comment bébé Nemo peut « continuer à nager » de l’océan jusqu’au récif

Si vous avez vu le film d’animation à succès Le Monde de Nemo, vous vous souviendrez peut-être du personnage Dory chantant l’air accrocheur “Just Keep Swimming” pour aider son ami poisson-clown Marlin à faire le long voyage de la Grande Barrière de Corail à Sydney.

Dans ce cas, l’art imite la vie. Les performances de natation de marathon sont une partie vitale du début de la vie pour la grande majorité des poissons des récifs coralliens. Les bébés poissons de récif (larves) – plus petits que la taille de votre ongle du pouce – éclosent des œufs pondus sur le récif et passent quelques semaines en pleine mer avant nager jusqu’au récif.

Mais comment une si petite créature fait-elle ce voyage impressionnant ? Notre recherche publié aujourd’hui entrepris de répondre à cette question.

Nous avons découvert que les larves de poissons-clowns modifiaient considérablement leur physiologie pour terminer leur voyage de l’océan au récif. En particulier, ils absorbent plus d’oxygène par respiration et à un rythme plus rapide que toute autre espèce de poisson étudiée à ce jour. Essentiellement, cela fait du bébé poisson-clown l’un des plus petits athlètes de la planète.

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Mini-athlètes nageant 10 à 50 longueurs de corps par seconde

Les poissons de récif sont vitaux pour les écosystèmes des récifs coralliens. Ils jouent un rôle important dans le réseau trophique, aident à garder le récif propre et recyclent les nutriments. De plus, leurs couleurs vibrantes attirent des millions de touristes chaque année.

Les poissons de récif adultes restent dans une petite zone. Leurs œufs sont emportés par l’action des vagues dans l’océan ouvert, où ils éclosent et se développent.

Dans quelques semaines, les minuscules larves de poisson doivent retourner sur le récif. C’est un voyage long et ardu qui peut durer semaines à mois. Selon les espèces, ils parcourent des distances allant jusqu’à 64 kilomètres. Alors, comment font-ils ?

Jusque dans les années 1990, les scientifiques pensaient que le développement des larves de poissons de récif ressemblait à celui d’autres poissons comme le hareng, la morue et les poissons plats. Ces espèces “suivent le courant”, chevauchant passivement les courants océaniques jusqu’à ce qu’elles deviennent suffisamment grandes et développées pour nager activement par elles-mêmes, à contre-courant.

Cependant, des études marquantes du début des années 1990 ont documenté la capacités de nage impressionnantes des bébés poissons de récif. Il s’avère que les poissons de récif ne sont pas particules passives après tout.

Recherche précédente a fourni des preuves accablantes que les poissons des récifs coralliens sont capables de performances de natation incroyables en tant que bébés.

Certains de ces petits athlètes sont capables de nager 10 à 50 longueurs de corps par seconde en tant que larve. À titre de comparaison, le médaillé d’or olympique Michael Phelps court à un peu moins de deux longueurs de corps par seconde.

Lorsqu’elles sont associées à des systèmes sensoriels bien développés tels que la vision et l’odorat, ces performances athlétiques impressionnantes permettent à ces bébés de “continuer à nager”. avec ou contre les courants marins jusqu’à ce qu’ils trouvent un récif optimal sur lequel s’installer.

Mais 30 ans après la découverte, on se demandait encore comment ils y parvenaient. Maintenant, nous savons.

Mesurer les traits d’un athlète

Mes collègues et moi avons mesuré les traits physiologiques requis pour être un nageur athlétique tout au long de la phase larvaire d’un poisson-clown. Ces traits comprenaient la vitesse de nage, les taux d’absorption d’oxygène, les modèles d’expression génique et la tolérance à un faible taux d’oxygène (hypoxie).

Pourquoi l’hypoxie ? La nuit, lorsqu’il n’est plus possible d’utiliser le soleil et le dioxyde de carbone pour fabriquer de l’énergie par photosynthèse, les coraux et les plantes respirent de l’oxygène pour produire de l’énergie. Cela réduit les niveaux d’oxygène sur les récifs. Les larves de poissons de récif qui reviennent du large doivent se préparer à de telles conditions.

Nous avons découvert que les poissons-clowns larvaires ont les taux d’absorption d’oxygène les plus élevés de tous les poissons à ce jour. Cela soutient la natation, la croissance et le développement d’élite.

Au fur et à mesure qu’ils se développent et nagent plus vite, des milliers de gènes changent. Les gènes qui codent pour les protéines qui transportent et stockent l’oxygène, comme l’hémoglobine et la myoglobine (également présentes dans notre corps), sont particulièrement importants. Ils permettent de transporter et de stocker l’oxygène pendant un exercice intense et aident à retenir l’oxygène dans les tissus lorsque les poissons subissent une hypoxie dans leurs habitats récifaux.

Les changements dans les gènes de l’hémoglobine et de la myoglobine correspondent également au moment où ces bébés poissons commencent à augmenter leur tolérance à l’hypoxie.

Nous avons déjà vu cela auparavant, à l’envers. Le saumon est l’un des poissons les plus étudiés de tous les temps et, à l’âge adulte, ce sont aussi des athlètes assez étonnants. Cependant, les bébés saumons endurent des conditions de faible teneur en oxygène au cours des premières semaines de leur vie, juste après l’éclosion, alors qu’ils se cachent dans le gravier des lits des rivières d’eau douce.

Et, bien sûr, dans les années 1980, des recherches ont montré que le saumon changer leur hémoglobine aussi – juste au moment où les bébés saumons doivent passer d’une tolérance à l’hypoxie à une formation pour devenir des nageurs d’élite.

Pourquoi notre recherche est importante

Les changements dans la machinerie physiologique que nous avons découverts sont essentiels à la survie des poissons-clowns. Il est probable que d’autres poissons de récifs coralliens suivent des voies de développement similaires.

Les poissons de récif – de toutes formes, tailles et couleurs – font partie intégrante du maintien de la santé des récifs coralliens et de la persistance des futurs récifs coralliens. Ceci est crucial car le changement climatique menace ces beaux et délicats écosystèmes.

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