Les cladocères sont de petits crustacés mesurant adultes, entre 0,2 et 18 mm souvent appelés puce d’eau. On en retrouve environ 645 espèces. Ils sont recouverts d’une carapace transparente, attachée au dos qui les recouvre sauf pour la tête. La carapace est faite d’un matériau hydrofuge ce qui fait que même dans l’eau, les cladocères sont au sec. S’ils viennent en contact avec la surface de l’eau, ils se retrouvent prisonniers et flottent sans pouvoir retourner en profondeur. Cette adaptation sert probablement à décourager la croissance d’algues ou de protozoaires sur leur corps.
Ils possèdent quatre à six paires de pattes plates en forme de feuilles. Les pattes couvertes de poils et d’épines, servent à filtrer et manipuler la nourriture. Le courant formé par le mouvement des pattes force les algues dont ils se nourrissent vers la bouche. Leurs mouvements saccadés sont produits par une paire d’antennes très développées. Ils ont un seul œil composé, placé centralement et muni de muscles que l‘on peut assez facilement observer au microscope.
Des daphnies prisonnières de la surface de l'eau à cause de leur carapace hydrofuge.
Leur vitesse de nage peut atteindre 25mm/sec. Ils font des migrations journalières allant vers le fond le matin et revenant vers la surface le soir. Cette migration se fait sur une distance de 5 à 20 mètres. Fuir la lumière permet d’éviter les prédateurs le jour et de profiter de l’eau chaude de la surface pour stimuler la croissance et la reproduction.
Les cladocères possèdent un cœur bien visible à cause de ses mouvements rapides.
Chez certaines familles comme les daphniidés et chydoridés, la tête se termine par une excroissance ressemblant à un bec. Chez Bosmina, ce sont les premières antennes qui sont allongées et qui donne l’impression d’avoir un long nez.
Il y a peu de différence entre les sexes et comme ils se reproduisent asexuellement une partie du temps, la plupart des individus sont des femelles. En effet, dépendant des conditions, les cladocères se reproduisent sexuellement ou asexuellement. La reproduction asexuée permet une grande progéniture mais ne permet pas les adaptations au milieu comme la reproduction sexuée. La plupart se reproduisent par parthénogénèse (sans la participation d'un mâle) la plupart du temps donc la majorité de la population est constituée de femelles.
Lorsqu'ils sont produits par parthénogenèse, les petits se développent dans la chambre d’éclosion dans la mère. Les larves naissent complètement formées. Les œufs en diapause sont de deux types, haploïdes ou diploïde. La production d’œufs pour la diapause (dormance) et de mâles dépend de plusieurs conditions : un changement de concentration en nourriture, des signaux chimiques induits par une trop grande population ou un changement dans la photopériode.
Reproduction asexuée. Des embryons dans la chambre d'éclosion.
Embryons dans la chambre d'éclosion.
Le nombre d’œufs peut varier de 1 à 100 dépendamment de la grosseur de l’espèce. Les œufs en diapause sont expulsés dans une carapace plus épaisse appelé l'ephippium ou éphippie. L’embryon commence son développement puis entre en dormance. Ces embryons sont résistants au gel, à la dessiccation et possèdent une bonne résistance mécanique. Ils seront ensuite enveloppés par la carapace de la femelle lorsque celle-ci va muer. Certains éphippies flottent ce qui permet la dispersion des embryons. Les éphippies sont assez petits pour être emportés par le vent, sécher ou encore rester dans le fond des sédiments pour des dizaines d’années. Les œufs sortiront de leur diapause lorsqu’ils seront mouillés, qu’ils seront soumis à une augmentation de la photopériode ou à une plus grande concentration d’oxygène. Les embryons se développeront alors en femelles qui produiront des jeunes de façon asexuée.
Les cladocères doivent muer de deux à sept fois pour passer à leur taille d’adulte. Leur cycle de vie dépend des conditions de l’environnement. Par exemple, comme les poissons choisissent les plus gros spécimens, les cladocères tendent à se reproduire rapidement en présence de ces prédateurs et former des individus de petite taille. La température du milieu joue un rôle important dans la vitesse de croissance et de reproduction. Le pH est aussi important pour leur développement. Seulement quelques espèces peuvent vivre à des pH en dessous de 5. Peut-être à cause du besoin de calcium pour le développement de la carapace. La turbidité affecte aussi les cladocères peut-être à cause des particules de glaises qui interfèrent avec la filtration.
Carapace d'une daphnie. On retrouve souvent des carapaces de cladocère, issues de la mue, dans les sédiments du lac. Celles-ci peuvent nous apporter des informations importantes sur la productivité du lac ainsi que sur l'évolution du climat.
Plus un lac est grand plus on est susceptible de trouver une grande biodiversité de cladocères. On pourrait trouver 35 espèces dans un grand lac. De tous les animaux dans un lac, les cladocères seraient les plus abondant atteignant plus d’un million par mètre carré de fond même sous la glace au début de l’hiver.
On les retrouve dans tous les habitats contenant de l’eau douce et quelques espèces sont marines. Chaque espèce est adaptée à un niveau précis de salinité.
Ils occupent une place importante au centre de la chaîne alimentaire puisque ce sont d’importants mangeur d’algues, de ciliés et de bactéries et une source importante de nourriture riche en protéines pour les poissons et les oiseaux. Ils sont aussi la proie de larves d’insectes comme les odonates, le diptère chaoborus, les hydres, les vers plats, les salamandres, les petits poissons, les copépodes, les cladocères prédateurs et même les plantes carnivores.
Les cladocères ont une plasticité phénotypique qui leur permet de changer la forme de leur corps de génération en génération en réponse à des changements environnementaux. La taille de la tête, la taille des épines de la queue et des épaules la longueur des antennes vont changer en réponse à des changements. En général, la présence de plus de prédateurs produit une réduction de la grosseur des cladocères alors que de longues épines protègent contre de petits invertébrés prédateurs.
Deux daphnies. Celle de gauche a été prélevée dans un étang où il n'y a pas de poisson alors que la deuxième provient du lac des Seize-Iles. Bien que ce soit deux espèces différentes, on peut observer les adaptations morphologiques de protection contre les prédateurs.
Trois familles de cladocères sont souvent présentes parmi le zooplancton : les daphniidés, les bosminidés et les holopédidés. En se nourrissant des algues ils contrôlent les populations et assurent un contrôle de la clarté de l’eau. Ils mangent certaines espèces de façon sélective. Ils absorbent des particules allant de moins d’un micron à 100 microns (1 micron = 1 millième de mm). Le menu est composé de bactéries, de larves de copépodes, de ciliés et de rotifères. Ce qu’ils mangent le plus sont les microalgues dont les dimensions varient entre 1 et 25 microns. Les algues coloniales ou avec des épines sont souvent rejetées. Les cyanobactéries de cette dimension sont souvent toxiques et ne sont pas absorbées.
Daphniidés
Bosminidés
Holopedium gibberum
Les adultes de cette espèce (Holopedium gibberum) sont de gros cladocères qui se déplacent entourés d'une capsule gélatineuse. Les pattes sortent de cette capsule leur permettant de nager et de se nourrir.
Ce sont des filtreurs omnivores qui se nourrissent de plusieurs espèces de phytoplanctons.
Le manteau gélatineux augmente le volume d'un individu de 8 fois ce qui le rend moins sujet à la prédation. Il réduit aussi possiblement sa densité et augmente sa flottabilité.
Ils sont absents des populations de zooplancton l'hiver. Leur abondance augmente durant l'été et atteint un sommet entre juin et octobre.
Polyphémus pediculus, un autre cladocère que l'on retrouve parmi le zooplancton. Celui-ci nage beaucoup plus vite et est plutôt prédateur. Il vit près du littoral.
Les chydoridés, macrothricidés et sididés forment le meiobenthos. Ils vivent sur la surface ou à l’intérieur des plantes aquatiques, dans les morceaux de plantes ou dans les sédiments. Les populations de cladocères comptent souvent plus d’un million d’animaux par mètre carré de fond et plus de 20 espèces peuvent cohabiter dans ce minuscule habitat.
Chydoridés
Macrothricidés
Macrothricidés