Puce d'eau: caractéristiques, reproduction, alimentation, culture

La puce d'eau ( Daphnia ) est un genre de crustacés appartenant au super ordre de Cladocera, dont les espèces sont aquatiques, plantoniques, et qui résident dans une grande variété de masses d'eau douce, avec très peu d'espèces signalées en dehors de ces environnements. Comme d'autres cladocères, ils ont une large distribution dans le monde entier.

Ce sont des organismes dont la carapace est généralement transparente ou translucide. Ils se déplacent dans la colonne d'eau à l'aide de leurs antennes, une caractéristique qui les distingue, comme leur étrange œil composé, et leur système circulatoire composé d'un cœur simple.

Ils sont communément appelés puces d'eau ou puces d'eau en anglais, mais ce nom n'a aucune validité taxonomique. On les appelle ainsi à cause des mouvements qu’ils font lorsqu’ils se déplacent dans la colonne d’eau, sous forme de sauts.

Le terme "puces d'eau" est également utilisé pour désigner de nombreux autres organismes, y compris d'autres genres de cladocères, ainsi que certains copépodes et insectes.

Caractéristiques

Ce sont des organismes microscopiques, d'environ 0, 5 à plus de 5 mm environ, le corps étant recouvert d'une coquille chitineuse repliée de chaque côté du corps.

Ils présentent une division du corps bizarre. Par exemple, la tête semble être fusionnée au reste du corps, caractérisée également par la présentation de la partie postérieure du corps (postabdomen) penchée en avant.

Comme tous les crustacés, ils possèdent deux paires d’antennes. Dans ce groupe, la deuxième antenne est très développée et ramifiée, ce qui leur permet de nager. Ils ont un œil composé étrange, situé dans la partie centrale de la tête.

Ils présentent entre 5 et 6 paires de thoracopodes ou de pattes sous forme de draps qu'ils utilisent pour respirer et filtrer les aliments.

Il existe un dimorphisme sexuel, c'est-à-dire que les femmes et les hommes ont des caractéristiques morphologiques autres que les structures sexuelles qui les distinguent. Dans Daphnia, les femelles sont plus grandes et ont des antennes plus courtes que les mâles.

Ce sont des organismes plantoniques, principalement pélagiques, d’eau douce. Ils habitent des étangs, des étangs, des lacs et même des fitotelmatas (plans d'eau fixes ou fixes de plantes ou de leurs parties).

Ils sont résistants, mais n'habitent pas les environnements extrêmes. Ils tolèrent de vivre dans des conditions de pH de 6, 5 à 9, 5, mais ne peuvent pas vivre dans des eaux salées, à l'exception de certaines espèces.

Taxonomie

Daphnia est un genre de crustacés appartenant à la classe Branchiopoda, Cladocera superorder et à la famille Daphniidae. Certains taxonomistes et systématiciens considèrent qu'il existe plusieurs sous-genres dans ce genre.

Plusieurs complexes d'espèces ont également été découverts au sein de la Daphnia, c'est-à-dire des groupes d'espèces étroitement apparentées de morphologie très similaire. Jusqu'à présent, plus de 200 espèces de ces crustacés ont été décrites et il en reste encore beaucoup à découvrir.

Reproduction

Les espèces à reproduction sexuelle ayant des sexes séparés peuvent avoir deux mécanismes différents de détermination du sexe. D'une part, le sexe peut être déterminé par l'environnement, c'est-à-dire par les chromosomes autosomiques influencés par celui-ci, alors que dans d'autres cas, il peut se produire par les chromosomes sexuels.

La seule espèce connue à ce jour pouvant présenter les deux mécanismes de détermination du sexe appartient au genre Daphnia . De plus, ces espèces, comme les autres cladocères, peuvent se reproduire sexuellement ou asexuellement, en fonction des conditions environnementales et de la disponibilité en nourriture:

Sexuelle

Les gonopóros (orifices sexuels) des mâles de Daphnia sont situés dans la dernière région de l'individu, près de l'anus. Ils ont généralement des organes copulatoires, constitués par des appendices abdominaux modifiés.

La copulation a lieu entre la mue et la production d'œufs avec efipio (enveloppe chitineuse qui protège l'œuf). Pendant ce temps, le mâle tenant la femelle avec les antennes et tournant l'abdomen introduit l'organe copulateur dans les ouvertures de la femelle.

Les spermatozoïdes introduits n'ont pas de queue mais se déplacent à l'aide de pseudopodes.

La reproduction sexuée chez ces crustacés est secondaire et survient dans des conditions de stress environnemental. On pense qu'il est principalement contrôlé par la présence de fortes densités de la population de Daphnia, ce qui implique moins de nourriture et une plus grande concurrence.

Une autre hypothèse concernant le stimulus qui pousse les populations de ces cladocères à se reproduire sexuellement est la réduction de la photopériode (diminution de l'exposition à la lumière) et les changements de température.

Asexuée

Les Daphniam, comme la plupart des cladocères, se reproduisent de manière asexuée selon un processus appelé parthénogenèse cyclique, où la reproduction sexuée alterne avec la reproduction asexuée.

Après la reproduction asexuée du type parthénogénétique, les femelles après chaque mue adulte produisent des œufs parthénogénétiques (œufs fertiles qui ne sont pas fécondés par le mâle), qui seront placés dans un endroit dans la coquille appelé "chambre de reproduction".

Ces œufs donnent lieu à un développement direct, c'est-à-dire sans stade larvaire, produisant un nouveau-né très semblable à la mère.

Nourriture

Les daphnies sont des organismes suspensivores, c'est-à-dire qu'elles se nourrissent de particules en suspension dans l'eau. Ces particules sont capturées avec leurs 5 ou 6 paires d’annexes thoraciques sous forme de feuilles qu’elles utilisent pour filtrer les aliments.

Une partie des aliments qu’elles filtrent sont des microalgues, des bactéries et des détritus d’origine organique. Certaines espèces sont des prédateurs avides de rotifères et d’autres microcrustacés.

Culture

Les puces d'eau du genre Daphnia sont l'un des groupes d'organismes les plus utilisés dans les cultures. L'espèce Daphnia magna, D. pulex, D longispina et D. strauss, sont les plus utilisés, en particulier D. magna .

Pour la culture de ces crustacés, il est nécessaire de créer des conditions physiques, chimiques et biologiques permettant un développement et une reproduction optimaux de ces organismes.

La salinité

Les espèces utilisées pour les cultures sont exclusivement gardées en eau douce, même si certaines peuvent supporter de petites variations de salinité.

La température

Les températures optimales varient d'une espèce à l'autre. Par exemple, Daphnia magna résiste à des températures allant de 0 à environ 22 ° C, ce qui en fait des organismes ayant une tolérance relativement élevée aux basses températures et aux conditions tropicales.

Cependant, son développement optimal se situe entre 18 et 20 ºC. D'autres espèces ne sont pas aussi résistantes aux changements de température et ne peuvent être cultivées qu'entre 28 et 29 ºC, comme dans le cas de D. pulex .

Oxygène dissous

Il est appelé oxygène dissous (OD) à la concentration de ce gaz, exprimée en milligrammes / litre présente dans l'eau. Les espèces cultivables de Daphnia peuvent vivre sous différentes concentrations d'oxygène dissous.

Il a été déterminé que les espèces de ces crustacés végétaux peuvent vivre dans des cultures présentant des concentrations élevées et faibles en oxygène.

pH

Le pH est le coefficient utilisé pour mesurer le degré de basicité ou d'acidité en milieu aqueux. L'échelle va de 1 à 14, 1 correspondant à la valeur la plus acide, 7 à une condition neutre et 14 à la valeur indiquant le degré de basicité le plus élevé.

Les conditions optimales de pH pour le développement de la culture de Daphnia sont comprises entre 7, 1 et 8, bien que certaines espèces puissent se développer dans des cultures inférieures à 7, telles que D. pulex .

Types de culture

Recherche

Daphnia est fréquemment utilisé dans des cultures de laboratoire avec de multiples applications. Premièrement, il peut servir de nourriture à d’autres organismes. De même, les scientifiques les utilisent pour des bio-essais de toxicité, des changements climatiques, des études environnementales, entre autres.

Intensif

Les cultures intensives sont celles qui impliquent un degré élevé d'investissement économique, structurel, technologique, d'entretien et de rendement.

La daphnie est l’un des microcrustacés les plus utilisés dans ce type de culture, car elle fournit une source importante de protéines pour la pisciculture intensive, comme dans le cas du pejerrey ( Odontesthes bonariensis ) dans les cultures d’Amérique du Sud.

Extensif

L'aquaculture extensive ou les cultures extensives sont principalement pratiquées à l'air libre, dans de petits étangs ou des lagons artificiels. Ce type de culture est moins technique et relativement moins coûteux, ce qui ne veut pas dire qu’elle est moins efficace.

Les cultures de daphnies et d’ artémias (crustacés anostraco) représentent largement le moyen le plus couramment utilisé pour obtenir de la nourriture pour les larves de poissons et d’autres crustacés.

Ils sont également cultivés à des échelles plus petites. Par exemple, les amateurs d'aquariums d'eau douce et marins les utilisent pour nourrir leurs animaux domestiques.

Les applications

La génétique

Les scientifiques étudient depuis des années les populations de daphnies et leurs séquences d'ADN répétées (microsatellites). Ces études ont servi de base à l'analyse de la migration et du flux de gènes, grâce au polymorphisme enzymatique existant dans plusieurs populations de ces crustacés.

D'autre part, les études de génétique moléculaire ont aidé les scientifiques à obtenir de nouvelles hypothèses sur les relations phylogénétiques existant entre les espèces de ce genre, telles que leurs relations avec d'autres groupes taxonomiques de crustacés.

Bioassays

La manipulation et la culture relativement faciles de Daphnia dans des conditions de laboratoire permettent aux chercheurs de l’utiliser dans des essais biologiques. Ces essais biologiques, comme dans le cas des études de toxicité, servent à mesurer les niveaux de tolérance des organismes en présence de produits chimiques ou de contaminants.

Certaines études avec Daphnia ont permis d’évaluer les médicaments et certains aspects des changements climatiques. Ils les ont même utilisées pour évaluer les effets des rayons ultraviolets sur les organismes vivants.

Aquaculture

Dans les exploitations agricoles, ils utilisent Daphnia pour nourrir les poissons et les crustacés. Ils servent également de nourriture dans les cultures d'amphibiens. Sa large utilisation est due à sa forte teneur en protéines, à son développement rapide, à ses installations de reproduction et de culture.

Environnement

Les organismes du genre Daphnia sont des bioindicateurs. sa présence dans les étendues d'eau indique aux chercheurs certaines caractéristiques physiques, chimiques et biologiques de l'environnement étudié. Ils peuvent également transmettre des informations sur d'éventuelles modifications de l'environnement.