Anatomie des requins

Les nageoires d'un requin servent à le stabiliser, à le diriger, à le soulever et à le propulser. Chacune de ses nageoires est utilisée de façon différente. Jusqu'à deux nageoires, appelées la première et la deuxième nageoires dorsales, peuvent se trouver le long de la ligne médiane dorsale. Ces nageoires jouent un rôle de stabilisation. Elles peuvent avoir des épines à la base. Dans ce cas, elles sont défensives et elles peuvent également avoir des glandes cutanées qui y sont associées et qui produisent une substance irritante. Les nageoires pectorales prennent naissance derrière la tête et s'ouvrent vers l'extérieur. Elles servent à diriger le requin lorsqu'il nage et l'aident à se soulever. Les nageoires pelviennes se trouvent près du cloaque et elles sont également des stabilisateurs. Chez les mâles, elles ont une fonction secondaire puisqu'elles sont modifiées en organes copulateurs appelés ptérygopodes. Des nageoires anales peuvent être présentes et, si tel est le cas, elles se trouvent entre les nageoires pelviennes et caudale. La région de la queue même est formée du pédoncule caudal et de la nageoire caudale. Le pédoncule caudal peut avoir des entailles appelées « fossettes précaudales », qui se trouvent juste devant la nageoire caudale. Le pédoncule peut également être aplati à l'horizontal à l'intérieur de carènes latérales. La nageoire caudale présente un lobe supérieur et un lobe inférieur qui peuvent être de taille différente et dont la forme varie entre les espèces. La principale fonction de la nageoire caudale (hétérocercale ou homocercale) est de fournir la poussée. Le lobe supérieur de la nageoire caudale est celui qui produit la plus grande poussée, dont au moins une partie tend à forcer le requin vers le bas. Le soulèvement nécessaire pour compenser cette force est fourni par les nageoires pectorales et la forme du corps (comme un profil aérodynamique) qui travaillent ensemble. Chez la plupart des espèces de requins benthiques, la forte nageoire caudale non lunée (hétérocerque) permet de nager aisément près du plancher océanique (p. ex. requins nourrices et requins-zèbres). Toutefois, les requins les plus rapides (comme le requin-taupe bleu et le requin-taupe commun) ont tendance à avoir des nageoires caudales lunées (homocerques) qui leur permettent d'obtenir une poussée maximale.

La nageoire caudale du requin-taupe commun, comme celle présentée dans cette photo, est en forme de lune ou de croissant. Cela signifie que les lobes supérieur et inférieur de la nageoire caudale sont de taille semblable.

La queue du requin bleu, comme celle qui est illustrée, n'est pas lunée. Le lobe supérieur de la nageoire caudale est beaucoup plus large que le lobe inférieur.

Comme les autres poissons, le requin possède un squelette interne. Toutefois, le squelette du requin diffère de celui des autres poissons parce qu'il est entièrement composé de cartilage. Le cartilage est un matériau rigide et durable, mais également léger et relativement flexible. Ces caractéristiques aident de diverses façons aux mouvements généraux du requin. Par exemple, puisque le cartilage est plus léger que les os, il empêche le requin de caler (étant donné qu'il n'a pas de vessie gazeuse lui permettant de flotter comme d'autres poissons) et lui permet de tourner dans un rayon plus serré que les autres poissons. Le cartilage qui se trouve dans la mâchoire et la colonne vertébrale du requin doit être plus rigide que celui des nageoires. Ces régions sont renforcées par des sels de calcium qui forment un « cartilage calcifié », lequel présente des caractéristiques de rigidité semblables aux os, sans le poids ajouté.

Figure 2 : Le squelette d'un requin-taupe commun.

Comme le reste du squelette, le crâne d'un requin est surtout fait de cartilage. La forme du crâne peut varier du crâne classique d'un requin-taupe commun (comme celui ci-dessous) au crâne large et plat d'un requin-marteau. Cette image de la tête d'un requin-taupe commun est superposée du crâne. Le cartilage du rostre est spongieux et flexible, permettant ainsi au requin d'absorber un impact considérable avec son nez.

Figure 3 : Image d'un crâne de requin superposée sur l'image d'une tête de requin.

Figure 4 : Crâne d'un requin.

L'aspect qui varie le plus chez un requin est sa mâchoire. Celle-ci peut être attachée au crâne de différentes façons qui, en général, dépendent de la méthode dont l'animal se nourrit. Le type de mâchoire le plus courant que l'on retrouve chez les requins d'aujourd'hui permet à toute la mâchoire de se balancer vers le bas et l'avant afin de pouvoir avaler de plus grosses proies.

Les requins ont la même structure oculaire de base que tous les vertébrés, à part quelques modifications. Sous la rétine de l'œil du requin se trouve une couche réfléchissante appelée « tapis choroïdien » (tapetum lucidum). Essentiellement, la structure consiste en une couche de cellules en plaques parallèles remplies de cristaux à guanine argentés. Les cristaux reflètent la lumière qui a déjà traversé la rétine et la redirige pour stimuler de nouveau la rétine en ressortant de l'œil. Cela accroît efficacement le signal visuel, surtout dans les niveaux de faible lumière, et donne aux requins une acuité visuelle élevée.

Une autre modification que l'on retrouve chez certains requins est la présence d'une membrane nictitante. Cette structure est une membrane recouverte d'un denticule qui protège l'œil. Elle se ferme lorsque le requin passe près d'un objet et aussi lorsqu'il mord ou se nourrit.

Figure 1 : La membrane nictitante est visible dans cet exemple de requin bleu.

Figure 2 : Voici un autre exemple d'une membrane nictitante en mouvement pendant qu'un requin bleu mange un appât (morue). La membrane recouvre complètement l'œil lorsque le requin mord.

Tous les requins ont de cinq à sept paires de branchies sur le côté de la tête. L'échange gazeux se produit au niveau des branchies et l'eau oxygénée doit toujours s'écouler sur les filaments branchiaux pour assurer la respiration. L'eau pénètre dans la bouche de l'animal, puis dans le pharynx avant de s'écouler sur les branchies et de ressortir par les fentes branchiales. L'échange gazeux du système respiratoire se passe à la surface des filaments branchiaux, lorsque l'eau s'écoule sur les branchies et en ressort.

Figure 1 : Branchies d'un requin-taupe commun vues de l'extérieur.

Figure 2 : Branchies d'un requin-taupe commun vues de l'intérieur de la bouche.

Figure 1 : Spiracle d'un aiguillat.

Le spiracle est une première fente branchiale vestigiale. Il consiste en un orifice qui se trouve derrière l'œil, comme le montre la photo de l'aiguillat commun ci-dessous. Il est absent ou réduit chez de nombreux requins, surtout chez ceux qui nagent le plus rapidement, et il est habituellement plus gros et présent chez les poissons sédentaires ou les poissons de fond. Chez le requin, le spiracle sert à faire passer le sang oxygéné directement à l'œil et au cerveau par un vaisseau sanguin distinct. Le spiracle d'une raie est beaucoup plus gros et plus développé. Il sert à pomper activement de l'eau sur les branchies de la raie pour lui permettre de respirer lorsqu'elle est enfouie dans le sable.

Les dents d'un requin ne sont pas logées en permanence dans la mâchoire, mais plutôt attachées à une membrane appelée parodonte. Le parodonte est semblable à une courroie de transporteur, puisqu'il déplace les rangées de dents vers l'avant à mesure que le requin grandit et remplace ainsi les plus vieilles dents à l'avant, qui sont devenues endommagées ou usées ou encore qui sont tombées. Il n'est pas rare de trouver des dents de requin enfoncées dans une grosse proie (comme une carcasse de baleine) ou sur le fond de l'océan.

Le nombre de dents ainsi que la forme et l'apparence des dents varient considérablement entre les espèces de requin, et ces caractéristiques peuvent être parmi les plus importantes pour identifier une espèce. Toutefois, l'apparence d'une dent peut également varier selon qu'elle se trouve dans la mâchoire supérieure ou inférieure d'un requin.

Le requin bleu démontre bien comment les dents peuvent varier entre les mâchoires supérieure et inférieure. Les dents de la mâchoire supérieure (à gauche) sont triangulaires et courbées, leurs extrémités sont dentelées et elles se chevauchent à la base. Celles de la mâchoire inférieure (à droite) sont plus droites et plus minces, et leurs extrémités sont finement dentelées.

Les dents du requin-taupe commun et du requin-taupe bleu sont semblables sur les deux mâchoires. Les dents du requin-taupe commun (à gauche) ont un rebord lisse et des denticules latéraux, tandis que celles du requin-taupe bleu (à droite) sont plus étroites et n'ont pas de denticules latéraux.

Figure 1 : Ampoules de Lorenzini sur un requin-taupe commun.

Les ampoules de Lorenzini sont de petites vésicules et des pores qui forment une partie d'un vaste système de réseau sensoriel sous-cutané. Ces vésicules et ces pores se trouvent autour de la tête du requin et sont visibles à l'œil nu. Elles apparaissent comme des taches foncées sur la photo du requin-taupe commun ci-dessous. Les ampoules peuvent détecter de faibles champs magnétiques que produisent d'autres poissons, au moins sur de courtes distances. Le requin peut ainsi repérer une proie qui est enfouie dans le sable ou se diriger vers un mouvement à proximité.

Selon des travaux de recherche effectués récemment, les ampoules permettraient également au requin de détecter des changements dans la température de l'eau. Chaque ampoule comporte un ensemble de cellules sensorielles qui sont innervées par plusieurs fibres nerveuses. Ces fibres se trouvent dans un tubule rempli de gel qui s'ouvre directement à la surface par un pore. Le gel (une substance glycoprotéinique) a des propriétés électriques semblables à un semiconducteur qui permettent de transposer les changements de température en données électriques que le requin peut ensuite utiliser pour détecter des gradients de température.

Figure 1 : Les minuscules pores de la ligne latérale d'un requin-taupe commun s'étendent sur toute la longueur de son corps, de la tête à la queue.

La ligne latérale et les ampoules de Lorenzini forment la composante électrosensible du système sensoriel du requin. La ligne latérale permet au requin de se diriger vers un mouvement ou un son infime. Elle consiste en des structures appelées neuromastes qui se trouvent dans des canaux juste au-dessous de la surface de la peau ou des écailles. De la même façon que les ampoules de Lorenzini, des pores s'ouvrent sur l'extérieur et les neuromastes détectent tout mouvement d'une proie.

La peau d'un requin a une texture semblable à celle d'un papier abrasif en raison de ses petites écailles placoïdes rugueuses (également appelées denticules cutanés). Par conséquent, elle est souvent séchée et utilisée comme un produit en cuir ou du papier abrasif. Les écailles placoïdes sont des plaques osseuses basales qui sont enfouies sous la peau et dont une partie soulevée est exposée. Les denticules cutanés possèdent une structure homologue aux dents et donnent à la peau une texture rugueuse.

Comme le montre cette image prise de la nageoire dorsale d'un requin-taupe commun, les denticules cutanés ressemblent à de petites dents sur la peau qui forment une paroi protectrice et aident l'animal à nager.

Images agrandies des denticules cutanés d'un requin-taupe commun et d'un aiguillat commun prises au microscope électronique à balayage. Images fournies par Frank Thomas, Laboratoire de microanalyse, Commission géologique du Canada (Atlantique).

Figure 1 : Photo rapprochée de la peau d'un requin.

Figure 2 : Denticules du requin-taupe commun (200X)

Figure 3 : Denticules de l'aiguillat commun (180X)

Cette photo montre le foie, l'estomac et l'intestin d'un requin bleu. L'oviducte, une partie du système reproducteur femelle, est également visible.

En incisant le ventre, des nageoires pelviennes aux nageoires pectorales, le foie est le premier organe rencontré. Le foie d'un requin occupe la plus grande partie de la cavité abdominale. Ce gros organe lisse et huileux peut représenter jusqu'à 25 % du poids total du requin. Il a deux fonctions. La première est que le foie sert à emmagasiner l'énergie, puisque toutes les réserves en lipides s'y trouvent. La deuxième est que le foie sert d'organe hydrostatique. Les huiles qui sont plus légères que l'eau sont mises en réserve dans le foie. La densité du corps est ainsi réduite et fournit la flottabilité nécessaire pour contrebalancer la tendance du requin à caler.

Outre le foie, on peut voir l'estomac à l'intérieur de la cavité abdominale. L'estomac du requin renferme souvent le contenu de son dernier repas. L'estomac même se termine à une constriction appelée le pylore, qui mène au duodénum puis à la valvule spirale de l'intestin. La valvule spirale est un organe dont l'intérieur en spirale augmente la surface sur laquelle les nutriants peuvent être absorbés. Le contenu de la valvule spirale se vide dans le rectum et l'anus pour ensuite sortir par le cloaque. Le cloaque est l'ouverture postérieure qui sert d'orifice pour les voies intestinales, urinaires et génitales.

Cette photo d'un requin-taupe commun (mâle adulte) montre certains des organes mentionnés. Elle montre également l'épididyme, une partie du système reproducteur mâle.

De même, on trouve facilement le pancréas à l'intérieur de la cavité abdominale. Le pancréas est une glande digestive qui comporte deux lobes roses. À partir du lobe ventral, les sécrétions sont transférées de cet organe au duodénum par un petit conduit.

On peut aussi voir deux autres organes qui ne font pas partie du système digestif. Le premier est la rate, l'organe foncé près de l'estomac, qui fait partie du système lymphatique. Le deuxième est la glande rectale, un petit organe qui s'ouvre par un conduit dans le rectum. Elle sert de glande saline en retirant du sang l'excès de chlorure de sodium (sel). La sécrétion est une solution incolore de sel, dont la concentration est le double de celle contenue dans le plasma sanguin et est plus élevée que celle de l'eau salée ambiante.

En retirant les organes digestifs, on peut voir les organes reproducteurs. Pour obtenir des détails à propos de l'anatomie du système reproducteur des requins, consultez la page Reproduction des requins dans ce site.

Figure 1 : Photo montrant le foie d'un requin-taupe commun (mâle adulte).

Figure 2 : Photo montrant l'épididyme, l'organe épigonal, le testicule, le duodénum, l'estomac, le pylore, la valvule spirale, la glande rectale, le rectum et l'anus d'un requin-taupe commun (mâle adulte).

Figure 3 : Photo montrant la glande rectale et le segment inférieur de l'intestin d'un requin-taupe commun.