Un poisson cavernicole aveugle et qui pourtant perçoit la lumière
Un poisson cavernicole aveugle, vivant dans l’obscurité totale et permanente d’un réseau de grottes mexicain, conserve apparemment une certaine capacité à percevoir la lumière.
Image d’entête : un Astyanax mexicanus version aveugle. (Ltshears/ Wikimedia)
Comme les poissons cavernicoles ne semblent plus dépendre d’un cycle journalier interne et que certains dorment très peu, Inga Steindal, biologiste marine à l’University College de Londres, et ses collègues ont voulu voir si leur corps pouvait encore se réguler de manière cyclique dans le temps.
La plupart des animaux sur Terre ont une horloge interne pour cela, le rythme circadien qui utilise les niveaux de lumière pour synchroniser notre corps avec les cycles de jour et de nuit de notre planète. Ce rythme est ensuite utilisé pour déclencher différents processus biologiques qui peuvent dicter notre comportement, comme les cycles de la faim qui nous incitent à manger et les niveaux de mélatonine qui dictent notre cycle d’éveil et de somnolence.
Le tétra aveugle du Mexique (Astyanax mexicanus) vit dans un complexe de plus de 30 grottes isolées, dans lesquelles il s’est adapté indépendamment à l’obscurité.
Leur corps est extrêmement sensible aux vibrations, ce qui leur permet de percevoir les changements dans les courants d’eau pour naviguer, en compensation de leur absence totale ou limitée de vision. Certains ont même complètement perdu leurs yeux.
Cette adaptation s’est produite bien que les poissons de chaque grotte aient évolué à partir de la même espèce dotée d’yeux fonctionnels. Ce groupe ancestral vit toujours dans les eaux de surface de la région d’El Albra au Mexique et dans certaines parties du sud-ouest des États-Unis. Il s’est séparé des habitants des grottes il y a entre 10 000 et 10 millions d’années, selon les grottes. Pourtant, il s’agit toujours de la même espèce qui peut se croiser.
Deux formes d’Astyanax mexicanus, de surface et cavernicole. (Richard Borowsky/ Wikimedia)
Les poissons cavernicoles sont rares, difficiles à étudier et ne se portent pas bien en captivité, mais les A. mexicanus aveugles ont montré une capacité inattendue à adopter un cycle lumière/ obscurité lorsqu’ils sont gardés en laboratoire.
Steindal et son équipe ont prélevé des échantillons de tissus sur des poissons cavernicoles aveugles, provenant de trois grottes isolées, et sur les embryons de leurs ancêtres de surface, et ils ont testé les cellules dans différentes conditions. Ils ont détecté l’activation de plusieurs mécanismes d’horloge moléculaire lorsque les cellules étaient exposées à la lumière, même dans les cellules de poissons cavernicoles.
Selon les chercheurs :
La détection non visuelle de la lumière est maintenue à un niveau cellulaire fondamental, bien que les cellules de poissons cavernicoles n’aient pas réagi aussi fortement que les cellules de poissons de surface.
Si les poissons des différentes grottes présentent des similitudes avec leurs congénères de la surface, ils présentent également des différences qui confirment que les mutations de leur horloge biologique ont évolué indépendamment les unes des autres par le biais de mécanismes moléculaires différents.
Steindal et ses collègues de conclure :
Nous avons apporté la preuve qu’en dépit de leur cécité, les cellules du poisson cavernicole aveugle du Mexique peuvent détecter la lumière et régler leur horloge sur un cycle lumière/obscurité.
L’équipe espère que ces cultures cellulaires nous permettront d’en savoir plus sur les rythmes circadiens et faciliteront l’étude de l’adaptation des animaux aux environnements sombres.
L’étude publiée dans The Proceedings of the Royal Society B. : Blind fish have cells that see light.