La vie secrète du poisson-clown
Publié par Adrien le 16/01/2019 à 08:00
Source: CNRS Journal
Du rôle de ses bandes blanches à sa lutte pour la reproduction en passant par son hermaphrodisme, le poisson-clown n'a pas fini de nous étonner. Retour sur la véritable histoire de cette star des récifs.

Livrée à elle-même dans l'immensité marine, une larve (La larve est le premier stade de développement de l'individu après l'éclosion de l'œuf ou la naissance chez un grand nombre d'espèces animales, ayant un développement post-embryonnaire appelé...) dérive au milieu de l'océan (Un océan est souvent défini, en géographie, comme une vaste étendue d'eau salée. En fait, il s'agit plutôt d'un volume,...). L'oeuf qui l'abritait a éclos quelques jours plus tôt sur un récif (Le récif, de l'arabe rasîf (« chaussée, digue ») par le portugais recife (« récif »), est le nom donné soit à une chaine de rochers à fleur d'eau ou submergée,...), où elle s'apprête à retourner. De larve transparente, elle va se transformer en un juvénile aux couleurs chatoyantes et aux bandes blanches verticales. Celui-ci entame alors la phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) de "recrutement", à la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne également le...) d'une anémone de mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.) où s'abriter pour passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.) le reste de son existence. Ce jeune poisson-clown est-il un futur Némo, le héros du dessin animé (Le dessin animé est une technique de film d'animation. Il est surtout connu pour son succès auprès des enfants, même si une grande part de la production...) Le Monde de Némo Pas si sûr, car il existe 28 espèces différentes de poissons-clowns, différenciées par la couleur (La couleur est la perception subjective qu'a l'œil d'une ou plusieurs fréquences d'ondes lumineuses, avec une (ou des) amplitude(s) donnée(s).), la forme des nageoires et... le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de bandes blanches: 3, 2, 1 ou 0 ! Némo appartient à l'une des espèces les plus répandues, également connue sous le doux nom d'Amphiprion ocellaris.

Mais comment apparaissent ces bandes blanches et ont-elles un autre rôle que celui de différencier les espèces ? Pour répondre à ces questions, Vincent Laudet, chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines de recherche sont diversifiés et...) et directeur de l'Observatoire océanologique de Banyuls-sur-Mer, dans les Pyrénées-Orientales, et ses collègues de l'université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures)....) de Liège et du Centre de recherches insulaires et observatoire de l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement tend actuellement...) (Criobe), ont observé les poissons-clowns. Leurs travaux les ont conduits à des conclusions étonnantes et ont fait l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par une étiquette verbale. Il est...) d'une étude parue en septembre.

Des bandes bien ordonnées

Derrière cinq années de recherche sur les poissons-clowns se cache un intérêt pour le rôle des hormones dans l'évolution et notamment celui de l'hormone (Une hormone est un messager chimique véhiculé par le système circulatoire qui agit à distance de son site de production par fixation sur...) thyroïdienne. Celle-ci contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) la métamorphose chez les mammifères, mais son rôle reste méconnu. Les variations de la réponse aux hormones thyroïdiennes permettent de produire différents types de métamorphoses. Afin de pouvoir les étudier, Vincent Laudet et ses collègues cherchaient donc des animaux ayant des variations évidentes entre espèces proches. Les poissons coralliens se sont avérés de parfaits candidats. "L'intérêt du poisson-clown est qu'il est pratiquement le seul poisson corallien dont on peut reproduire l'intégralité du cycle de vie (La vie est le nom donné :) en laboratoire. Quand je suis venu m'installer à Banyuls il y a trois ans, nous avons donc monté un élevage", raconte Vincent Laudet.

"Nous avons montré que l'apparition des bandes blanches se fait bien sous le contrôle des hormones thyroïdiennes", précise Vincent Laudet. Ces bandes apparaissent une à une pendant la métamorphose de la larve en juvénile, selon un ordre bien précis: de la tête vers la queue, en passant par le tronc (Un tronc peut être :). Elles respectent ainsi quatre patrons: aucune bande ; 1 bande sur la tête ; 2 bandes, sur la tête et le tronc ; 3 bandes, sur la tête, le tronc et la queue. "C'est toujours dans cet ordre-là. Aucun poisson-clown n'a qu'une bande sur la queue, qu'une sur le tronc ou seulement sur le tronc et la queue. Cela laisse penser qu'un système contrôle tout ça. On s'est donc intéressé à l'histoire évolutive des poissons-clowns et de leurs bandes au cours de l'évolution. C'est une histoire de perte", explique Vincent Laudet.


Les différentes espèces de poissons-clowns ont de 0 à 3 bandes qui correspondent à des patrons très précis: 1 bande sur la tête ; 2 bandes, sur la tête et le tronc ou 3 bandes, sur la tête, le tronc et la queue.

John E. RANDALL

L'espèce (Dans les sciences du vivant, l’espèce (du latin species, « type » ou « apparence ») est le taxon de base de la systématique. L'espèce est un concept flou dont il existe une...) ancestrale possédait 3 bandes avant qu'au cours de la diversification des poissons-clowns, des pertes de bandes ne soient observées à plusieurs reprises, là aussi dans un ordre bien précis. De la queue vers la tête, en passant par le tronc, soit l'ordre inverse (En mathématiques, l'inverse d'un élément x d'un ensemble muni d'une loi de composition interne · notée multiplicativement, est un élément y...) du développement de l'individu (Le Wiktionnaire est un projet de dictionnaire libre et gratuit similaire à Wikipédia (tous deux sont soutenus par la fondation Wikimedia).). "Il y a un parallèle frappant entre ce qu'on observe au cours de l'évolution des espèces (phylogenèse) et ce qu'on voit au cours du développement de l'individu (ontogenèse).", fait remarquer Vincent Laudet.

Au cours du développement, il arrive cependant que des juvéniles perdent des bandes en passant au stade (Un stade (du grec ancien στ?διον stadion, du verbe ?στημι istêmi, « se tenir droit et ferme ») est un équipement sportif.) adulte. "Nous avons été surpris par le cas d'A. frenatus. Le juvénile possède deux ou trois bandes alors que l'adulte n'en a plus qu'une." Cette transformation se fait également dans l'ordre inverse du développement: de la queue vers la tête, en passant par le tronc. "Cela suggère qu'il existe un système contraint par la polarité antéropostérieure du corps (la répartition des organes le long de l'axe tête-queue) qui contrôle le nombre de bandes. La prochaine étape est de connaître les gènes qui l'influencent." Quant à la couleur blanche des bandes, elle est due à des cellules particulières qui réfléchissent la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La...): des iridophores.


L'acquisition des bandes chez l'adulte A. frenatus est aussi une histoire de perte. Ainsi, au stade larvaire, aucune bande blanche n'apparaît. Au cours de la métamorphose jusqu'au stade juvénile une, puis deux et l'ébauche d'une troisième bande, sur la queue, font leur apparition. À l'âge adulte, une seule bande reste sur la tête.

Pauline SALIS; John E. RANDALL

À chacun sa place !

Une fois le mystère de l'apparition des bandes blanches élucidé, les chercheurs se sont intéressés à l'anémone, lieu de vie des poissons-clowns, et à leur structure sociale. Celle-ci est dominée par une grosse femelle (En biologie, femelle (du latin « femella », petite femme, jeune femme) est le sexe de l'organisme qui produit des ovules, dans le cadre d'une reproduction anisogamique.), qui défend l'anémone des petits prédateurs. S'ensuivent un mâle plus petit, ainsi que plusieurs juvéniles classés par taille, formant (Dans l'intonation, les changements de fréquence fondamentale sont perçus comme des variations de hauteur : plus la fréquence est élevée, plus la hauteur perçue est haute et inversement....) une file d'attente. Lorsqu'une nouvelle recrue arrive, elle se positionne à la queue. "Mais il peut arriver que la femelle se fasse croquer par un mérou ou un autre prédateur qui passait par là." Le rôle de la femelle serait alors pris par le plus gros mâle. On parle dans ce cas d'hermaphrodisme successif.

Dans la même logique (La logique (du grec logikê, dérivé de logos (λόγος), terme inventé par Xénocrate signifiant à la fois raison, langage, et raisonnement) est dans une...), le premier juvénile dans la file d'attente se transformerait donc en mâle, puis chacun avancerait ainsi d'un cran dans la file d'attente. "Dans Le Monde de Némo,la maman poisson-clown meurt, le papa s'occupe de son petit et il leur arrive plein d'aventures. Dans la réalité, le papa de Némo se transformerait en maman, Némo en papa, et ils feraient des bébés ensemble. On comprend que Pixar (Pixar Animation Studios (NASDAQ : PIXR) est une société américaine de production de films en images de synthèse dont le siège social est situé à Emeryville en Californie. Elle...) ait transformé la réalité !" Chacun défend précieusement sa place dans cette hiérarchie. "Il est extraordinaire d'imaginer que certains juvéniles peuvent attendre dix, vingt ou trente ans avant que ça soit leur tour ! L'espérance de vie du poisson-clown va de trente à cinquante ans, ce qui, pour un poisson (Dans la classification classique, les poissons sont des animaux vertébrés aquatiques à branchies, pourvus de nageoires et dont le corps est le plus souvent...) de cette taille, est colossal."


Les poissons-clowns (Amphiprion nigripes) vivent en bande autour de leur anémone: insensibles aux tentacules urticants de l'anémone, ils se cachent à l'intérieur pour se protéger des prédateurs et, en retour, l'anémone se nourrit de leurs déjections.

Reinhard Dirscherl / Biosphoto

Un phénomène fascinant se produit lorsqu'un juvénile vient à disparaître dans la file d'attente. Si le juvénile en 2e position disparaît, le 3e grandit jusqu'à atteindre la taille qu'avait le 2e. Le 1er, s'il voit que le 3e grandit trop, va l'attaquer et il risque même de l'expulser de l'anémone. "Pour un poisson-clown, être expulsé de l'anémone c'est la mort assurée. C'est l'agressivité (L'agressivité est une modalité du comportement des êtres vivants et particulièrement de l'être humain, qui se reconnait à des actions où la violence est dominante.) du plus grand qui arrête la croissance du plus petit ! Il y a beaucoup de mortalité due à des disputes."

Reste pour les chercheurs à comprendre la raison pour laquelle certaines espèces perdent des bandes entre le stade juvénile et le stade adulte. "Le juvénile, jeune recrue qui rentre dans l'anémone, a plutôt intérêt à faire savoir qu'il est différent de ceux qui sont dans la queue, qu'il n'est pas en concurrence pour la future reproduction", interprète Vincent Laudet. À notre grande surprise, lorsque des poissons-clowns de différentes espèces partagent une anémone, ils ont toujours un nombre de bandes différent. Il n'y a jamais de poissons d'espèces différentes qui ont le même nombre de bandes dans une même anémone. Nous pensons donc que les bandes les aident à se différencier, c'est-à-dire qu'elles sont utiles à la reconnaissance interspécifique."

Comme un poisson dans son anémone

La relation du poisson-clown avec son environnement est également fascinante. Dans une étude parue en août 2018 dans la revue Scientific Reports , des écologues du CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).), de l'Université de Montpellier, d'Andromède Océanologie et du Centre universitaire de Mayotte (Mayotte (appelée aussi Maore en comorien) est une collectivité d'outre-mer de la France située dans l'archipel des Comores, lui-même situé dans l'océan Indien (plus...) ont montré que la valeur esthétique des poissons tropicaux n'est pas corrélée à leur valeur écologique. Autrement dit, les poissons les plus importants écologiquement au regard de leurs caractéristiques (taille, régime alimentaire (Pour les régimes alimentaires d'ordre culturel pratiqués par l'Homme voir pratique alimentaire; Pour les régimes visant à perdre du poids voir régime amaigrissant.), mode de vie...) ne sont pas ceux qui avaient été jugés comme les plus beaux par les personnes consultées pour l'étude. Ces résultats nous mettent en garde sur l'importance que nous accordons à l'esthétisme dans notre rapport à l'environnement et à notre perception de la biodiversité (La biodiversité est la diversité naturelle des organismes vivants. Elle s'apprécie en considérant la diversité des...).

"Si je compare avec le poisson-chirurgien (Dory dans Le Monde de Némo) qui est absolument essentiel pour contrôler la croissance des algues et donc la survie du récif, le poisson-clown, considéré comme l'un des plus beaux poissons coralliens, a certainement un rôle moins indispensable", confirme Vincent Laudet.

Les poissons-clowns restent néanmoins importants pour la survie des anémones de mer avec lesquelles ils vivent en symbiose (La symbiose est une association intime et durable entre deux organismes hétérospécifiques (espèces différentes), parfois plus. Les organismes sont qualifiés de...). Il s'agit plus spécifiquement d'un mutualisme, puisque chacun y trouve son compte.

Ainsi, les poissons-clowns, insensibles aux tentacules urticants de l'anémone, se cachent à l'intérieur pour se protéger des prédateurs et, en retour, l'anémone se nourrit de leurs déjections. Les anémones, photo­synthétiques, produisent de l'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.) le jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son...) mais en manquent la nuit. Si l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) n'est pas brassée, elles se retrouvent en hypoxie, une situation (En géographie, la situation est un concept spatial permettant la localisation relative d'un espace par rapport à son environnement proche ou non. Il inscrit un lieu dans un cadre plus...) où l'apport en oxygène est plus faible que leurs besoins.

"Un merveilleux comportement a été démontré. La nuit, les poissons-clowns battent des nageoires pour faire en sorte que de l'eau oxygénée arrive en permanence vers l'anémone. Une anémone qui n'a pas de poisson-clown grandit moins vite et se porte moins bien. Je pense que si on perdait les poissons-clowns, on perdrait assez vite les anémones, et pouvez-vous imaginer un récif sans anémones de mer ?"

Attention fragiles !

Poissons-clowns et anémones ont donc besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est souvent fait un classement des besoins humains en trois grandes catégories : les besoins primaires,...) l'un de l'autre, et la disparition de l'un a de très fortes chances d'entraîner la disparation de l'autre. Ainsi, dans une étude parue en octobre 2017, dans la revue Nature Communications, des chercheurs du Criobe alertaient de l'affaiblissement de la fécondité des poissons-clowns. En cause: le blanchissement des anémones de mer, au même titre que les coraux. "Si les jeunes recrues ont le choix, elles auront plutôt tendance à choisir une anémone non blanchie. Si elles se mettent toutes à blanchir à cause du réchauffement climatique, elles ne vont pas survivre et les poissons-clowns non plus."


Poissons-clowns (Amphiprion chrysopterus) et anémones dans les récifs autour de l'île de Moorea (Moorea, en tahitien Moʻorea, est une île de Polynésie française qui fait partie des îles du Vent dans l'archipel de la Société. Elle est située face à Tahiti.), en Polynésie française (La Polynésie française est un ensemble de 5 archipels français, composés de 118 îles dont 67 habitées, situé dans le sud de l'Océan Pacifique,...). La teinte dorée des anémones est due à des microalgues présentes dans leurs tentacules. Au cours d'épisodes de températures élevées, celles-ci sont expulsées, ce qui produit le blanchissement de ces derniers.

Suzanne C. Mills

Autre danger: les polluants environnementaux. Le récepteur des hormones thyroïdiennes est la cible de perturbateurs endocriniens. Le chlorpyrifos, insecticide (Étymologiquement, les insecticides sont des substances actives ou des préparations ayant la propriété de tuer les insectes, leurs larves et/ou leurs œufs. Ils font partie de la famille...) répandu, peut affecter la métamorphose des poissons-clowns et des poissons coralliens. Il altère la réponse aux hormones thyroïdiennes en modifiant la transformation de la larve en juvénile. "Il y a des questions concernant le maintien de la biodiversité qui se posent et que l'on va pouvoir étudier grâce à nos travaux."

Chaque découverte amenant de nouvelles questions, elles font du ­poisson-clown un sujet de recherche inestimable non seulement du point (Graphie) de vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) de l'évolution et du développement, mais également du point de vue écologique. "Comment les larves prennent la décision de revenir sur le récif ? Quels sont les facteurs qui vont décider de leur taux d'hormones thyroïdiennes et donc de leur métamorphose au moment opportun ? Comment trouvent-elles l'anémone où elles vont vivre et se faire accepter ? Et finalement, comment les pesticides et autres polluants vont perturber ces étapes clés de la vie du poisson-clown ? Tout reste à découvrir. Je suis content qu'on parle du poisson-clown, car je pense qu'il est un modèle infini et fascinant pour les scientifiques", conclut Vincent Laudet.
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