Il existe au moins 5 000 espèces nommées de spongiaires, avec probablement des milliers d’autres encore à classer. La morphologie des éponges les plus simples prend la forme d’un cylindre irrégulier avec une grande cavité centrale, le spongocoel, occupant l’intérieur du cylindre (figure 1). L’eau pénètre dans le spongocoel par de nombreux pores, ou ostia, qui créent des ouvertures dans la paroi du corps. L’eau qui entre dans le spongocoel est expulsée par une grande ouverture commune appelée osculum. Cependant, il convient de noter que les spongiaires présentent une grande diversité de formes corporelles, y compris des variations dans la taille et la forme du spongocœle, ainsi que dans le nombre et la disposition des chambres d’alimentation dans la paroi corporelle. Chez certaines éponges, plusieurs chambres d’alimentation s’ouvrent à partir d’un spongocoel central et chez d’autres, plusieurs chambres d’alimentation se connectant les unes aux autres peuvent se trouver entre les pores d’entrée et le spongocoel.

Bien que les éponges ne présentent pas une véritable organisation en couches tissulaires, elles possèdent un certain nombre de « tissus » fonctionnels composés de différents types de cellules spécialisées pour des fonctions distinctes. Par exemple, des cellules de type épithélial appelées pinacocytes forment le corps le plus externe, appelé pinacoderme, qui remplit une fonction de protection similaire à celle de notre épiderme. Parmi les pinacodermes se trouvent les ostia qui permettent l’entrée de l’eau dans le corps de l’éponge. Ces pores ont donné aux éponges leur nom de phylum Porifera-pore-bearers. Chez certaines éponges, les ostia sont formés par des porocytes, des cellules uniques en forme de tube qui agissent comme des valves pour réguler le flux d’eau dans le spongocœle. Chez d’autres éponges, les ostia sont formés par des plis dans la paroi du corps de l’éponge. Entre la couche externe et les chambres d’alimentation de l’éponge se trouve une substance gélatineuse appelée le mésohyle, qui contient des fibres de collagène. Différents types de cellules résident dans le mésohyle, notamment les amibocytes, les « cellules souches » des éponges, et les sclérocytes, qui produisent les matériaux du squelette. La consistance gélatineuse du mésohyl agit comme un endosquelette et maintient la morphologie tubulaire des éponges.

Les chambres d’alimentation à l’intérieur de l’éponge sont tapissées par des choanocytes (« cellules de col »). La structure d’un choanocyte est essentielle à sa fonction, qui consiste à générer un courant d’eau dirigé à travers l’éponge et à piéger et ingérer des particules alimentaires microscopiques par phagocytose. Ces cellules nourricières sont similaires en apparence aux choanoflagellés unicellulaires (Protista). Cette similitude suggère que les éponges et les choanoflagellés sont étroitement liés et ont probablement des ancêtres communs. Le corps du choanocyte est encastré dans le mésohyle et contient tous les organites nécessaires au fonctionnement normal de la cellule. Dans l' »espace ouvert » à l’intérieur de la chambre d’alimentation se trouve un collier en forme de maille composé de microvillosités avec un seul flagelle au centre de la colonne. Le battement des flagelles de tous les choanocytes attire l’eau dans l’éponge par les nombreux ostia, dans les espaces tapissés par les choanocytes, et finalement par l’osculum (ou les osculi, si l’éponge consiste en une colonie d’éponges attachées). Les particules alimentaires, y compris les bactéries présentes dans l’eau et les organismes unicellulaires tels que les algues et divers protistes de type animal, sont piégées par le collier en forme de tamis des choanocytes, glissent vers le corps de la cellule et sont ingérées par phagocytose. Les choanocytes ont également une autre fonction surprenante : Ils peuvent se différencier en spermatozoïdes pour la reproduction sexuée, moment auquel ils se délogent du mésohyle et quittent l’éponge avec l’eau expulsée par l’osculum.

Les amibocytes (dérivés des archéocytes semblables à des cellules souches), sont ainsi nommés car ils se déplacent dans le mésohyle à la manière des amibes. Ils ont une variété de fonctions : En plus d’apporter des nutriments des choanocytes aux autres cellules de l’éponge, ils donnent naissance à des œufs pour la reproduction sexuelle. (Les œufs restent dans le mésohyle, tandis que les spermatozoïdes sont libérés dans l’eau). Les amibocytes peuvent se différencier en d’autres types de cellules de l’éponge, comme les collénocytes et les lophocytes, qui produisent les protéines de type collagène qui soutiennent le mésohyle. Les amibocytes peuvent également donner naissance à des sclérocytes, qui produisent des spicules (pointes squelettiques de silice ou de carbonate de calcium) dans certaines éponges, et à des spongocytes, qui produisent la protéine spongine dans la majorité des éponges. Ces différents types de cellules dans les éponges sont représentés sur la figure 1.

Figure 1. Le (a) plan corporel de base de l’éponge et (b) certains des types de cellules spécialisées que l’on trouve dans les éponges sont illustrés.

Comme nous l’avons vu, la plupart des éponges sont soutenues par de petites spicules ressemblant à des os (généralement de minuscules structures pointues faites de carbonate de calcium ou de silice) dans le mésohyle. Les spicules servent de support au corps de l’éponge et peuvent également dissuader les prédateurs. La présence et la composition des spicules constituent la base de la différenciation de trois des quatre classes d’éponges Figure 2.

Les éponges de la classe Calcarea produisent des spicules de carbonate de calcium et pas de spongine ; celles de la classe Hexactinellida produisent des spicules siliceux (vitreux) à six rayons et pas de spongine ; et celles de la classe Demospongia contiennent de la spongine et peuvent avoir ou non des spicules ; si elles sont présentes, ces spicules sont siliceux. Les éponges de cette dernière classe ont été utilisées comme éponges de bain. Les spicules sont surtout présents dans les éponges de verre, classe des Hexactinellida. Certaines de ces spicules peuvent atteindre des proportions gigantesques. Par exemple, par rapport aux spicules typiques des éponges de verre, dont la taille varie généralement de 3 à 10 mm, certaines des spicules basales de l’hexactinellide Monorhaphis chuni sont énormes et peuvent atteindre 3 mètres de long ! Les éponges de verre sont également inhabituelles dans la mesure où la plupart des cellules de leur corps sont fusionnées pour former un syncytium multinucléé. Parce que leurs cellules sont interconnectées de cette façon, les éponges hexactinellides n’ont pas de mésohyle.

Une quatrième classe d’éponges, les Sclerospongiae, a été décrite à partir d’espèces découvertes dans des tunnels sous-marins. Elles sont également appelées éponges coralliennes en raison de leur squelette de carbonate de calcium multicouche. La datation basée sur le taux de dépôt des couches du squelette suggère que certaines de ces éponges ont des centaines d’années.

Figure 2. Plusieurs classes d’éponges (a) Clathrina clathrus appartient à la classe Calcarea, (b) Staurocalyptus spp. (nom commun : éponge Picasso jaune) appartient à la classe Hexactinellida, et (c) Acarnus erithacus appartient à la classe Demospongia. (crédit a : modification de l’œuvre de Parent Géry ; crédit b : modification de l’œuvre de l’Institut de recherche de l’Aquarium de Monterey Bay, NOAA ; crédit c : modification de l’œuvre du Sanctuary Integrated Monitoring Network, Monterey Bay National Marine Sanctuary, NOAA)

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