De but en blanc: l'environnement en fait voir de toutes les couleurs à Némo !

Publié par Isabelle le 13/06/2021 à 13:00
Source: CNRS INSB
Et si le développement des bandes blanches du poisson-clown pouvait être modulé par l'environnement ? C'est ce que les scientifiques montrent dans la revue PNAS. En effet, ils ont observé dans la baie de Kimbe en Papouasie Nouvelle-Guinée que les bandes blanches se formaient plus ou moins vite selon l'espèce (Dans les sciences du vivant, l’espèce (du latin species, « type »...) d'anémone (Les anémones (genre Anemone du grec Άνεμος, vent) sont des...) dans laquelle vivent ces poissons (Les Poissons sont une constellation du zodiaque traversée par le Soleil du 12 mars au 18...). Plus particulièrement, ils montrent que cette modulation est liée à une différence de leur taux d'hormones thyroïdiennes.


© Tane Sinclair-Taylor

Lorsqu'un animal (Un animal (du latin animus, esprit, ou principe vital) est, selon la classification classique, un...) évolue au beau milieu d'un paysage (Étymologiquement, le paysage est l'agencement des traits, des caractères, des formes d'un...) qui connaît d'importants changements, au fil des saisons par exemple, il peut lui être utile de changer de couleur (La couleur est la perception subjective qu'a l'œil d'une ou plusieurs fréquences d'ondes...) afin de ne pas faire tache dans un habitat luxuriant l'été et enneigé l'hiver (L'hiver est une des quatre saisons des zones tempérées.) comme pour le renard polaire (Le renard polaire, renard arctique ou renard isatis (Vulpes lagopus ou Alopex lagopus), est un...). Ce type de phénomène, que l'on appelle plasticité phénotypique est la capacité d'un organisme à exprimer différents phénotypes en fonction de son environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...) et la façon dont cette plasticité est orchestrée reste une énigme.

Ainsi, les juvéniles de poisson-clown peuvent retarder la formation de leurs bandes blanches selon les anémones dans lesquelles ils vivent: anémones dites tapis (Stichodactyla gigantea) ou anémones magnifiques (Heteractis magnifica). Le poisson-clown vit en symbiose (La symbiose est une association intime et durable entre deux organismes...) avec les anémones de mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.), mais ces poissons colorés ne le sont pas au début de leur vie (La vie est le nom donné :): les petites larves sont jaunes voire transparentes. Ce n'est qu'au moment de leur métamorphose qu'elles commencent à changer de couleur et que leurs bandes blanches apparaissent, d'abord sur la tête et le corps, puis au niveau de la queue.

Les scientifiques se sont concentrés sur le rôle des hormones thyroïdiennes, connues comme jouant un rôle clé dans la métamorphose, processus très important pour le poisson-clown, puisque c'est au cours de cette transition développementale qu'il change son apparence et qu'il change d'environnement en s'installant dans son anémone de mer (Les anémones de mer (Actiniaria), nommées par analogie avec la fleur anémone, sont...). Ainsi, comprendre comment le processus de métamorphose peut être modifié chez le poisson-clown en fonction de l'espèce d'anémone de mer dans laquelle il vit peut aider à comprendre comment les poissons-clowns s'adaptent à leurs différents environnements.

Pour comprendre le rôle de ces fameuses hormones thyroïdiennes, les chercheurs ont exposés en laboratoire de jeunes larves de poissons-clowns avec différentes doses de ces hormones. Ils ont observé que plus la dose était forte, plus vite les bandes blanches se formaient. Au contraire, en traitant de la même manière ces jeunes larves, mais cette fois avec une molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui...) bloquant la synthèse des hormones thyroïdiennes, l'apparition des bandes était retardée.

Finalement, les chercheurs sont retournés dans la baie de Kimbe et ont dosé les hormones thyroïdiennes chez des juvéniles du même âge et taille, prélevés dans des anémones de mer S. gigantea ou H. magnifica. Ils ont observé que les taux d'hormones thyroïdiennes étaient bien plus importants chez les juvéniles prélevés chez S. gigantea que chez ceux prélevés chez H. magnifica, permettant ainsi une formation plus rapide des bandes blanches chez ces individus. En étudiant de plus près les deux populations de poissons, les scientifiques ont identifié un gène (Un gène est une séquence d'acide désoxyribonucléique (ADN) qui spécifie la...) appelé duox, responsable de cette augmentation du taux d'hormones thyroïdiennes. Ce gène est également important chez l'homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo...) pour la formation de ses hormones.

Ces travaux montrent donc comment, en fonction de l'environnement dans lesquels ils vivent (ici différentes espèces d'anémones), les organismes vivants (ici des poissons-clowns) peuvent modifier leur développement (ici l'apparition des bandes blanches) en modifiant leur production hormonale. Ces mêmes types de mécanismes se mettent en route (Le mot « route » dérive du latin (via) rupta, littéralement « voie...) lorsque les organismes doivent s'adapter à d'autres changements environnementaux comme le réchauffement climatique (Le réchauffement climatique, également appelé réchauffement planétaire, ou...), la pollution (La pollution est définie comme ce qui rend un milieu malsain. La définition varie selon le...) chimique ou l'acidification des océans (Océans stylisé Ωcéans est un documentaire français réalisé par...). Ces mécanismes de plasticité sont donc à la base des capacités évolutives et d'adaptation des organismes vivants.


Les larves de poissons-clowns traitées aux hormones thyroïdiennes forment leurs bandes blanches plus vite que des larves qui ne sont pas traitées. Les photos montrent des larves âgées de 9 jours, traitée aux hormones thyroïdiennes (photo en bas) et non traitée (photo en haut).
© Pauline Salis

Pour en savoir plus:
Thyroid hormones control the formation and plasticity of white bars in clownfishes.
Pauline Salis, Natacha Roux, Delai Huang, Anna Marcionetti, Pierick Mouginot , Mathieu Reynaud, Océane Salles, Nicolas Salamin, Benoit Pujol, David M. Parichy, Serge Planes et Vincent Laudet.
Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 8 juin 2021 https://doi.org/10.1073/pnas.2101634118

laboratoires:
- Okinawa Institute of science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire...) and technology graduate University. - 1919-1 Tancha, Onna-son, Kunigami-gun. - Okinawa, Japan 904-0495.
- Observatoire océanologique de Banyuls-sur-Mer (Sorbonne Université/CNRS) - 1 avenue (Une avenue est une grande voie urbaine. Elle est en principe plantée d'arbres, et conduit à un...) Pierre Fabre. - 66650 Banyuls-sur-Mer.

Contacts:
- Vincent Laudet - Professeur à Okinawa Institute of science and technology (OIST), Japon et à l'Institute of cellular and organismic biology (ICOB) Academia Sinica Taïwan (Taïwan ou Taiwan (en sinogrammes traditionnels 臺灣 et plus souvent en sinogrammes...) - vincent.Laudet at oist.jp
- Pauline Salis - Post-doctorante CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand...) à l'Observatoire océanologique de Banyuls (Sorbonne Université/CNRS) - pauline.salis123 at gmail (Gmail est un service de messagerie gratuit proposé par Google. Les messages reçus sur un...).com
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