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Fleuves et rivières

Mode de combustion des graisses: comment un poisson survit hors de l'eau

Référence: Rossi, G. S., et Wright, P. A. (2020). Comportement de recherche d'hypoxie, dépression métabolique et fonction musculaire squelettique chez un poisson amphibie hors de l'eau. Journal of Experimental Biology, 223 (2). DOI: 10.1242 / jeb.213355

Le mot «dormance» fait souvent penser à des volcans, ou peut-être même à un ours hibernant pendant l'hiver. Mais combien imagineraient un poisson, plus petit qu'un crayon, allongé à l'abri d'une bûche pourrie? Le rivulus de la mangrove, Kryptolebias marmoratus, est non seulement dormant pendant des périodes de temps, mais l'est également sur terre – un habitat inhabituel pour la plupart des créatures à nageoires. Ces poissons peuvent ne pas rester immobiles pendant la durée d'un hiver, mais ils peuvent vivre avec succès sur terre jusqu'à 60 jours – un exploit impressionnant, étant donné que l'homme moyen ne peut survivre sous l'eau que plusieurs minutes sans équipement de plongée. Le rivulus de la mangrove peut se retrouver sur la terre involontairement, en raison d'un échouage lorsque la marée baisse dans son habitat de mangrove, ou volontairement, pour éviter un prédateur ou de mauvaises conditions d'eau.

Le rivulus de la mangrove, Kryptolebias maramoratus, dans les aquariums. Image reproduite avec l'aimable autorisation de Jean-Paul Cicéron via Wikimedia Commons.

On pense généralement que sur terre, K. marmoratus ne mange pas du tout. Alors, comment est-il capable de survivre sur terre pendant plus de deux mois sans consommer d'énergie supplémentaire? Giulia Rossi et son équipe de l'Université de Guelph ont cherché à faire la lumière sur cette question en examinant quelques aspects différents de K. marmoratus en ce qui concerne les conditions d'oxygène sur terre. Deux souches différentes de rivulus de mangrove, une de Floride et une de Belize, ont été étudiées pour voir si les différences d'habitat jouent un rôle dans l'utilisation de l'oxygène.

Qu'ont-ils fait?

Les chercheurs ont cherché à déterminer si K. marmoratus montre une préférence pour des conditions de faible teneur en oxygène sur terre. Les faibles concentrations d'oxygène diminuent K. marmoratus taux métabolique au repos – une mesure de la consommation d'énergie par unité de temps lorsqu'un corps est au repos – après trois semaines dans l'air. Pour cette raison, il est logique que si un poisson est échoué sur la terre pendant une longue période de temps et ne puisse pas obtenir de nourriture, il chercherait à trouver un abri dans une zone à faible concentration d'oxygène, pour survivre sur ses réserves d'énergie disponibles pour aussi longtemps que possible.

Deuxièmement, les chercheurs ont examiné comment les poissons utilisaient les réserves d'énergie de leur corps pendant une exposition prolongée à l'air dans des conditions normales et à faible teneur en oxygène. Ils ont examiné l'utilisation des glucides et des lipides, qui sont les principales sources d'énergie stockée. Ils ont également examiné les muscles, car la perte de zone musculaire ou de tissus pourrait indiquer que les poissons brûlent grâce aux protéines, leur dernière ressource énergétique après avoir consommé des glucides et des graisses. Les poissons devraient essayer d'éviter ce résultat, car une diminution de la masse musculaire est dangereuse lors de la fuite de prédateurs ou de la recherche de nourriture.

Pour examiner comment les différences de masse musculaire peuvent affecter la survie, les scientifiques ont testé le rivulus de la mangrove pour ses performances locomotrices terrestres (oui, ces poissons peuvent effectivement sauter sur terre!) Après s'acclimater à des conditions d'oxygène normales et faibles.

Kryptolebias marmoratus effectuant un mouvement typique sur terre. Ce mouvement est appelé «flip de queue». UNE montre la position de départ habituelle au sol, B montre le poisson penchant sa tête sur sa queue et poussant le sol, et C montre le poisson une fois en vol. Images gracieuseté de Francesca Giammona.

Qu'ont-ils trouvé?

Dans la recherche pour découvrir si K. marmoratus préféraient une concentration d'oxygène particulière sur terre, les poissons avaient le choix de pénétrer dans un récipient à faible, normale ou forte concentration d'oxygène, en fonction des concentrations typiques dans leurs habitats d'origine. Les poissons du Belize ont préféré un environnement pauvre en oxygène tandis que les poissons de Floride n'ont pas montré de préférence.

En examinant la consommation d'énergie, les deux souches de rivulus de mangrove utilisaient davantage l'énergie des glucides dans l'air que dans l'eau, et la concentration en oxygène n'avait aucun effet. Le poisson décompose plus de graisse lorsqu'il est placé dans l'air, mais uniquement dans des conditions normales d'oxygène, ce qui est logique car les graisses sont rapidement décomposées en énergie chez de nombreux animaux dormants.

En ce qui concerne le muscle, des changements n'ont été constatés que dans des conditions d'oxygène normales. Les poissons du Belize avaient une zone musculaire inférieure à ceux de la Floride et les poissons pauvres en oxygène. Cela prouve que les poissons du Belize brûlent des protéines dans des conditions normales d'oxygène. Cela a nui aux performances, les poissons du Belize ne sautant pas aussi souvent que les poissons de Floride. Les deux souches ne pouvaient pas sauter aussi loin sous des concentrations d'oxygène normales par rapport à une faible teneur en oxygène. Les auteurs suggèrent que cela pourrait être la preuve que des concentrations d'oxygène plus faibles peuvent permettre aux poissons de mieux se déplacer sur terre, augmentant ainsi la survie.

Qu'est-ce que ça veut dire?

Des concentrations d'oxygène plus faibles sur terre offrent d'énormes avantages K. marmoratus. Grâce à une baisse du taux métabolique au repos, des concentrations d'oxygène plus faibles permettent aux poissons d'utiliser moins d'énergie lorsqu'ils sont dormants sur terre, où les poissons doivent compter sur leurs propres réserves énergétiques de graisses et de glucides pour survivre.

Lorsqu'ils sont dans des concentrations d'oxygène plus faibles, les poissons utilisent moins de ces réserves d'énergie, ce qui leur permet de conserver la fonction musculaire et les performances locomotrices. Le rivulus de mangrove du Belize a préféré des concentrations d'oxygène plus faibles et brûlé plus de protéines dans l'oxygène normal par rapport aux poissons de Floride, ce qui suggère que la concentration en oxygène est plus importante pour cette souche. Étant donné que le Belize et la Floride ont des régimes météorologiques, des courants et des habitats légèrement différents pour le rivulus des mangroves, il est logique que les individus de ces régions se comportent différemment. Après tout, tous les ours de tous les lieux n'hibernent pas de la même manière, tout comme tout le monde ne dort pas de la même manière.

Pourquoi est-ce important?

Le rivulus de la mangrove est un poisson inhabituel qui passe beaucoup de temps hors de l'eau. En étudiant comment ces petits poissons arrivent sur terre et comment ils y survivent, le rivulus de la mangrove peut nous aider à comprendre comment les premières créatures ont rampé de l'eau sur la terre il y a des millions d'années. Pour l'instant, qui sait, peut-être que la prochaine fois que vous penserez à un animal en hibernation ou au repos, peut-être que la deuxième ou la troisième pensée qui vous viendra à l'esprit sera celle d'un petit poisson, à l'abri du soleil sous une bûche ombragée et humide.

Je suis doctorant à l'Université de Wake Forest et j'ai reçu un B.S. en biologie de l'Université Cornell. Mes recherches portent sur la locomotion terrestre des poissons. Je m'intéresse particulièrement à la façon dont différents poissons se déplacent différemment sur terre et à la façon dont un poisson peut se déplacer différemment dans différents environnements. Alors que j'ai tendance à étudier les petits poissons amphibies, j'ai toujours été fasciné par tous les animaux de l'océan, et les requins en particulier. Quand je ne fais pas de science, j'aime courir, essayer de cuisiner et de cuisiner, et lire.

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