Les hydres, de petites méduses d’eau douce

Les hydres sont un genre de petits cnidaires (groupe des méduses) vivant en eaux douces dans les mares, lacs et eaux à courant lent et calme.
L’hydre est connue pour sa faculté de régénération des tissus : un petit fragment d’hydre est capable de redonner une hydre entière.
De part cette faculté, on lui a donné le nom d’un monstre mythologique : l’hydre de Lerne, dont les 7 têtes repoussaient au fur et à mesure qu’Hercule les tranchait.
Leur corps est en forme de sac avec une bouche entourée d’un unique anneau de tentacules.
Les hydres sont uniquement présentes en eau douce, elles se nourrissent de zooplancton et vivent parfois en symbiose avec des algues unicellulaires (hydre verte).

Cet article s’intéresse à :
– L’observation de différentes espèces d’hydre
-L’organisation anatomique de l’hydre, un exemple de cnidaire que l’on trouve en eau douce.
-La symbiose chez l’hydre verte, hydra verridissima,  très facile à observer au microscope

Observations d’hydres d’eau douce :

L’observation des hydres à l’œil nu, à la loupe binoculaire ou au microscope permet de découvrir un cnidaire facilement sans vivre en bord de mer.

Les différentes espèces d’hydres ne peuvent pas être déterminées facilement. La détermination n’est possible que par l’étude au microscope et est affaire de spécialiste.
Seule une espèce se distingue facilement : l’hydre verte, hydra verridissima par sa couleur verte qui montre qu’elle vit en symbiose avec des algues.

Photo 1/8 : Observation de 8 hydres vertes, Hydra viridissima, fixées sur la paroi d’un aquarium largeur de la photo : 4 cm.
Les hydres sont particulièrement petites et discrètes dans leur environnement, on peut ici les confondre facilement avec les algues vertes filamenteuses. En général, il reste difficile de les voir les hydres à l’œil nu dans le milieu naturel. 

Photo 2/8 : Zoom sur une hydre verte à l’aide d’une loupe (X 20). On voit en haut de l’image les fins tentacules entourant la bouche et à l’opposé, le pied fixé contre la paroi de l’aquarium.

Photo 3/8 : Espèce d’hydre de couleur grise et d’environ 2 cm de long.
Cette hydre est fixée sur un plan d’élodée. Ces tentacules sont largement déployée afin de maximiser leur rencontre avec une proie.
On note une petite hydre sur la grande : il s’agit d’une reproduction par bourgeonnement.

Photo 4/8 : Scène de prédation, on voit par transparence dans la cavité digestive de l’hydre un ostracode qui vient d’être capturé et qui est en train de se faire digérer. L’hydre mesure ici 1 cm de long.
On note ici également  la présence d’une petite hydre qui se forme par bourgeonnement : c’est une reproduction asexuée.
L’hydre peut également se reproduire de façon sexuée : les hydres sont hermaphrodites. Les hydres sont capables de produire des gonades mâles et femelles.

Vidéo mouvements accéléré X 4 d’une hydre dans l’eau de la mare.
On voit ici 1 individu majeur (le plus grand) et deux petits individus produit par reproduction asexuée. Ces petits individus vont par la suite se détacher.

Organisation anatomique des hydres et plus généralement des cnidaires :

Les caractères communs des cnidaires (synapomorphies) sont la présence de cellules urticantes, les cnidocytes, se déclenchant au contact et contenant du venin. Les cnidaires ont donc un rôle écologique de prédateur, le plus souvent du plancton.
 Un cnidaire est fondamentalement un sac à une seule ouverture dont les tissus forment chacun une couche d’une seule cellule d’épaisseur : épiderme à l’extérieur (ou ectoderme) et gastroderme (ou endoderme) à l’intérieur.
La symétrie est radiale : les parties de l’animal sont organisées concentriquement autour d’un axe oral-aboral.
Les cnidaires alternent au cours de leur cycle de développement entre deux formes : la forme méduse (mobile dans la colonne d’eau) et la forme polype (fixé au substrat). Chez les hydres, seulement la forme polype est présente.

Photo 5/8 : Coupe longitudinale d’hydre d’eau douce H-G Dupuy, lame de l’ENS de Lyon (X 40).

L’organisation anatomique des cnidaires est relativement simple :

Ils sont constitués de deux couches de cellules facilement observable au microscope.
Pour ces deux couches cellulaires :
-l’une est en contact avec le milieu intérieur : c’est l’endoderme
-L’autre en contact avec le milieu extérieur : c’est l’ectoderme
Ces deux couches cellulaires sont séparées par la mésoglée (ici colorée en bleue).
Chacune de ces couches cellulaires ont des types cellulaires variés.

Schéma de l’anatomie d’une hydre d’eau douce
et présentation de quelques cellules spécialisées

Quelques types cellulaires spécialisées (présents dans le schéma ci-dessus) :
Dans l’ectoderme :
-Les cellules myoépithéliales possédant une base contractile, ce type de cellules permet les mouvements et le déplacement de l’hydre.
-Les cnidocytes, cellules renferment une capsule, le cnidocyste, contenant un harpon ainsi que des substances urticantes permettent la capture de proies en les harponnant et immobilisant.
-Les cellules sensorielles munies d’un cil apical excitable, ces cellules sont reliées au système nerveux de l’hydre et elles lui permettent d’appréhender son milieu.
–Cellules glandulaires permettant la sécrétion de mucus comme au niveau du pied où ces cellules sécrètent un mucus collant permettant l’adhésion du pied au substrat.

Au niveau de la Mésoglée :
-les cellules nerveuses formant un réseau diffus (pas de cerveau) en relation avec les cellules sensorielles et les cnidocytes.

Dans l’endoderme :
–Cellules phagocytaires flagellés : les flagelles de ces cellules permettent de maintenir un courant d’eau au sein de la cavité digestive permettant de faire circuler le milieu intérieur.
Ces cellules incorporent les nutriments digérés par phagocytoses.
-Cellules glandulaires : ces cellules sécrètent les enzymes nécessaires à la digestion des proies capturées pour les transformer en nutriments assimilables.

Symbiose chez l’hydre verte observé au microscope :

On parle de symbiose lorsque deux organismes vivent ensemble, en une association réciproquement bénéfique, c’est le cas de l’hydre verte et des algues vertes unicellulaires vivant à l’intérieur d’elle.
L’hydre bénéficie d’une partie des photo-assimilats (sucres) produit par la photosynthèse des algues, c’est donc pour elle un complément alimentaire en plus de ses proies capturées. On pourrait donc dire que l’hydre verte est un animal « photosynthétique ».
Les algues profitent d’un milieu de vie stable dans l’hydre et des déchets métabolique de l’hydre : dioxyde de carbone et déchets azotés qui sont des éléments nécessaire pour leur croissance.

Photo 6/8 : Observation du déplacement d’une hydre verte à la loupe binoculaire (X 20), les deux photos ont été prise à dix secondes d’intervalle. On voit que l’hydre bouge assez vite sous la loupe binoculaire.
Longueur de l’hydre : 2 à 4 mm

Photo 7/8 : Observation au microscope (X 40) d’une hydre verte, hydra viridissima,  au niveau de son pôle oral.
On voit les tentacules entourant la bouche et plusieurs centaines de points verts, il s’agit d’algues unicellulaires photosynthétiques vivant en symbiose avec l’hydre verte.

Photo n°8/8 : Observation au microscope (X 100) de la symbiose à l’intérieur d’une hydre verte. Ce sont les cellules endodermiques qui abritent les algues vertes.
Ces algues vertes symbiotiques, globalement nommés chlorelles, appartiennent à différent genre (chlorella, chlamydomonas…)

Pour être précis, cette symbiose est ici de type endocytobiose de endo- à l’intérieur, cyto – cellule, et biose la vie. Une endocytobiose est donc une symbiose où le symbionte se trouve à l’intérieur des cellules de l’hôte (ici les chlorelles sont dans les cellules de l’endoderme).

Comment cette symbiose perdure au fil des générations ?
Lors de la reproduction asexuée : par bourgeonnement, les cellules endodermiques contiennent déjà des chlorelles et sont transmis au nouvel individu.
Lors de la reproduction sexuée, les ovules de l’hydre verte reçoivent des chlorelles au cours de leur différenciation. Les chlorelles sont donc transmis génération après génération par l’ovule.