L'anatomie externe
Le requin se caractérise par une silhouette fuselée hydrodynamique, la présence de nageoires pectorales et dorsales, ainsi qu'une nageoire caudale hétérocerque c'est-à-dire de forme asymétrique. Il est pourvu d'un squelette entièrement cartilagineux très souple, mais assez rigide au niveau du cerveau et de la colonne vertébrale. Il possède de cinq à sept fentes branchiales latérales selon les espèces. Sa peau est rugueuse, recouverte d'innombrables denticules cutanés, des écailles osseuses placoïdes d'origine dermique et épidermique, qui le protègent contre les parasites et améliorent sa pénétration dans l'eau.
La tête
La tête du requin est la partie qui a le plus évolué au fil du temps. La vue n'étant pas un atout essentiel dans l'eau, le requin a développé des capteurs sensoriels appelés les ampoules de Lorenzini. Grâce à ces ampoules, il peut chasser ses proies sans même les visualiser. Les mâchoires et les dents du requin se sont également améliorées avec le temps pour en faire un superprédateur présent dans tous les océans de la planète.
L'évent ou spiracle est une première fente branchiale vestigiale. Il consiste en un orifice qui se trouve derrière chaque oeil du requin. Leur rôle est faire passer le sang oxygéné directement à chaque oeil et au cerveau par des vaisseaux sanguins distincts. Bien que cette caractéristique de l'anatomie d'un requin semble très utile, l'évent ou spiracle est absent ou de taille insignifiante chez les espèces de requins taillées pour la vitesse.
Presque tous les requins possèdent des mâchoires de type hyostylique, c'est-à-dire qui ne sont pas attachées au crâne. L'avantage majeur est que ces mâchoires disposent d'une certaine mobilité, surtout utile lors des attaques de proies. L'inconvénient majeur est que la surface des mâchoires ont besoin d'être soutenue grâce à des tesselles, qui sont des cristaux de sels de calcium disposés comme une mosaïque. En plus d'être mobile, les mâchoires du requin sont garnies de plusieurs centaines de dents réparties sur plusieurs rangées dont seule la dernière est fonctionnelle, les autres étant des dents de remplacement. La puissance de la mâchoire du requin est mesurée par un gnathodynanomètre. Cet appareil permet d'estimer à 3 000 kg par cm2 la puissance de la mâchoire d'un requin de 3 mètres. Par comparaison, celle d'un homme ne dépasse pas 30 kg par cm2.
Les dents du requin sont dites polyodonties, c'est-à-dire que plusieurs dizaines de génération de dents seront disponibles au cours de la vie du requin. Ces dents, dont la forme varie selon les espèces, sont donc renouvelées en permanence tout au long de la vie du requin et sont spontanément remplacées par une dent de la rangée suivante lorsqu'elles tombent ou sont abîmées. Chez le requin, les dents sont implantés dans les gencives et attachées à une membrane appelée parodonte. Fixées sur un tissu fibreux très solide, elles se redressent vers l'extérieur lorsque le requin ouvre la gueule, ce qui lui permet de mordre plus facilement une proie et de la maintenir fermement grâce à la concavité des dents. La forme des dents dépend du régime alimentaire du requin et de son biotope. Elles peuvent être de type coupeur, arracheur, broyeur, etc. Certains requins perdent plus de 30 000 dents durant leur vie. Le taux de remplacement des dents varie de une fois tous les huit à dix jours à une fois tous les deux à trois mois. Chez la plupart des requins, les dents sont remplacées une à la fois contrairement à certaines, comme le squalelet féroce, qui remplace une rangée entièreLe nombre de dents ainsi que la forme et l'apparence des dents varient considérablement d'une espèce à l'autre.
Le museau du requin est criblé de capteurs sensoriels appelés les ampoules de Lorenzini. Ces ampoules sont de petites vésicules et des pores qui forment une partie d'un vaste système de réseau sensoriel sous-cutané. Elles peuvent détecter de faibles champs magnétiques que produisent les autres animaux marins sur des courtes distances. Selon certains chercheurs, elles permettraient également au requin de détecter les changements de 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. Ce gel possède 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.
Le sillon labial est un sillon qui borde les lèvres des requins et des autres poissons. Certaines espèces en sont dépourvu comme le requin-renard pélagique.
Chaque requin possède de cinq à sept paires de branchies sur chaque côté de la tête. En général, plus la famille d'appartenance est primitive, plus le nombre de fentes branchiales est élevé. Dans la plupart des cas, les branchies sont logées dans des cavités spécifiques dites fentes branchiales. Ces fentes branchiales présentent de notables avantages par rapport aux branchies externes : protection, possibilité de réaliser dans la cavité branchiale un débit d'eau important et ajustable en fonction des besoins. Ces fentes branchiales ont une double fonction puisqu’elles sont utilisées comme filtre à air et comme poumon. 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 du requin, 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. Les branchies sont protégées par un repli de peau, l'opercule. Certains requins doivent être en mouvement en permanence afin de faire circuler l’eau dans les branchies et ainsi ne pas s’asphyxier. C'est le cas du grand requins blanc qui est condamné à nager de manière perpétuelle pour pouvoir respirer. D’autres en revanche sont capables de pomper l’eau et peuvent s’arrêter sans risque. C'est le cas de la plupart des espèces benthiques au mode de vie statique. Ces requins avalent l’eau par la bouche, la compriment par une contraction du pharynx, et l’évacuent sous pression par les fentes branchiales. Étrangement, les requins dormeurs sont capables de commander l’ouverture des valves du système branchial. L’eau pénètre par les branchies antérieures et ressort par les branchies postérieures sans jamais transiter par la bouche. Les fonctions alimentaires et respiratoires sont donc dissociées. Chez le requin pèlerin, les branchies participent au filtrage du plancton. Enfin, chez certaines espèces comme les requins-zèbres, les requins-nourrices ou les requins-anges, il existe en arrière de chaque oeil, un orifice, appelé spiracle, qui permet à l’eau d’atteindre les ouïes et de les oxygéner sans avoir à transiter par la bouche.
En règle générale, le requin possède un odorat très développé grâce notamment au centre olfactif pouvant occuper jusqu'à 2/3 de son cerveau. À cet effet, le requin a deux ouvertures nasales, et non deux narines, situées sous son museau. Ces deux ouvertures nasales sont des organes olfactifs constitués de sacs olfactifs, non reliés au système respiratoire, c'est pourquoi on ne peut pas parler de narines. Chaque ouverture nasale, disposée de manière symétrique et indépendante, est située juste sous le bord du museau, au-dessus et de chaque côté de la gueule. Chaque ouverture nasale est divisée en deux canaux par un clapet cutané. Le premier canal, appelé inhalant, laisse passer l'eau qui pénètre dans un sac olfactif où les odeurs sont détectées. Le second canal, appelé exhalant, permet de rejeter l'eau. L'odorat du requin lui permet de repérer des proies éloignées jusq'à 75 mètres mais aussi à lui permettre d'identifier des composés chimiques l'aidant à s'orienter.
Le requin possède la même structure oculaire que tous les vertébrés hormis quelques modifications. La première modification significative est la présence d'un « tapis choroïdien » ou tapetum lucidum sous la rétine de l'oeil. Cette structure consiste en une couche de cellules en plaques parallèles remplies de cristaux à guanine argentés. Ces cristaux reflètent la lumière qui a déjà traversé la rétine et la redirige pour stimuler de nouveau la rétine en ressortant de l'oeil. Cela accroît efficacement le signal visuel, surtout dans les niveaux de faible lumière, et donne au requin une acuité visuelle élevée. Une seconde modification qui ne concerne que certaines espèces de requins est la présence d'une membrane nictitante recouverte d'un denticule qui protège chaque oeil. Ces membranes se ferment lorsque le requin passe trop près d'un objet, lorsqu'il mord une proie ou lorsqu'il se nourrit. L'importance de la vue dans le comportement de chasse des requins est actuellement débattue. Certains scientifiques pensent que l'électroréception et la chimioréception sont les deux sens utilisés lors de la chasse. Tandis que d'autres pensent que la présence des membranes nictitantes sont la preuve que les yeux sont aussi importants pour la chasse. Un autre débat concerne la distinction des couleurs par les requins. Actuellement, les scientifiques pensent que tous les requins ne possèdent pas la vision en couleur. Quoi qu'il en soit, ils sont tous d'accord pour dire que le requin possè des yeux exceptionnels qui leur permettent de voir avec précision, même dans des conditions de faible luminosité.
Le corps
Le requin se caractérise très souvent par un corps arrondi et effilé aux deux extrémités. Ce type de forme lui donne un corps fusiforme extrêmement utile car il minimise la traînée et permet au requin de nager efficacement tout en utilisant le moins d'énergie possible. La coloration du requin joue un rôle extrêmement imporant car c'est une forme de protection contre leurs prédateurs et une aide pour la capture des proies. En règle générale, la face dorsale d'un requin est de couleur plus claire que la face ventrale. Cette coloration est un type de camouflage appelé contre-ombrage. Vu d'en haut, le côté obscur du requin se confond avec les profondeurs de l'océan. Vue d'en bas, la face ventrale claire se confond avec la surface de l'océan. Cela permet au requin de passer devant les prédateurs et de se faufiler sur ses proies sans être repéré trop rapidement.
Cette épine, implantée à la base de la première nageoire dorsale, joue un rôle défensif et peut aussi être associée à des glandes produisant une substance irritante.
La première nageoire dorsale joue le rôle de stabilisateur lorsque le requin nage. Elle peut être élevée en aileron comme chez le grand requin blanc ou surbaissée comme chez le requin bleu. Selon l'espèce, elle possède ou non une épine à sa base.
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.
La queue
Les nageoires d'un requin servent à le stabiliser, à le diriger, à le soulever et à le propulser. Chacune de ses nageoires a un rôle bien précis. Ainsi, la ou les nageoire(s) dorsales jouent le rôle de stabilisateur. C'est également le cas des nageoires pelviennes. Quand aux nageoires pectorales permettent au requin de se diriger dans l'eau. Enfin, la queue ou nageoire caudale donne la vitesse de déplacement dans l'eau.
L'échancrure précaudale ...
Chez certaines espèces de requins, la queue présente une encoche profonde sur la surface supérieure.
La carène est une crête postérieure qui renforce latéralement le pédoncule caudal ou à la base de la nageoire caudale.
La deuxième nageoire dorsale joue, tout comme la première nageoire dorsale, le rôle de stabilisateur lorsque le requin nage même si celle-ci est plus petite et donc plus basse.
La nageoire anale joue le rôle de stabilisateur. Elle se situe entre les nageoires pelviennes et la nageoire caudale. Certaines espèces de requins en sont dépourvues.
La région de la queue même est formée du pédoncule caudal et de la nageoire caudale. Le pédoncule caudal porte parfois des entailles, les fossettes précaudales, qui se trouvent juste devant la nageoire caudale. La nageoire caudale présente un lobe supérieur et un lobe inférieur. Ces deux lobes sont différents selon les espèces. La principale fonction de la nageoire caudale 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. Chez la plupart des espèces de requins benthiques, la forte nageoire caudale permet de nager aisément près du plancher océanique. C'est le cas chez les requins-nourrices.
Les nageoires pelviennes se trouvent près du cloaque et jouent le rôle de stabilisateur pendant la nage. Chez le requin, ces nageoires sont également utilisées comme agrafes, nécessaires au moment de la copulation.
Les ptérygopodes, appelés aussi claspers, sont les organes copulateurs chez le requin mâle. Ces organes servent à la transmission du sperme jusqu'au cloaque de la femelle. Même s'ils sont au nombre de deux, un seul ptérygopode peut être utilisé à la fois.
La peau
Contrairement aux poissons osseux, le requin a un corset cutané complexe fait de fibres de collagène flexibles disposées de façon hélicoïdale en réseau autour de son corps. Ce sont les écailles placoïdes, appelées denticules, qui proviennent de l’évolution des écailles de leurs ancêtres poissons.
La ligne latérale est un organe mécanosensoriel présent chez les poissons sous forme d'une ligne, continue ou non, sur chaque flanc. Chez les requins, cet organe joue un rôle très important dans la rhéotaxie, grâce à l'une des catégories de récepteurs sensoriels, les neuromastes, présents dans chaque ligne latérale. Il offre aux requins une perception fine et nuancée des variations de vitesse, de pression et de vibrations de l'eau. Il permet aux requins de ressentir les variations hydrodynamiques de leur environnement proche et d'éviter le fond, les rochers, etc. Il aide les requins à détecter les mouvements de leurs proies par interprétation de la signature des turbulences laissées dans leur sillage.
Les denticules dermiques leur donnent des avantages hydrodynamiques, car ils réduisent la turbulence lors de la nage. La peau des requins recèle plusieurs milliers de denticules cutanées lui donnant une texture de papier émeri. Elles sont fixées sur une plaque basale qui est enchâssée dans le derme et leur pointe sort de la peau, tournée vers la queue. La plaque basale est constituée de tissu osseux et est reliée au derme par des fibres de tissu conjonctif. Quand à l'épine de l'écaille, elle est souvent supportée par un pédoncule caudal et est recouverte d'émail. Tous les requins possèdent des denticules, trop dures pour être colonisées par des bactéries. Elles sont naturellement courbées vers l'arrière du corps par soucis d'hydrodynamisme et sont serrées les unes contre les autres. Elles sont rainurées pour permettre un ralentissement de l'écoulement de l'eau sur la peau et donc un frottement plus faible lors de la nage. Elles sont plus épaisses chez les requins femelles qui doivent se protéger des morsures des mâles lors de la copulation. Chaque espèce de requin possède des denticules propres et il existe des différences entre mâle et femelle de la même espèce. Tout comme les dents, les denticules poussent continuellement. Un requin peut perdre jusqu'à 20.000 denticules sur une année.
