Des “ interactions fantasmagoriques ”, des adaptations choquantes découvertes dans des poissons électriques de l’Amazonie brésilienne –

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  • Une étude sur des poissons faiblement électriques d’une région éloignée du bassin amazonien brésilien a non seulement offert une fenêtre unique sur la façon dont un poisson incroyablement rare s’est adapté à la vie dans des grottes pendant des dizaines de milliers d’années, elle a également révélé pour la première fois que les poissons électriques sont capables d’interagir les uns avec les autres sur des distances plus longues que ce que l’on sait possible d’une manière similaire à la radio AM.

    Dans les résultats publiés dans la revue Frontières, des chercheurs ont montré comment une espèce de couteau en verre adaptée aux grottes d’environ 300 membres vivants (Eigenmannia vicentespelea) a évolué à partir de parents vivant en surface (Eigenmannia trilineata) qui vivent toujours juste à l’extérieur de la porte de leur grotte – en sacrifiant leurs yeux et leur pigmentation, mais gagner des organes électriques légèrement plus puissants qui améliorent la façon dont ils détectent les proies et communiquent dans l’obscurité absolue.

    L’étude, qui a analysé la communication et le comportement électriques des poissons, a détaillé la découverte selon laquelle les poissons faiblement électriques puisent dans un canal spécial pour la messagerie longue distance via des changements d’amplitude des signaux électriques envoyés les uns aux autres. Les chercheurs ont adapté la célèbre citation d’Einstein sur la théorie de l’intrication quantique – «interaction effrayante à distance» – pour décrire comment les poissons faiblement électriques perçoivent ces messages sociaux, modifiant le comportement de chacun à des distances allant jusqu’à plusieurs mètres.

    Sur les près de 80 espèces de poissons des cavernes connues aujourd’hui pour avoir évolué à partir de poissons vivant en surface, toutes ont développé des améliorations sensorielles d’une certaine sorte pour supporter la vie des cavernes, s’adaptant généralement sur des millions d’années tout en perdant des organes sensoriels dont ils n’ont plus besoin dans le processus.

    Cependant, les biologistes se sont demandé comment les poissons faiblement électriques, qui utilisent leurs sens électriques pour naviguer dans les conditions sombres et troubles du fleuve Amazone, pourraient également s’adapter – soit en développant des sens électriques accrus pour voir et communiquer dans l’obscurité absolue, soit en éteignant leur champs électriques pour économiser sur le coût énergétique lorsque la plupart des grottes ont peu de ressources alimentaires.

    «L’une des grandes questions sur les poissons qui réussissent à s’adapter à la vie dans des grottes est de savoir comment ils s’adaptent à la vie sans lumière», a déclaré Eric Fortune, auteur principal de l’étude et biologiste au New Jersey Institute of Technology (NJIT). «Mes collègues ont été divisés en deux groupes … un groupe qui a prédit que les champs électriques du poisson des cavernes seraient plus faibles en raison de l’approvisionnement alimentaire limité, et un autre qui a parié que les champs électriques seraient plus forts, permettant aux poissons d’utiliser leur signaux pour voir et parler plus clairement dans l’obscurité complète de la grotte.

    “Il semble que l’utilisation de leur sens électrique pour détecter des proies et communiquer entre eux soit très utile pour ces animaux; ils ont des champs électriques plus puissants. Fait intéressant, notre analyse de leurs champs électriques et de leurs mouvements montre qu’ils peuvent communiquer à des distances de plusieurs mètres, ce qui est assez long pour les poissons d’environ 10 cm de long. “

    «Jusqu’à présent, presque toutes les recherches sur les espèces de poissons des cavernes se sont limitées à des expériences comportementales en laboratoire, et c’est pourquoi cette étude est spéciale», a déclaré Daphne Soares, professeur agrégé de biologie au NJIT et co-auteur de l’étude. «C’est la première fois que nous sommes en mesure de surveiller en permanence le comportement d’un poisson des cavernes dans son milieu naturel au fil des jours. Nous avons acquis une excellente compréhension de leur système nerveux et des adaptations spécialisées pour la vie des cavernes, mais c’est tout aussi excitant à apprendre. à quel point ils sont sociables et bavards … c’est comme au collège. “

    Interactions fantasmagoriques et adaptations choquantes

    Pour l’enquête, les chercheurs du NJIT et de Johns Hopkins ont fait équipe avec la biologiste Maria Elina Bichuette de l’Université fédérale de São Carlos, qui a commencé à étudier les deux groupes de poissons il y a près de deux décennies dans le système de grottes reculé de São Vicente II du bassin du haut Tocantins au centre du Brésil. .

    Pendant plusieurs jours, l’équipe a appliqué une technique personnalisée de suivi électrique des poissons consistant à placer des grilles d’électrodes dans les habitats aquatiques des poissons pour enregistrer et mesurer les champs électriques générés par chaque poisson, permettant à l’équipe d’analyser les mouvements des poissons et les réseaux sociaux basés sur l’électricité. les interactions.

    Les chercheurs ont pu suivre plus de 1000 interactions sociales électriques sur des enregistrements de 20 minutes prélevés à la fois sur des populations de poissons de surface et de poissons des cavernes, découvrant des centaines d’échanges spécialisés à longue distance.

    «Lorsque j’ai commencé à étudier ces poissons, nous pouvions observer le comportement associé à la morphologie unique et spécialisée de ces poissons, mais dans ce projet, il était fascinant d’appliquer ces nouvelles approches techniques pour révéler à quel point leur communication pouvait être complexe et raffinée», a déclaré Bichuette.

    «Fondamentalement, nos preuves montrent que les poissons se parlent à distance grâce à l’électricité en utilisant un canal secret caché, des modulations d’amplitude qui émergent par la sommation de leurs signaux électriques. Ce n’est pas sans rappeler le fonctionnement d’une radio AM, qui repose sur l’amplitude modulations d’un signal radio. ” dit Fortune.

    Les enregistrements ont également montré que les forces des décharges électriques dans les poissons des cavernes étaient environ 1,5 fois plus élevées que celles des poissons de surface, malgré un coût pouvant atteindre un quart de leur budget énergétique global. L’équipe a effectué des tomodensitogrammes des deux espèces, montrant que les poissons des cavernes possèdent également des organes électriques relativement plus gros que leurs compagnons de cours d’eau, ce qui pourrait expliquer la source de la puissance électrique supplémentaire des poissons des cavernes.

    Une autre conséquence de l’échange des yeux et de la vie de surface contre une perception électrosensorielle accrue est que les poissons des cavernes étaient plus sociaux et territoriaux à toute heure. Contrairement à leurs parents de surface qui se nourrissent librement qui dorment pendant le jour et se nourrissent la nuit, les poissons des cavernes n’avaient pas de cycle jour-nuit.

    Pour l’instant, la découverte des interactions distantes de style radio AM des poissons est notée par Fortune comme la première du genre signalée chez les poissons des cavernes électriques, bien qu’il affirme que des phénomènes similaires sont maintenant signalés dans certaines autres espèces, récemment par des chercheurs de Allemagne qui ont observé une forme de communication électrique à longue distance entre un groupe de poissons appelé Apteronotus. Fortune dit que cette découverte pourrait avoir des implications pour le domaine de la neurobiologie, où le poisson faiblement électrique est un modèle unique et puissant pour explorer la nature de la connexion cerveau-corps chez d’autres animaux, y compris les humains.

    «Les poissons électriques sont d’excellents systèmes pour comprendre la base neurale du comportement, nous étudions donc leur cerveau depuis des décennies», a déclaré Fortune. “Ces nouvelles données obligent à un réexamen des circuits neuronaux utilisés pour le contrôle du comportement de ces poissons.”

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