Les pattes de ce poisson sont faites pour marcher et explorer les fonds marins

Les pattes de ce poisson sont faites pour marcher et explorer les fonds marins

Ce poisson a des pattes, mais elles ne sont pas seulement destinées à marcher. Des scientifiques ont découvert que le merle de la mer du Nord (Prionotus carolinus) utilise ses membres pour marcher le long des fonds marins. scanner le fond marin à la recherche de nourriture enfouie.

La recherche a également révélé des preuves de la manière dont P. carolinus a transformé ses membres en organes sensoriels au cours de son évolution. Les analyses génomiques ont révélé l'histoire évolutive des pattes au sein de la famille plus large des merles (Triglidae). Les résultats sont dans deux articles publiés aujourd'hui 1, 2 été décrit dans Current Biology.

Le poisson spécial

Les merles de mer ont des yeux saillants comme des grenouilles, des nageoires qui ressemblent à des oiseaux et six pattes qui ressemblent à des crabes. Ce sont « les poissons les plus étranges et les plus cool que j’aie jamais vu », dit le biologiste du développement David Kingsley de l'Université de Stanford en Californie, qui étudie ces animaux.

Les chercheurs savent depuis longtemps que les pattes de P. carolinus possèdent des capacités sensorielles particulières. 3, 4. Biologiste moléculaire Nicolas Bellono de l'Université Harvard à Cambridge, Massachusetts, note que les capacités de chasse surnaturelles des merles sont si efficaces que d'autres poissons les suivent, espérant les restes. On sait également que les six pattes du poisson sont couvertes de petites bosses qui ressemblent à des papilles gustatives. Cependant, les scientifiques n’avaient pas encore examiné en détail les origines des capacités de l’animal.

L'équipe de Bellono a voulu changer cela et a finalement uni ses forces avec Kingsley et son groupe. Les chercheurs ont placé les poissons dans un aquarium contenant des moules et des capsules d'acides aminés, le tout enfoui sous les sédiments. Les poissons étaient capables de trouver ces objets et de les déterrer avec leurs pattes en forme de pelle. Un examen plus approfondi de ces bosses, appelées papilles, a révélé molécules de récepteurs du goût, spécialisés dans la détection des acides aminés et des produits chimiques produits par les organismes des grands fonds.

Cependant, les résultats les plus intéressants sont survenus après que les chercheurs ont reconstitué leur réserve de merles marins. Ces poissons n'ont pas pu trouver la nourriture enfouie et les chercheurs ont découvert qu'ils avaient accidentellement atteint une autre espèce à pattes : P. evolans. Les pattes de cette espèce étaient plus étroites et manquaient de papilles, ce qui indique que la légèreté et la capacité de goûter avaient évolué indépendamment.

Les scientifiques ont comparé les génomes de 13 espèces de merles du monde entier et ont créé un arbre généalogique évolutif. Cela montre que les jambes nécessaires à la marche sont apparues en premier. Des organes sensoriels se sont ensuite développés sur les pattes de certaines espèces.

Le gène des longues jambes

Après avoir examiné les gènes actifs dans les membres des animaux, les chercheurs se sont concentrés sur un gène appelé tbx3a. Des expériences ont montré qu'il joue un rôle dans la formation d'une patte là où d'autres poissons ont une nageoire. Lorsque les chercheurs ont utilisé l’outil de génie génétique CRISPR – Cas9 pour muter tbx3a chez certains P. carolinus, les poissons ont perdu leurs papilles et la capacité de creuser pour se nourrir.

Tbx3a code pour un type de protéine appelé facteur de transcription. Un seul facteur de transcription régule souvent l’activité de divers gènes, ce qui lui permet d’avoir des effets étendus. Bellono et Kingsley notent qu'il est clair que le tbx3a joue un rôle dans le développement des pattes et la perception du goût. Cependant, les scientifiques ajoutent qu'ils ne savent pas encore quelle mutation a modifié l'activité du tbx3a chez les espèces dotées de pattes sensorielles ni comment elle a donné naissance aux nouvelles capacités du poisson. Une fois qu’ils auront compris cela, dit Kingsley, les chercheurs pourraient théoriquement Édition du génome CRISPR utiliser pour créer les pattes et les organes sensoriels d’un autre poisson.

"Ce sont des résultats vraiment significatifs et intéressants", déclare Thomas Finger, biologiste cellulaire et du développement à la faculté de médecine de l'Université du Colorado à Aurora. Il a été surpris de constater que certaines espèces n'avaient pas la capacité de détecter les produits chimiques, mais il affirme que l'étude a effectivement montré comment cette capacité pouvait évoluer vers un nouveau trait en modifiant un ensemble de gènes existant.

1. Allard, C.A.H. et coll. Curr. Biol. https://doi.org/10.1016/j.cub.2024.08.014 (2024).

2. Herbert, A.L. et al. Curr. Biol. https://doi.org/10.1016/j.cub.2024.08.042 (2024).

3. Silver, WL & Finger, TEJ Comp. Physiol. 154, 167-174 (1984).

4. Bardach, JE & Case, J. Copeia 1965, 194-206 (1965).

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