dans ce groupe mais les méduses en sont un meilleur exemple.
  • Et enfin on distingue les organismes à organes-systèmes qui représentent la majeure partie des embranchements. Ils disposent d'un ou plusieurs systèmes circulatoires pour plusieurs fluides vitaux, un système respiratoire dédié, un système digestif, un réseau nerveux permettant la perception, etc. Les annélides en sont un des exemples les plus simples.

Formes élémentaires

Éponge (colonie cellulaire)

Une éponge de mer (Monanchora unguifera).

Les cellules animales sont hétérotrophes, c'est-à-dire qu'elles doivent manger pour survivre, contrairement aux plantes. Le mode de nutrition est souvent une caractéristique contraignante pour les animaux. La stratégie des éponges consiste à filtrer l'eau qui les traverse, pour y capturer des proies et particules.

Les éponges (Porifera) ont une organisation souvent décrite comme simple : ce sont des colonies de cellules pratiquement indifférenciées, sans structures internes bien identifiables. Ce sont des animaux sans système nerveux ni tube digestif. Leur corps n’est formé que par deux couches de cellules (ectoderme et endoderme).

Article détaillé : Porifera.

Polype : hydres, corail et méduse

Les polypes quand à eux poussent la nourriture vers un ventre ( cavité gastrique) où elle pourra être digérée sans pouvoir s'échapper.

Cette autre stratégie permet de se nourrir de proies plus grosses (ce que les éponges ne peuvent pas filtrer). Par rapport aux éponges ce plan d'organisation suppose deux choses : les cellules se spécialisent (avec l'acquisition de cellules nerveuses et musculaires permettant des mouvements coordonnés) et l'organisme gagne la capacité à prendre une forme définie (morphogénèse), pour que des tentacules efficaces puissent pousser leur proie vers la cavité gastrique.

Ver (mobilité et tube digestif)

L'organisation de type ver est un autre type de plan d'organisation. La stratégie de base des organismes de type « ver » (vermiforme) est de se déplacer pour aller chercher la nourriture, au lieu d'attendre qu'elle passe à portée. Cette stratégie permet notamment d'exploiter des déchets organiques, qui peuvent être à haute valeur nutritive, mais ne se déplacent pas.

Passé le cap des éponges et des polypes, tous les organismes complexes sont des bilatériens, qui dérivent d'un schéma fondamental : le tube. Le développement est organisé autour d'un axe tête / queue d'une part, et dos / ventre d'autre part. Ces deux axes conduisent à un plan d'ensemble où les côtés droit et gauche tendent à être symétriques, d'où leur nom de bilatérien.

D'un point de vue fondamental les vers diffèrent des cnidaires les cellules nerveuses s'organisent en un système nerveux cohérent, qui chez certains organismes pourra donner un cerveau à l'avant de l'animal. Un tissus intermédiaire important est aussi présent chez les vers qui se trouve entre les tissus extérieurs qui forment la peau (ectoderme) et les tissus intérieurs du système digestif (endoderme) : le mésoderme qui peut former des organes internes complexes. On parle d'animaux triploblastiques.

Un second caractère considéré important chez les vers (absent par exemple chez les vers plats) est la présence d'un canal alimentaire : à une extrémité, une bouche absorbe la nourriture, à l'autre, un anus excrète les déchets.

L'invention du tube digestif à partir de la cavité gastrique ancestrale semble avoir été faite deux fois. Chez les protostomiens, les deux orifices du canal alimentaire sont formés à partir du blastopore, dont les lèvres se rapprochent pour former un canal par soudure longitudinale. Chez les deutérostomiens, l'orifice du blastopore devient l'anus, le canal alimentaire étant formé par un percement ultérieur qui évoluera vers la bouche.

On trouvera chez les vers une autre caractéristique évolutive importante de certains animaux : la segmentation (métamérie) qui semble être apparue dans plusieurs branches différentes.

Explosion radiative des vermiformes

Un ver plat (Pseudobiceros gloriosus).

L'apparition du tube digestif (avec deux orifices, une bouche et un anus) et de la capacité de se déplacer (en rampant) a été une innovation évolutive fondamentale chez les bilatériens : les organismes vermiformes sont assez polyvalents, et peuvent servir de base à des modes de vie très variés. C'est ce qu'on appelle une explosion radiative : à partir d'un schéma de base commun, les formes prennent des voies divergentes, se diversifiant à partir d'une forme commune.

Les principaux groupes qui relèvent du niveau d'organisation vermiforme sont :

  • les vers plats, notamment les planaires, d'organisation particulièrement simple ;
  • les vers ronds, ou nématodes, des vers non segmentés ;
  • les vers segmentés sont des représentants de la forme d'organisation segmentée.

Tous les bilatériens ne gardent pas une morphologie vermiforme. Des organismes comme les tuniciers ressemblent plus à des formes d'éponges ou de coraux qu'à des vers (ce sont des organismes fixés et filtreurs), ce qui est généralement le cas des formes retournant à un mode de vie végétatif.

Enfin, cette forme d'organisation se complexifie suivant de multiples voies, dont les parties dures pourront laisser des fossiles, par exemple :

  • les Mollusques, qui acquièrent une structure rigide avec une coquille ;
  • les Arthropodes, qui s'organisent à l'intérieur d'un exosquelette ;
  • les Vertébrés, qui s'organisent au contraire autour d'un squelette interne.

Différentes formes

Mollusques

Les mollusques évoluent à partir d'une organisation de type ver. Une innovation évolutive importante des mollusques est la coquille, permettant de se protéger des prédateurs : l'acquisition de plaques calcaires protégeant le dos. Les premiers mollusques devaient donc avoir certains points commins avec les polyplacophores (une sorte d'escargot marin qui peut se rouler en boule comme un cloporte).

Les mollusques comprennent les classes importantes suivantes :

Article détaillé : Mollusca.

Arthropodes

Un monarque (Danaus plexippus).

Sur la formule générale des vers, les arthropodes ont superposé plusieurs innovations évolutives remarquables :

  • la segmentation, partagée avec de nombreux autres organismes, qui consiste à allonger le corps en répétant des segments de même anatomie ;
  • la formation de pattes locomotrices. Des tentacules jouant le rôle de pattes sont présents chez certains vers ;
  • la transformation de l'épiderme en un squelette rigide, l'exosquelette.

Cette organisation correspond à la forme générale des mille-pattes. Elle a été immédiatement à l'origine d'une nouvelle explosion radiative, entraînant la modification de certaines paires de pattes en mâchoires, antennes, pattes spécialisées, sur certaines parties du corps, ou perdant leurs pattes sur d'autres parties du corps.

L'embranchement des arthropodes est de très loin celui qui possède le plus d'espèces et le plus d'individus de tout le règne animal. On compte plus d'un million et demi d'espèces actuelles d'arthropodes. Le nombre de pattes, la manière dont le corps est organisé en différentes parties et la forme de ces pattes semblent avoir beaucoup participé à diversification foisonnante des arthropodes.

Article détaillé : Arthropode.

Poissons

Un poisson mandarin, un exemple de poisson osseux.

La fonctionnalité essentielle qui a initialement structuré ce groupe a été la capacité de nager dans l'eau.

Mais cette capacité a conduit à une première explosion radiative des vertébrés: les poissons ont vite envahi l'espace en trois dimensions formé par l'eau des océans, et se sont diversifiés en un grand nombre d'espèces à l'écologie et à la morphologie différentes, en passant par l'hippocampe, le poisson lune et le requin baleine.

Plusieurs innovations marqueront l'histoire évolutive des poissons : l'apparition progressive de la tête et de la mâchoire, et enfin, la conquête de l'environnement aérien avec l'apparition de pattes, continuant leur explosion radiative en donnant les sauriens.

Article détaillé : Poisson.

Tétrapodes

Reconstitution d'un tétrapodomorphe aquatique, Acanthostega.
Articles détaillés : Amphibien, Reptile, Aves et Mammifère.

Les tétrapodes, animaux à quatre membres, ont eu une explosion radiative après avoir conquis la capacité à se déplacer sur la terre ferme. Cependant, certains groupes d'espèces comme les cétacés ou les serpents ne gardent, à la suite de leur évolution, que des vestiges de membres.

Les tétrapodes regroupent des animaux de tailles très différentes, des micro-mammifères à la baleine bleue qui est le plus gros animal connu de tous les temps, mais ils ne représentent qu'une infime partie à la fois des espèces vivantes (au plus 2 %) et de la biomasse. Malgré cela, ils sont parmi les espèces les mieux connues de l'homme, qui en fait lui-même partie. Bien que l'homme ait, depuis Aristote au moins, essayé de regrouper les différentes espèces suivant des groupes homogènes, il n'est parvenu à comprendre la phylogénie de ce groupe qu'à la fin du e siècle. On considère aujourd'hui que ce groupe est composé des amphibiens, des Sauropsida (dont les reptiles et les oiseaux) et des mammifères.

  • Amphibiens : Ces tétrapodes se caractérisent par la peau nue. Nombre d'entre eux mènent à l'état adulte une vie alternant phase aquatique et phase terrestre.
  • Reptiles : Ces tétrapodes se caractérisent par la présence d'écailles soudées.
  • Oiseaux : Ces tétrapodes se caractérisent par la présence de plumes.
  • Mammifères : L'explosion radiative des mammifères, la plus récente, a été consécutive à la disparition des dinosaures.

Les mammifères sont généralement identifiables par leur peau, qui est au moins partiellement couverte de poils. Le fait que les femelles allaitent leurs petits est la caractéristique majeure de ce groupe.

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