Comment les poissons-clowns gagnent-ils leurs galons? Les rayures blanches distinctives des poissons-clowns se forment à des taux différents en fonction de leurs hôtes anémones de mer –

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  • Le poisson-clown charismatique, le poisson des récifs coralliens rendu célèbre par le film Finding Nemo, est immédiatement reconnaissable à ses rayures blanches. Ces rayures, que les scientifiques appellent des barres, apparaissent comme des poissons-clowns passant de larves à des adultes dans un processus appelé métamorphose, mais la façon dont ces motifs distinctifs se forment est longtemps restée un mystère.

    Maintenant, une nouvelle étude a révélé que la vitesse à laquelle ces barres blanches se forment dépend de l’espèce d’anémone de mer dans laquelle vivent les poissons-clowns. Les scientifiques ont également découvert que les hormones thyroïdiennes, qui jouent un rôle clé dans la métamorphose, déterminent la rapidité avec laquelle leurs rayures apparaissent, par le biais de changements dans l’activité d’un gène appelé duox.

    “La métamorphose est un processus important pour les poissons-clowns – cela change leur apparence et l’environnement dans lequel ils vivent, car les larves de poissons-clowns quittent la vie en pleine mer et s’installent dans le récif”, a déclaré l’auteur principal, le professeur Vincent Laudet, qui dirige le Marine Eco -Unité Evo-Devo de l’Université d’Okinawa Institute of Science and Technology Graduate (OIST). “Comprendre comment la métamorphose change en fonction de l’hôte de l’anémone de mer peut nous aider à répondre aux questions non seulement sur la façon dont elles s’adaptent à ces différents environnements, mais aussi sur la façon dont elles pourraient être affectées par d’autres pressions environnementales, comme le changement climatique.”

    Dans l’étude, publiée le 24 mai 2021 dans PNAS, une équipe de chercheurs du Centre de Recherche Insulaire et de l’Observatoire de l’Environnement (CRIOBE) en France a d’abord enquêté sur l’espèce de poisson clown, Amphiprion percula, dans la baie de Kimbe, en Papouasie-Nouvelle-Guinée.

    Les poissons-clowns peuvent y vivre soit dans la magnifique anémone de mer, Heteractis magnifica, ou l’anémone géante des tapis plus toxique, Stichodactyla gigantea.

    Au cours de l’enquête, l’équipe a remarqué que les poissons-clowns juvéniles qui vivaient dans l’anémone géante des tapis gagnaient leurs barres blanches adultes plus rapidement que les poissons-clowns vivant dans la magnifique anémone de mer.

    «Nous étions vraiment intéressés à comprendre non seulement pourquoi la formation des barres se produit plus rapidement ou plus lentement selon l’anémone de mer, mais aussi ce qui motive ces différences», a déclaré la première auteure, le Dr Pauline Salis, chercheuse postdoctorale à l’Observatoire Océanologique de Banyuls-sur- Mer, Sorbonne Université Paris, qui étudie le modelage des couleurs chez les poissons des récifs coralliens.

    Dans le laboratoire, l’équipe a travaillé avec le poisson-clown, Amphiprion ocellaris, un proche parent de Amphiprion percula. Ils se sont concentrés sur les hormones thyroïdiennes, connues pour déclencher la métamorphose chez les grenouilles.

    Les chercheurs ont traité des larves de poissons-clowns avec différentes doses d’hormones thyroïdiennes. Plus la dose d’hormones thyroïdiennes est élevée, plus le poisson-clown a développé rapidement les barres blanches, a rapporté l’équipe. À l’inverse, lorsque les chercheurs ont traité le poisson-clown avec un médicament qui empêchait la production d’hormones thyroïdiennes, la formation de la barre était retardée.

    Les barres blanches se forment en raison de cellules pigmentaires, appelées iridophores, qui expriment un sous-ensemble spécifique de gènes. L’équipe de recherche a découvert que les hormones thyroïdiennes ont accéléré la formation de barres blanches en activant ces gènes d’iridophore.

    Ensuite, les scientifiques ont testé si ces observations étaient vraies sur le terrain. Lorsque le laboratoire CRIOBE est revenu à Kimbe Bay, ils ont ramené des poissons-clown juvéniles des deux espèces d’anémone de mer au Dr Salis en France.

    Les niveaux d’hormones thyroïdiennes étaient beaucoup plus élevés chez le poisson-clown de l’anémone géante des tapis que chez le poisson-clown de la magnifique anémone de mer, a confirmé le Dr Salis.

    Pour mieux comprendre ce qui a causé ces niveaux plus élevés d’hormones thyroïdiennes, l’équipe a mesuré l’activité de la plupart des gènes du génome du poisson-clown.

    “La grande surprise a été que sur tous ces gènes, seuls 36 gènes différaient entre les poissons-clowns des deux espèces d’anémones de mer”, a déclaré le professeur Laudet. “Et l’un de ces 36 gènes, appelé duox, nous a donné un vrai moment eureka. “

    Duox, qui rend la protéine double oxydase, joue un rôle important dans la formation des hormones thyroïdiennes, ont montré des recherches antérieures. le duox gène a montré des niveaux d’activité plus élevés chez les poissons-clowns de l’anémone géante des tapis, par rapport aux poissons-clowns de la magnifique anémone de mer.

    D’autres expériences en collaboration avec le professeur David Parichy de l’Université de Virginie, aux États-Unis, ont confirmé que duox est important pour le développement des cellules pigmentaires iridophores. Quand le duox gène est inactivé chez le poisson zèbre mutant, le développement des cellules pigmentaires iridophores est retardé, selon l’étude.

    Prises ensemble, les données suggèrent qu’une activité accrue des duox chez les poissons-clowns vivant dans l’anémone géante du tapis, il en résulte des niveaux plus élevés d’hormones thyroïdiennes, et donc le taux plus rapide de formation de barres blanches car les cellules de pigment iridophore se développent plus rapidement.

    Cependant, la recherche soulève encore plus de questions auxquelles les scientifiques doivent répondre, y compris la raison écologique de cette variation du taux de formation des barres blanches.

    C’est peut-être parce que l’anémone géante des tapis est plus toxique, les niveaux d’hormones thyroïdiennes augmentant en réponse au stress, ont spéculé les chercheurs.

    “Ici, à l’OIST, nous commençons à explorer quelques explications possibles”, a déclaré le Pr Laudet. “Nous soupçonnons que ces changements dans la formation de la barre blanche ne sont que la pointe de l’iceberg, et que de nombreuses autres différences sont présentes qui aident le poisson-clown à s’adapter aux deux hôtes différents de l’anémone de mer.”

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