Invertébrés
Le trait commun à tous les invertébrés est l’absence de colonne vertébrale (backbone) : cela crée une distinction entre invertébrés et vertébrés. Cette distinction n’est qu’une question de commodité ; elle n’est pas fondée sur un trait biologiquement homologue clair, pas plus que le trait commun d’avoir des ailes n’unit fonctionnellement les insectes, les chauves-souris et les oiseaux, ou que le fait de ne pas avoir d’ailes n’unit les tortues, les escargots et les éponges. En tant qu’animaux, les invertébrés sont hétérotrophes et ont besoin de se nourrir en consommant d’autres organismes. À quelques exceptions près, comme les Porifères, les invertébrés ont généralement un corps composé de tissus différenciés. Il y a aussi généralement une chambre digestive avec une ou deux ouvertures vers l’extérieur.
Morphologie et symétrie
Les plans corporels de la plupart des organismes multicellulaires présentent une certaine forme de symétrie, qu’elle soit radiale, bilatérale ou sphérique. Une minorité, cependant, ne présente aucune symétrie. Un exemple d’invertébrés asymétriques comprend toutes les espèces de gastéropodes. Ceci est facilement visible chez les escargots et les mollusques, qui ont une coquille hélicoïdale. Les limaces semblent extérieurement symétriques, mais leur pneumostome (trou de respiration) est situé du côté droit. D’autres gastéropodes développent une asymétrie externe, comme Glaucus atlanticus qui développe des cérates asymétriques à maturité. L’origine de l’asymétrie des gastéropodes est un sujet de débat scientifique.
On trouve d’autres exemples d’asymétrie chez les crabes violonistes et les bernard-l’ermite. Ils ont souvent une pince beaucoup plus grande que l’autre. Si un violoniste mâle perd sa grande pince, il en fera pousser une autre du côté opposé après la mue. Les animaux sessiles tels que les éponges sont asymétriques aux côtés des colonies coralliennes (à l’exception des polypes individuels qui présentent une symétrie radiale) ; des griffes d’alpheidae qui n’ont pas de pinces ; et de certains copépodes, polyopisthocotyles et monogéniens qui parasitent par fixation ou résidence dans la chambre branchiale de leurs poissons hôtes).
Système nerveux
Les neurones diffèrent chez les invertébrés des cellules des mammifères. Les cellules des invertébrés se déclenchent en réponse à des stimuli similaires à ceux des mammifères, comme un traumatisme tissulaire, une température élevée ou des changements de pH. Le premier invertébré chez lequel une cellule neuronale a été identifiée est la sangsue médicinale, Hirudo medicinalis.
L’apprentissage et la mémoire à l’aide de nocicepteurs chez le lièvre de mer, Aplysia, ont été décrits. Les neurones des mollusques sont capables de détecter des pressions croissantes et des traumatismes tissulaires.
Des neurones ont été identifiés chez un large éventail d’espèces invertébrées, notamment des annélides, des mollusques, des nématodes et des arthropodes.
Système respiratoire
Un des types de système respiratoire des invertébrés est le système respiratoire ouvert composé de spiracles, de trachées et de trachéoles dont disposent les arthropodes terrestres pour transporter les gaz métaboliques vers et depuis les tissus. La distribution des spiracles peut varier considérablement parmi les nombreux ordres d’insectes, mais en général, chaque segment du corps ne peut avoir qu’une paire de spiracles, chacune d’entre elles étant reliée à une atrium et ayant un tube trachéal relativement grand derrière elle. Les trachées sont des invaginations de l’exosquelette cuticulaire qui se ramifient (anastomose) dans tout le corps avec des diamètres allant de quelques micromètres à 0,8 mm. Les plus petits tubes, les trachéoles, pénètrent dans les cellules et servent de sites de diffusion pour l’eau, l’oxygène et le dioxyde de carbone. Les gaz peuvent être conduits à travers le système respiratoire au moyen d’une ventilation active ou d’une diffusion passive. Contrairement aux vertébrés, les insectes ne transportent généralement pas d’oxygène dans leur hémolymphe.
Un tube trachéen peut contenir des anneaux circonférentiels en forme de crêtes de taenidia de géométries diverses telles que des boucles ou des hélices. Dans la tête, le thorax ou l’abdomen, les trachées peuvent également être reliées à des sacs aériens. De nombreux insectes, comme les sauterelles et les abeilles, qui pompent activement les sacs à air de leur abdomen, sont capables de contrôler le flux d’air dans leur corps. Chez certains insectes aquatiques, les trachées échangent des gaz à travers la paroi du corps directement, sous la forme d’une branchie, ou fonctionnent essentiellement de manière normale, via un plastron. Notez que malgré leur caractère interne, les trachées des arthropodes sont éliminées lors de la mue (ecdysis).
Reproduction
Comme les vertébrés, la plupart des invertébrés se reproduisent au moins partiellement par reproduction sexuée. Ils produisent des cellules reproductrices spécialisées qui subissent une méiose pour produire des spermatozoïdes plus petits et mobiles ou des ovules plus grands et non mobiles. Ceux-ci fusionnent pour former des zygotes, qui se développent en de nouveaux individus. D’autres sont capables de se reproduire de manière asexuée, ou parfois, des deux méthodes de reproduction.
Interaction sociale
Le comportement social est très répandu chez les invertébrés, notamment chez les blattes, les termites, les pucerons, les thrips, les fourmis, les abeilles, les Passalidae, les Acari, les araignées, etc. L’interaction sociale est particulièrement saillante chez les espèces eusociales mais s’applique également à d’autres invertébrés.
Les insectes reconnaissent les informations transmises par d’autres insectes.
Phyla
Le terme invertébrés recouvre plusieurs phyla. L’un d’entre eux est celui des éponges (Porifera). On a longtemps pensé qu’elles avaient divergé très tôt des autres animaux. Elles n’ont pas l’organisation complexe que l’on retrouve dans la plupart des autres phyla. Leurs cellules sont différenciées, mais dans la plupart des cas, elles ne sont pas organisées en tissus distincts. Les éponges se nourrissent généralement en aspirant l’eau par des pores. Certains spéculent que les éponges ne sont pas si primitives, mais qu’elles pourraient plutôt être secondairement simplifiées. Les Cténophora et les Cnidaria, qui comprennent les anémones de mer, les coraux et les méduses, sont symétriques radialement et possèdent des chambres digestives avec une seule ouverture, qui sert à la fois de bouche et d’anus. Tous deux possèdent des tissus distincts, mais ils ne sont pas organisés en organes. Il n’y a que deux couches germinales principales, l’ectoderme et l’endoderme, avec seulement des cellules éparses entre elles. À ce titre, ils sont parfois qualifiés de diploblastiques.
Les Echinodermata sont symétriques radialement et exclusivement marins, notamment les étoiles de mer (Asteroidea), les oursins, (Echinoidea), les ophiures (Ophiuroidea), les concombres de mer (Holothuroidea) et les étoiles de plumes (Crinoidea).
Le plus grand embranchement animal est également inclus dans les invertébrés : les Arthropodes, comprenant les insectes, les araignées, les crabes et leurs proches. Tous ces organismes ont un corps divisé en segments répétitifs, généralement dotés d’appendices appariés. En outre, ils possèdent un exosquelette durci qui est périodiquement éliminé pendant la croissance. Deux phyla plus petits, les Onychophora et les Tardigrada, sont de proches parents des arthropodes et partagent ces traits. Les Nématodes, ou vers ronds, sont peut-être le deuxième plus grand phylum animal, et sont également des invertébrés. Les vers ronds sont généralement microscopiques et sont présents dans presque tous les environnements où il y a de l’eau. Un certain nombre d’entre eux sont des parasites importants. Des phylums plus petits qui leur sont apparentés sont les Kinorhyncha, les Priapulida et les Loricifera. Ces groupes ont un coelome réduit, appelé pseudocoelome. Parmi les autres invertébrés, on trouve les Nemertea ou vers rubans, et les Sipuncula.
Un autre phylum est celui des Platyhelminthes, les vers plats. Ceux-ci étaient à l’origine considérés comme primitifs, mais il apparaît aujourd’hui qu’ils se sont développés à partir d’ancêtres plus complexes. Les vers plats sont des acoelomates, dépourvus de cavité corporelle, comme le sont leurs plus proches parents, les microscopiques Gastrotricha. Les Rotifères ou rotifères, sont communs dans les environnements aqueux. Les invertébrés comprennent également les Acanthocephala ou vers à tête épineuse, les Gnathostomulida, les Micrognathozoa et les Cycliophora.
On y trouve également deux des phylums animaux les plus aboutis, les Mollusca et les Annelida. Le premier, qui est le deuxième plus grand phylum animal par le nombre d’espèces décrites, comprend des animaux tels que les escargots, les palourdes et les calmars, et le second comprend les vers segmentés, comme les vers de terre et les sangsues. Ces deux groupes ont longtemps été considérés comme proches parents en raison de la présence commune de larves trochophores, mais les annélides étaient considérés comme plus proches des arthropodes parce qu’ils sont tous deux segmentés. Maintenant, ceci est généralement considéré comme une évolution convergente, en raison des nombreuses différences morphologiques et génétiques entre les deux phyla.
Parmi les phyla d’invertébrés de moindre importance, on trouve les Hemichordata, ou vers à gland, et les Chaetognatha, ou vers à flèche. Parmi les autres embranchements, citons les Acoelomorpha, les Brachiopoda, les Bryozoa, les Entoprocta, les Phoronida et les Xenoturbellida.