Les Lamproies sont des animaux vertébrés aquatiques. Ils sont des agnathes (animaux sans mâchoires mobiles) appartenant à la classe des Petromyzonti. Etymologiquement, ce nom veut dire «suce-pierre», en grec. Ce groupe est constitué d'un seul ordre (Petromyzontiformes) et de trois familles (Petromyzontidae, Mordaciidae et Geotriidae).. Ce groupe a été plus important dans le passé mais ne regroupe aujourd'hui que . Elles sont parfois considérées comme faisant partie d'un des taxons de vertébrés vivants les plus anciens.
Les lamproies vivent dans les zones tempérées. Elles sont migratrices et anadromes, sauf exception (lamproie de Planer). Ce sont des filtreurs à l'état larvaire et des ectoparasites hématophages à l'état adulte. Après avoir atteint la maturité sexuelle, l'intestin s'atrophie et la lamproie semble ne plus se nourrir et vit uniquement sur ses réserves de graisse.
Description vignette|droite|Lamproie de rivière. Ce sont des vertébrés dépourvus de membres pairs et de mâchoires. Pour cette raison, ils sont désignés sous les termes d' Agnathes ou Cyclostomes. Contrairement aux Myxinoidea, les lamproies possèdent des yeux fonctionnels et une colonne vertébrale. Les lamproies possèdent de nombreux caractères plésiomorphes (ou primitifs). Leur morphologie rappelle celle de l'anguille (corps allongé et cylindrique, sans nageoires paires ; seules la nageoire dorsale et la nageoire caudale sont présentes). On les dit donc « anguiformes ». La peau visqueuse ne présente pas d'écailles.
Les muscles des lamproies présentent des particularités. Leurs fibres (étudiéesHaakon R. Lie, A quantitative identification of three muscle fiber types in the body muscles of Lampetra fluviatilis, and their relation to blood capillaries ; Cell and Tissue Research, 1974 ; Volume 154, Number 1, 109-119, DOI: 10.1007/BF0022107, pages 109-119 (Résumé, en anglais) chez la lamproie de rivière) présentent trois types différents de fibres musculaires. La distribution et les activités de plusieurs enzymes oxydatives et de la myosine-ATPase ont été étudiées dans les muscles du tronc de cette même espèce. Les chercheurs ont observé une distribution différente de l'activité des enzymes oxydatives et de la myosine-ATPase selon les faisceaux de fibres pariétales de la sous-unité myotomale, tandis que les fibres centrales y réagissent moindrement. D'autres tests laissent penser que ces faisceaux sont fonctionnellement différents et distribués en groupes spécifiques au sein du myotome (constitué du muscle et de la racine nerveuse qui l'innerve). Les fibres pariétales sont de type lent (type I) et les fibres centrales de type rapide (type II A)The Histochemical Journal, 1979, Volume 11, Number 2, 187-195, DOI: 10.1007/BF01002995.
400px|center Narine Bouche Œil Fentes branchiales (7 paires) Tronc Anus Queue Nageoire caudale Nageoire dorsale postérieure Nageoire dorsale antérieure
Écologie Alimentation thumb|Bouche d'une lamproie. Ce sont des filtreurs à l'état larvaire et des ectoparasites hématophages à l'état adulteSilva, S., Araújo, M. J., Bao, M., Mucientes, G. & Cobo, F. (2014). The haematophagous feeding stage of anadromous populations of sea lamprey Petromyzon marinus: low host selectivity and wide range of habitats. Hydrobiologia, 734(1): 187-199.Silva, S., Servia, M. J., Vieira-Lanero, R. & Cobo, F. (2013). Downstream migration and hematophagous feeding of newly metamorphosed sea lampreys (Petromyzon marinus Linnaeus, 1758). Hydrobiologia 700: 277–286. Doi: 10.1007/s10750-012-1237-3.. Les lamproies ont une bouche ronde et en forme d'entonnoir. Elles possèdent des « dents » cornées formées de kératine. Grâce à leurs dents, les lamproies percent ou raclent la peau de poissons hôtes, ce qui leur permet ensuite d'aspirer le sang et autres liquides biologiques (lymphe) s'écoulant de la blessure. Certaines espèces peuvent aussi parfois s'enfoncer dans les ouïes de leurs hôtes et se fixer sur leurs branchiesPhilip A. Cochran and John Lyons, Attachments by parasitic lampreys within the branchial cavities of their hosts ; Environmental Biology of Fishes Volume 88, Number 4, 343-348, DOI: 10.1007/s10641-010-9646-5 (Lien).
Reproduction thumb|Eudontomyzon mariae, juvénile. Les lamproies adultes localisent les rivières et les zones propices à leur reproduction en détectant certaines phéromones sécrétées par les larves issues des pontes des années précédentes. Les adultes ne s'alimentent plus et gagnent les frayères des hauts de bassin versant en étant capables de natation et reptation vigoureuse et parfois de grimper sur des obstacles tels que des chutes d'eau ou des barrages. Comme les anguilles, les lamproies peuvent survivre bien plus longtemps que la plupart des poissons hors de l'eau. La ventouse des lamproies leur permet aussi de s'accrocher au fond ou sur une paroi (même couverte d'un film d'algues glissantes) et de résister à de violents courants. Elle leur permet de franchir des barrages de castors, des seuils ou d'autres types de petits barragesFoulds WL, Lucas MC (2013) Extreme inefficiency of two conventional, technical fishways used by European river lamprey (Lampetra fluviatilis). Ecological Engineering 58, 423-433.
Leur ventouse leur permet aussi de se faire transporter par d'autres espèces. F. Barthélemy décrivait ainsi en 1912 cette caractéristique : M.P. Wilkie, Hagfishes and lamprey | Lampreys: Energetics and Development ; Encyclopedia of Fish Physiology From Genome to Environment Pages 1779-1787 doi:10.1016/B978-0-12-374553-8.00252-5 (Résumé).
La ponte, collective, est faite dans un nid construit par un groupe de mâles et de femelles, toujours en eau douce et entre le début du printemps et le début de l'été (selon les espèces)Cardigan Bay SAC, River and Sea Lamprey River Lamprey (Lampetra fluviatilis) & Sea Lamprey (Petromyzon marinus), consulté 2011-10-15. L'énergie nécessaire aux activités de remontée et de reproduction est fournie par d'importantes réserves de lipides glycogènes, pratiquement épuisées après le frai. Certains auteurs estiment que la mort des adultes juste après la ponte est un phénomène génétiquement programmé associé à une accélération générale de la sénescence et non pas à la seule déplétion des réserves d'énergie de la lamproie.
Les larves ammocètes thumb|536x536px|Œuf de lamproie (par Adolphe Millot, Nouveau Larousse illustré, 1897-1904). De l'œuf sort une larve dite ammocète. Étymologiquement, ce nom signifie «qui habite le sable» (du grec ammos, sable et koites, habitation).
thumb|Larve de lamproie d'une espèce non identifiée.|395x395px La larve est d'abord translucide puis brunâtre sur le corps et rougeâtre près de la tête là où se situent les plaques branchiales, dans des sacs ouvrant sur l'extérieur par une rangée de 7 trous (fentes branchiales) situés dans un sillon (sillon branchial), derrière une tête mal définie et caractérisée par une capuche orale enfermant un espace préoral dit vestibule. La larve est aveugle durant tout son stade larvaire mais néanmoins sensible à la lumière et au courant. Son métabolisme de l'iode est sensible à la température de l'eauMargaret Clements-Merlini, Metabolism of I131 by the endostyle and notochord of ammocoetes under different conditions of temperature ; General and Comparative Endocrinology, Volume 2, Issue 2, avril 1962, pages 240-248 ([Résumé]), et la lamproie supporte mal la chaleur, ce qui pourrait expliquer la rareté des lamproies ou leur absence en zone tropicale. Dépourvue de ventouse dentée, la larve filtre l'eau via ses branchies. Elle est dotée d'un cœur primitif qui alimente un système sanguin composé d'une artère et d'une veineDaniel, J. F. 1934. The circulation of blood in ammocoetes. University of California Publications in Zoology 39: 311-340. ([Dessin en coupe du cœur () d'une larve ammocète de lamproie], en systole et diastole).
Les larves s'installent dans une zone de moindre courant, dans un tube creusé dans un lit de vase ou de limons fins plus ou moins argilo-sableux, dans des entonnoirs (dépressions du fond), à faible profondeur, dans de l'eau plutôt claire et oxygénée, de sources ou de ruisseaux. Elles sortent de leur tunnel en orientant leur tête vers l'amont, offrant leur cavité buccale au courant, de manière que les branchies s'oxygènent, tout en filtrant les particules alimentaires. À ce stade, elles sont décimées par de nombreux poissons et oiseaux qui s'en nourrissent.
Durant tout le stade larvaire, au fur et à mesure de sa croissance, périodiquement, la larve se laisse déporter par le courant vers des zones de faciès lentiques (à faible courant) de l'aval et s'installe dans un nouvel environnement, jusqu'au moment de la métamorphose. Celle-ci est un phénomène complexe, initié par une chute du taux d'hormone thyroïdienne qui entraîne le développement des yeux, un disque oral et denté (ainsi qu'une langue également dentée), ainsi que divers changements dans la structure interne et externe du corps. L'animal change aussi de comportement et devient parasite et vivra en mer (sauf la lamproie de Planer).
La larve ammocète est dotée d'une longue nageoire dorsale et la queue porte déjà un liseré qui est une nageoire caudale. Cette larve (dite Lamprey eel pour les anglophones) a un corps fusiforme et comprimé latéralement ressemblant aux Branchiostoma (genre animal réputé très primitif, de la classe des Céphalocordés).
On a autrefois pensé que les ammocètes étaient une autre espèce. Il semble pouvoir exister des différences morphologiques entre les larves selon leur lieu de vie (observation faite au Portugal chez les ammocètes de Petromyzon marinusP. R. Almeida, G. Tomaz, N. O. Andrade and B. R. Quintella, Morphological analysis of geographic variation of sea lamprey ammocoetes in Portuguese river basins ; Hydrobiologia, 2008, Volume 602, Number 1, pages 47-59 (Lien)).
Elle passe de deux à sept ans (variable selon les espèces et peut-être selon les contextes) enlisée dans la vase ou le substrat sablo-vaseux à se nourrir de bactéries, infusoires et microalgues (phytoplancton) par filtration. Des auteurs évoquent une durée possible de 17 ans pour l'état larvaireDarkfield Digital Image Gallery Lamprey Larva (Ammocoetes) ; - National High Magnetic Field Laboratory, The Florida State University, Tallahassee (Floride).
Elle est dotée de branchies, d'une ébauche de cerveau et d'un rein primitif dit pronéphrosBernhard Kluge and Albrecht Fischer, The pronephros of the early ammocoete larva of lampreys (Cyclostomata, Petromyzontes): Fine structure of the external glomus ; Cell and Tissue Research, 1990, volume 260, Number 2, pages 249-259 (notamment étudié chez Lampetra fluviatilis et Petromyzon marinus). Le pronéphros est un organe excréteur rudimentaire qui existe chez tous les vertébrés durant l'embryogenèse (il n'est que le premier des trois appareils rénaux différents qui se succèdent pendant la vie utérine des mammifères avant de disparaître) mais il persiste comme rein définitif chez quelques poissons primitifs tels que la myxine, ainsi que chez certaines larves d'amphibiens.
Après leur métamorphose qui les dote d'une bouche-ventouse munie d'un anneau de dents tranchantes, la plupart des lamproies gagnent la mer en deux ans (hormis les lamproies de Planer qui effectuent tout leur cycle de vie en eau douce). Elles vont grandir et préparer leur maturation sexuelle en mer et se déplacent parfois sur de grandes distances en s'accrochant à d'autres poissons ou parfois à des mammifères marins au moyen de leur ventouse.
Classification, paléontologie Certains chercheurs ont classé les lamproies comme seul taxon survivant de la classe linnéenne CephalaspidomorphiCephalaspidomorpha is sometimes given as a subclass of the Cephalaspidomorphi.. Des preuves ou indices fossiles suggèrent maintenant que les lamproies et les Cephalaspidomorphi ont acquis des caractères similaires mais par convergence évolutive.