Catégories
Fleuves et rivières

Contre-intuitif? Les poissons produisent plus de cellules cérébrales dans une eau riche en dioxyde de carbone

Référence: Wang, Xiaojie et al. «Régions cérébrales du medaka marin activées par l'acidification aiguë et à court terme des océans.» Science de l'environnement total 720 (2020): 137279. EST CE QUE JE: 10.1016 / j.scitotenv.2020.137279

Un étrange gaz toxique s'est répandu. Son inhalation est inévitable. Après avoir respiré pendant un moment, tout le monde commence à agir bizarrement. Certains confondent gauche et droite; d'autres ignorent les bruits d'avertissement et entrent directement dans un trafic dangereux. Les enfants ne semblent pas se souvenir de choses simples. Cela ressemble à un scénario de film d'horreur, mais c'est une possibilité maligne imminente – tout simplement pas pour les humains. Le gaz est du dioxyde de carbone et ses victimes sont des poissons dans l'océan.

Medaka, également appelé poisson de riz japonais, est une race d'aquarium populaire qui est également largement utilisée dans la recherche. Photo par Wikimedia commons.

Notre civilisation a besoin de beaucoup d'énergie pour la chaleur, l'industrie et les voyages. La majeure partie de cette énergie provient de la combustion de combustibles fossiles, libérant du dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Environ un tiers de ce dioxyde de carbone est absorbé par les eaux océaniques. L'eau salée est basique et le dioxyde de carbone dissous dans l'eau est acide, donc l'accumulation de dioxyde de carbone dans l'océan, appelée hypercapnie, acidifie l'eau en la faisant avancer vers la neutralité.

Bien que l'acidification des océans ne rende pas l'eau aussi acide que le jus de citron, elle recèle encore beaucoup de potentiel nuisible pour la vie marine. Une équipe de chercheurs de la Shanghai Ocean University, en Chine, a étudié comment l'hypercapnie affecte le cerveau des poissons marins medaka. Ils ont découvert que les poissons qui ont passé une semaine dans de l'eau acidifiée ont commencé à fabriquer plus de cellules cérébrales – et ont peut-être développé de l'anxiété.

Le test acide

De nouvelles cellules nerveuses (neurones) naissent continuellement dans le cerveau adulte de nombreuses espèces, y compris les humains, mais ce processus, appelé la neurogenèse, est particulièrement répandue chez les poissons. De nouvelles cellules cérébrales sont importantes pour créer de nouveaux souvenirs et contrôler les émotions – mais la vie dans l'eau acidifiée peut-elle changer cela?

Dans de nombreuses espèces, des poissons aux humains, le cerveau adulte continue de générer de nouveaux neurones. Photo de Robina Weermeijer sur Unsplash

Les chercheurs ont gardé le medaka dans des réservoirs contenant de l'eau acidifiée pendant une semaine maximum. Ils ont ensuite collecté le cerveau de la moitié des poissons et les ont comparés au cerveau de medaka qui avait été maintenu dans une eau de base normale. Pour identifier de nouveaux neurones, ils ont recherché une protéine appelée doublécortine, qui marque les cellules nerveuses du nouveau-né.

Étonnamment, le medaka acidifié vivant dans l'eau avait beaucoup plus de doublecortine dans leur cerveau que le medaka normal vivant dans l'eau, ce qui signifie que leur cerveau était occupé à fabriquer de nouveaux neurones. L'hypercapnie pourrait-elle favoriser la neurogenèse?

Poisson effrayé

Comme l'hypercapnie est connue pour changer la façon dont les poissons réagissent au bruit et aux prédateurs, les chercheurs ont voulu savoir si une semaine dans de l'eau acidifiée modifiait le comportement des medakas. Ils ont pris la moitié restante des medakas et les ont soumis à un test de préférence clair-foncé, qui est souvent utilisé pour mesurer l'anxiété chez les animaux de laboratoire.

Le test de préférence clair-foncé utilise un réservoir peint à moitié en noir et à moitié en blanc. Parce que les poissons sont curieux et aiment explorer de nouveaux espaces, les poissons normaux devraient explorer partout. Mais un coin sombre est une excellente cachette pour les poissons de leurs ennemis dans l'océan, donc les poissons nerveux peuvent montrer une préférence pour l'espace sombre.

En effet, les medaka de l'eau acidifiée se sont empressés de se diriger vers la sécurité supposée de la moitié sombre du réservoir, y restant pendant deux minutes avant de sortir et de nager tout autour du réservoir. En comparaison, le medaka d'une eau normale et basique a profité de l'ensemble du réservoir dès le premier instant. Cette envie de médaka acidifié vivant dans l'eau de se cacher dans l'obscurité peut signifier que l'hypercapnie élève l'anxiété chez les poissons.

Un grain de sel

La découverte que la neurogenèse activée par l'eau acidifiée est plutôt surprenante, surtout lorsqu'elle est associée à la constatation qu'elle rend le medaka anxieux. Ces résultats semblent contredire le rôle connu de la neurogenèse, qui aide à surmonter les troubles du comportement comme la dépression et l'anxiété. Mais une grande partie de la recherche en neurogenèse n'a pas été effectuée sur des poissons mais sur des souris, et il peut être difficile de comparer la façon dont les nouveaux neurones affectent le comportement des deux espèces radicalement distinctes.

Malgré cet écart, il ne fait aucun doute que l'acidification des océans affecte les poissons. L'afflux de dioxyde de carbone change leur monde sous-marin et leur monde les change. Après tout, même de nombreuses nouvelles cellules cérébrales ne garantissent pas une vie heureuse si un poisson ne peut pas échapper à la respiration de dioxyde de carbone par ses branchies.

Je suis doctorant à la Northeastern University de Boston. J'étudie la régénération du système nerveux dans des salamandres d'eau appelées axolotls. Pendant mon temps libre, j'aime lire de la science-fiction, cuisiner, faire des promenades dans Boston et trouver des articles scientifiques sympas.

Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *