Un poisson intrigant, le pettirosso de mer, utilise ses appendices uniques pour explorer son environnement sous-marin. Récemment, des chercheurs ont découvert que ces petites « pattes » jouent un rôle crucial non seulement dans sa locomotion, mais aussi dans la détection et l’évaluation de ses proies dissimulées dans le sable.
Le pettirosso de mer (Prionotus carolinus) est un poisson qui vit dans les mers peu profondes de l’Atlantique occidental, le long de la côte des États-Unis (de New York au Cap Hatteras, en Caroline du Nord).
“Il s’agit d’un poisson à qui sont poussées les pattes, utilisant les mêmes gènes qui contribuent au développement de nos membres et qui a ensuite réadapté ces pattes pour trouver des proies en utilisant les mêmes gènes que ceux que notre langue utilise pour savourer la nourriture : vraiment incroyable”, a affirmé Nicholas Bellono, biologiste moléculaire à l’Université de Harvard à Cambridge, dans le Massachusetts, co-auteur des études avec David Kingsley, biologiste du développement à l’Université de Stanford et d’autres collègues, évoquant la découverte du groupe.
En étudiant le comportement de certains pettirosses en laboratoire, placés dans des bacs contenant de l’eau et du sable, les chercheurs ont d’abord observé que ceux de l’espèce Prionotus carolinus étaient capables de trouver avec précision certaines capsules cachées sous le sable, contenant de l’extrait de moules, les distinguant de celles contenant uniquement de l’eau de mer. Les pettirosses d’une autre espèce, connue sous le nom de Prionotus evolans, ne creusaient pas et ne parvenaient pas à trouver les capsules enfouies.
Le groupe a donc émis l’hypothèse que les pattes de P. carolinus permettaient à ces poissons non seulement de se déplacer rapidement, mais aussi de localiser les proies cachées dans le fond, comme l’ont confirmé les observations ultérieures. “Les pattes des pettirosses sont recouvertes de papilles sensorielles, chacune recevant une dense innervation des neurones sensibles au toucher”, ont précisé les chercheurs. “Les papilles ont également des récepteurs gustatifs et présentent une sensibilité chimique qui pousse les pettirosses à creuser.” Les pattes de P. evolans, en revanche, n’étaient ni innervées ni recouvertes de protubérances sensorielles, ce qui explique pourquoi ces poissons ne creusaient pas et ne reconnaissaient pas l’extrait de moules contenu dans les capsules.
“Au départ, nous avons été surpris par les pattes, qui sont partagées par tous les pettirosses de mer et qui rendent ces poissons différents de la plupart des autres espèces aquatiques”, a ajouté Kingsley. “Nous avons ensuite été étonnés de voir à quel point les différentes espèces de pettirosses diffèrent les unes des autres dans les structures sensorielles présentes sur les pattes. Le système montre donc de multiples niveaux d’innovation évolutive, depuis les différences entre les pettirosses et la plupart des autres poissons, jusqu’aux différences entre les espèces de pettirosses qui varient en tout, de la structure aux organes sensoriels, jusqu’au comportement.”
Les papilles et les récepteurs gustatifs sur les pattes
Grâce à des études supplémentaires sur le développement, les chercheurs ont confirmé que les papilles présentes sur les pattes des pettirosses marins représentent une innovation évolutive fondamentale pour l’espèce, leur permettant de prospérer dans le fond marin de manière que d’autres animaux ne peuvent pas.
Les analyses des bases génétiques des pattes de ces poissons, rapportées dans la deuxième étude, ont mené à l’identification d’un ancien facteur de transcription conservé, appelé tbx3a, comme un déterminant essentiel du développement des pattes sensorielles des pettirosses.
Des expériences d’édition génétique ont donc confirmé que le développement dépend de ce gène régulateur, qui joue également un rôle critique dans la formation des papilles sensorielles et dans le comportement de creusage. “Bien que de nombreux traits semblent nouveaux, ils sont souvent construits à partir de gènes et de modules qui existent depuis très longtemps”, a conclu le Dr Kingsley. “C’est ainsi que fonctionne l’évolution : en bricolant d’anciens morceaux pour construire des choses nouvelles.”