Daphnia
. Daphnia magna avec oeufs
Classification scientifique
Règne : Animalia Phylum: Arthropoda Sous-embranchement : Crustacés Classe: Branchiopoda Ordre : Cladocera Famille: Daphniidae Genus : Daphnia Müller, 1785
Sous-genre
Sous-genre Daphnia . Sous-genre Hyalodaphnia Sous-genre Ctenodaphnia

Daphnia est un genre de petits, crustacés aquatiques, principalement d’eau douce, généralement entre .2 et 5 mm (.008 à .2 pouces) de longueur, appartenant à la famille des Daphniidae de l’ordre des Cladocères, et caractérisé par un seul œil composé, deux antennes doublement ramifiées, et une carapace généralement translucide. Les daphnies ou daphnidés sont communément appelés puces d’eau en raison de leur style de nage saccadé ou sautillant (bien que les puces soient des insectes et que ces deux groupes ne soient donc que très lointainement apparentés en tant qu’arthropodes).

Cependant, le nom commun de puce d’eau est également appliqué à d’autres animaux, y compris les membres de l’ordre des Cladocères en général, ainsi que les genres de copépodes Cyclops et Diaptomus.

Les daphnies, qui sont pour la plupart planctoniques, vivent dans divers environnements aquatiques allant des marécages acides aux lacs d’eau douce, étangs, ruisseaux et rivières. Il n’y a pas de représentants marins connus du genre Daphnia, et seulement environ un pour cent des cladocères se trouvent en dehors des environnements d’eau douce, principalement dans l’eau saumâtre.

Comme d’autres taxons, les daphnies présentent une fonctionnalité à deux niveaux, faisant progresser non seulement leur propre survie, reproduction et développement, mais jouant également un rôle précieux dans l’écosystème et pour les humains. Sur le plan écologique, les daphnies sont des éléments importants des chaînes alimentaires d’eau douce, car elles consomment des algues et d’autres petits organismes, et sont à leur tour la proie de petits poissons et d’autres animaux aquatiques carnivores. Pour l’homme, les daphnies n’ajoutent pas seulement aux merveilles de la nature, mais sont aussi une espèce précieuse pour la recherche et comme espèce indicatrice. Leur carapace translucide en fait notamment d’excellents sujets au microscope.

Daphnie au microscope

Tête de daphnie

Abdomen de daphnie

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Description

Anatomie de la Daphnie

Cladocères et Crustacés

Les Daphnies sont des crustacés (sous-phylum Crustacés), un groupe d’arthropodes qui comprend les crabes, homards, crevettes, bernacles, copépodes, krill et écrevisses familiers. Les crustacés sont caractérisés par des appendices ramifiés (biramus), un exosquelette composé de chitine et de calcium, deux paires d’antennes qui s’étendent devant la bouche, et des appendices pairs qui agissent comme des mâchoires, avec trois paires de pièces buccales mordantes. Ils partagent avec les autres arthropodes la possession d’un corps segmenté, d’une paire d’appendices articulés sur chaque segment, et d’un exosquelette dur qui doit être périodiquement éliminé pour la croissance. La plupart des espèces de crustacés sont marines, mais il existe de nombreuses formes d’eau douce, comme les écrevisses et les daphnies, et quelques formes terrestres.

L’ordre auquel appartiennent les daphnies, les cladocères, est composé d’organismes nageant librement, et la plupart s’orientent avec la face dorsale vers le haut. Ils possèdent une carapace à deux valves, couvrant généralement la majeure partie du corps à l’exception des appendices. La tête est généralement séparée du corps par une profonde indentation, mais elle peut aussi ne pas être séparée. Elle fait saillie vers l’avant sous la forme d’un bec ou d’un rostre. Sur le front se trouve un œil composé non apparié, résultat de la fusion de deux yeux, et, chez la plupart des espèces, un œil naupliaire simple (un organe conservé du stade larvaire « naupliaire »). Le nombre d’ommatidies qui composent l’œil composé varie d’une espèce à l’autre en fonction de leurs préférences alimentaires. La Daphnia, qui filtre le plancton, a un œil composé de seulement 22 ommatidies, tandis que les carnivores Evadne et Leptodora en ont respectivement 80 et 300.

Chez les Cladocères, la première paire d’antennes qui contient les organes sensoriels est assez petite et est attachée au rostre. La deuxième paire, en revanche, est disproportionnée par rapport au corps. Chacune de la deuxième paire d’antennes a deux branches, et les deux branches portent des soies longues et plumeuses. La deuxième paire d’antennes est le principal organe à la fois de locomotion et de capture de la nourriture chez les puces d’eau.

Sur le côté inférieur de la tête se trouve la bouche, entourée de la lèvre supérieure à l’avant, des mandibules sur les côtés et des maxillaires (mâchoires) à l’arrière. Le thorax des puces d’eau est très court et se compose de quatre à six segments.

Daphnie

Dans la daphnie, la division du corps en segments est presque invisible. La tête est fusionnée, et est généralement courbée vers le bas en direction du 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 se trouvent les cinq ou six paires de pattes. Les caractéristiques les plus marquantes sont l’œil composé, la deuxième paire d’antennes et une paire de soies abdominales.

Dans de nombreuses espèces, la carapace est translucide ou presque. Le cœur se trouve au sommet du dos, juste derrière la tête, et la fréquence cardiaque moyenne des daphnies est d’environ 180 battements par minute dans des conditions normales.

La nage est alimentée principalement par le deuxième ensemble d’antennes, dont la taille est supérieure à celle du premier ensemble. L’action de ce deuxième ensemble d’antennes est responsable du mouvement de saut.

La durée de vie d’une daphnie ne dépasse pas un an et dépend largement de la température. Par exemple, les organismes individuels peuvent vivre jusqu’à 108 jours à 3°C alors que certains organismes ne vivent que 29 jours à 28°C. Une exception claire à cette tendance se produit pendant l’hiver, où des conditions difficiles limitent la population et où l’on a constaté que des femelles pouvaient vivre plus de six mois. Ces femelles se développent généralement à un rythme plus lent mais sont finalement plus grandes que celles qui vivent dans des conditions normales.

Comportement alimentaire

Un petit nombre de Daphnies se nourrissent de minuscules crustacés et de rotifères, mais la plupart sont des filtreurs, ingérant principalement des algues unicellulaires et diverses sortes de détritus organiques, y compris des protistes et des bactéries. Elles mangent également des formes de levure, mais surtout en laboratoire ou dans des environnements contrôlés. Les daphnies peuvent être maintenues facilement avec un régime de levure.

Le battement des pattes produit un courant constant à travers la carapace, qui amène ces matières dans le tube digestif. Les particules alimentaires piégées sont formées en un bol alimentaire, qui descend ensuite dans le tube digestif jusqu’à être évacué par l’anus situé sur la surface ventrale de l’appendice terminal.

La première et la deuxième paires de pattes sont utilisées dans l’alimentation par filtration des organismes, assurant que les particules trop grosses pour être manipulées sont maintenues à l’extérieur tandis que les autres paires de pattes créent le courant d’eau qui se précipite dans l’organisme.

Cycle de vie et reproduction

Poche d’œuf au repos (ephippium) et la daphnie juvénile qui vient d’en sortir.

Dans des conditions environnementales favorables, les Daphnies se reproduisent parthénogénétiquement, généralement au printemps jusqu’à la fin de l’été.

Un ou plusieurs animaux juvéniles sont élevés dans la poche à couvain à l’intérieur de la carapace. La daphnie qui vient d’éclore doit muer plusieurs fois avant de devenir un adulte, généralement après environ deux semaines. Les jeunes sont de petites copies de l’adulte ; il n’y a pas de véritables stades nymphaux.

Les femelles complètement matures sont capables de produire une nouvelle couvée de jeunes environ tous les dix jours dans des conditions idéales. Le processus de reproduction se poursuit tant que les conditions environnementales continuent à soutenir leur croissance.

Lorsque l’hiver approche, ou en cas de sécheresse, ou lors d’autres conditions environnementales difficiles, la production de nouvelles générations de femelles cesse et des mâles parthénogènes sont produits. Cependant, même dans des conditions environnementales difficiles, les mâles peuvent représenter considérablement moins de la moitié de la population ; chez certaines espèces, les mâles sont inconnus. Les mâles ont tendance à être beaucoup plus petits que les femelles, et se distinguent également par des antennes plus grandes (Clare 2002). Ils possèdent généralement un appendice abdominal spécialisé, qui est utilisé lors de l’accouplement pour saisir une femelle par derrière, ouvrir sa carapace et insérer une spermathèque, et ainsi fertiliser les œufs. Ces œufs fécondés sont appelés œufs d’hiver et sont pourvus d’une couche de coquille supplémentaire appelée éphippium. Cette couche supplémentaire préserve et protège l’œuf à l’intérieur des conditions environnementales difficiles jusqu’aux moments plus favorables, comme le printemps, où le cycle de reproduction peut avoir lieu à nouveau.

En plus de la production d’œufs capables d’hiverner, ce passage à la reproduction sexuée a également été proposé pour permettre une plus grande variation de la progéniture (par recombinaison génétique), ce qui peut être utile dans des conditions variées ou imprévisibles.

Importance

Ecologiquement, les daphnies sont des composants importants des chaînes alimentaires d’eau douce, consommant des algues et d’autres petits organismes, et étant à leur tour la proie de petits poissons et d’autres animaux aquatiques carnivores, tels que les stades aquatiques immatures des libellules et des demoiselles.

Pour les humains, les daphnies constituent également des organismes modèles pour l’étude biologique. La carapace translucide en fait d’excellents sujets pour le microscope car on peut observer le cœur qui bat. Même sous une puissance relativement faible, il est possible d’observer le fonctionnement du mécanisme d’alimentation, de voir les jeunes immatures se déplacer dans la poche de ponte, d’observer l’œil déplacé par les muscles ciliaires, et même de voir les globules sanguins pompés dans le système circulatoire par le simple cœur. Les daphnies, comme de nombreux animaux, sont sujettes à l’intoxication alcoolique et constituent d’excellents sujets pour étudier les effets des dépresseurs sur le système nerveux, en raison de leur exosquelette translucide et de leur rythme cardiaque visiblement modifié. Ils tolèrent d’être observés, vivent sous une couverture et ne semblent pas souffrir lorsqu’ils sont remis en eau. Cette expérience peut également être réalisée en utilisant de la caféine, de la nicotine ou de l’adrénaline et en observant une augmentation de la fréquence cardiaque.

Les daphnies peuvent parfois être utilisées dans certains environnements pour tester les effets des toxines sur un écosystème. Cela fait de la daphnie une espèce indicatrice, particulièrement utile à cette fin en raison de sa courte durée de vie et de ses capacités de reproduction.

Les populations de plusieurs espèces de puces d’eau sont considérées comme menacées. Les daphnies suivantes sont classées comme vulnérables par l’UICN : Daphnia nivalis, Daphnia coronata, Daphnia occidentalis et Daphnia jollyi.

• Antunes, S. C., B. B. Castro et F. Gonçalves. 2003. Réponses chroniques de différents clones de Daphnia longispina (champ et ephippia) à différents niveaux de nourriture Acta Oecologica 24(Supp 1) : S325-S332. Consulté le 14 mai 2008.
• Clare, J. 2002. Daphnia : Guide de l’aquariophile Caudata.org. Consulté le 14 mai 2008.
• Dumont, H. J., et Ș. Negrea. 2002. Branchiopoda. Guides pour l’identification des micro-invertébrés des eaux continentales du monde, 19. Leyde : Backhuys. ISBN 9057821125.

Tous les liens ont été récupérés le 14 novembre 2017.

• Images et informations sur la daphnie chez MBL Aquaculture