Pourquoi Nemo a-t-il 3 bandes blanches? Les biologistes pèsent dedans

Les poissons coralliens sont connus pour leur grande diversité de couleurs et de motifs, plus surprenants les uns que les autres. Les exemples incluent le poisson-papillon en cuivre (Chelmon rostratus, qui a un "oeil" noir sur son corps), le tang bleu (Paracanthurus hepatus) et les balistes Picasso (Rhinecanthus aculeatus), dont le nom est lié aux motifs de couleurs vives sur ses côtés.

Un des exemples les plus célèbres de poissons coralliens est le poisson-clown, qui a joué dans le film d'animation Pixar. Le monde de nemo en 2003. Ce petit poisson, qui vit en symbiose avec l'anémone de mer, est facilement reconnaissable à son corps orange vif et à ses larges rayures blanches.

En dépit de la popularité et de la large distribution des poissons coralliens, nous ne comprenons pas encore pourquoi ils ont une myriade de couleurs si différentes. Plus précisément, comment se forment les motifs et quels sont les rôles des couleurs? Pour répondre à ces questions, une équipe de chercheurs de l'observatoire de Banyuls-sur-Mer (France) et de l'Université de Liège (Belgique) a décidé d'étudier le poisson-clown et ses cousins. L'étude a été publiée dans l'édition de septembre 2018 de la revue BMC Biologie.

Nemo, alias Amphiprion ocellaris, appartient au groupe des poissons-clowns, qui comprend environ 30 espèces. Leur motif de couleur est caractérisé par une couleur jaune, orange, marron ou noire avec des bandes verticales blanches composées de cellules réfléchissant la lumière appelées iridophores.

Outre les autres caractéristiques physiques, les espèces de poissons-clowns se distinguent par leur nombre de bandes verticales blanches. Ainsi, certaines espèces n’ont pas de rayures (Amphiprion Ephippium), seulement un (Amphiprion frenatus), ou juste deux (Amphiprion Sebae). Amphiprion ocellaris, le célèbre Nemo, a trois bandes. Qu'est-ce qui peut expliquer la différence de nombre de bandes entre ces espèces?

Comptez les rayures

Pour comprendre le mécanisme conduisant à la diversité des motifs pigmentaires, nous avons regroupé chaque espèce de poisson-clown en fonction de leur nombre de bandes verticales. Des analyses génétiques intégrant l’histoire évolutive du poisson-clown ont révélé que leur ancêtre commun avait trois bandes blanches et que, lors de leur diversification, les lignées de poisson-clown perdaient successivement le bandeau caudal, puis le bandeau serre-tête, donnant ainsi quatre combinaisons possibles:

• trois bandes (tête, corps et queue)
• deux bandes (tête et corps)
• un groupe (tête seule)
• pas de groupe.

En regardant les modèles qui se sont développés, il est clair que la diversité est limitée: alors que les quatre combinaisons énumérées ci-dessus sont observées, les mécanismes biologiques ne permettent pas à une espèce d’en avoir d’autres - par exemple, une seule bande sur la queue.

Et ailleurs, ils suivent le cours de l'évolution

Pour comprendre pourquoi certaines combinaisons de bandes n'existent pas chez les poissons-clowns, nous avons examiné le développement de deux espèces avec deux motifs de couleurs différentes à l'âge adulte, A. ocellaris, qui a trois bandes, et A. frenatus, qui n’a qu’une bande, sur sa tête.

Les rayures dans A. ocellaris apparaissent dans un ordre bien défini lors de sa transformation de larve en jeune adulte - d’abord celui de la tête, puis du corps et enfin de la queue. C'est-à-dire, dans l'ordre inverse, qu'ils ont disparu pour certaines espèces au cours du processus d'évolution.

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Une deuxième observation surprenante était que A. frenatus montre le même développement que A. ocellaris au stade larvaire, avec l'apparition successive de trois bandes blanches de la tête à la queue, tandis que les individus adultes n'en ont qu'une. Ces bandes sont ensuite perdues dans l'ordre inverse de leur évolution, de la queue à la tête.

Ces résultats suggèrent que la perte chronologique des bandes au cours de l'évolution était limitée par la séquence d'apparition des bandes au cours du développement et qu'il existait un lien étroit entre la phylogenèse (histoire de l'évolution) et l'ontogenèse (développement individuel). Cela conduit à l'hypothèse que la formation de bandes est contrôlée par un mécanisme génétique précis et dépend de la polarité antéro-postérieure du poisson. Ces mécanismes doivent encore être découverts.

Enfin, à quoi servent les rayures?

Pour répondre à cette question, nous avons comparé la diversité des motifs à rayures blanches que l'on trouve dans les communautés de poissons-clowns naturels à la diversité des communautés où la diversité des motifs à rayures blanches serait complètement distribuée au hasard. Grâce à ces simulations, nous avons pu montrer que la probabilité d'avoir des espèces de poissons-clowns avec le même nombre de bandes dans la même région était très rare.

Plusieurs facteurs écologiques peuvent influencer cette distribution non aléatoire, et il est probable que le nombre de bandes blanches permette aux espèces de poissons-clowns de se reconnaître. Cette reconnaissance est essentielle dans l'organisation sociale de ces poissons, qui vivent parmi des anémones où plusieurs espèces peuvent coexister. Et c’est cette reconnaissance même qui permet à Nemo et à son père de se retrouver à l’autre bout de l’océan - une fin heureuse pour tout un chacun.

Cet article a été publié à l'origine en français.

Cet article a été publié à l'origine sur The Conversation par Pauline Salis, Bruno Frederich et Vincent Laudet. Lisez l'article original ici.