• Zoologie: l’évolution des structures protectrices de la peau chez les poissons a pu être reconstituée en remontant à l'ancêtre commun des poissons à nageoires rayonnées! ____¤202103

     

    Une étude, dont les résultats intitulés «From scales to armor: Scale losses and trunk bony plate gains in ray‐finned fishes» ont été publiés dans la revue Evolution Letters, a permis de reconstituer l’évolution des structures protectrices de la peau chez les poissons, en remontant à l'ancêtre commun des poissons à nageoires rayonnées, il y a plus de 420 millions d’années. Il est ainsi apparu que seuls les poissons ayant perdu leurs écailles pouvaient développer une cuirasse osseuse, et que l’état de protection de leur peau influait sur le choix de leur habitat en eau pleine ou dans les fonds marins.

     

    Relevons tout d'abord que «les poissons à nageoires rayonnées, comme les poissons-chats ou les poissons rouges, constituent la lignée la plus diversifiée de vertébrés sur Terre, avec pas moins de 25000 espèces, soit la moitié des vertébrés de la planète. Ces espèces de poissons, «bien loin de se cantonner aux écailles», peuvent également «avoir la peau totalement nue ou constituée d’une cuirasse osseuse parfois recouverte de dents, comme certains poissons-chat par exemple».

     

    En vue de découvrir «comment a évolué la structure protectrice de la peau chez ces poissons», l'étude ici présentée a «utilisé un arbre évolutif des poissons qui recense 11600 espèces» et, pour «reconstituer les caractères ancestraux des espèces», en parallèle, elle a travaillé «avec un second arbre de 304 espèces, qui établit avec précision les liens de parenté». L'objectif était de pouvoir répondre à deux questions: «Quel type de protection les poissons ont-ils sur leur peau? Et vivent-ils en pleine eau ou dans les fonds marins?».

     

    En faisant appel à des modèles mathématiques, cette étude a reconstruit «l’état ancestral le plus probable et au fur et à mesure qu'elle remontait dans l’arbre généalogique, elle a «reconstitué les transitions entre les trois types de peau et observé si ceux-ci avaient conditionné leur habitat»: elle a ainsi «pu remonter jusqu’à l'ancêtre commun des poissons à nageoires rayonnées, il y a plus de 420 millions d’années, qui lui, avait des écailles».

     

    Au bout du compte, «en analysant les étapes de transition», cette étude a identifié «plusieurs lignées de poissons qui ont perdu leurs écailles, mais à différents endroits de l’arbre» de sorte qu'il n’y a «pas de coïncidence temporelle à cette évolution». En outre, il a été observé que «lorsqu’une lignée de poissons a perdu ses écailles, elle ne peut pas les retrouver», alors que «certains de ces poissons nus» ont pu développer «par la suite des plaques osseuses recouvrant en partie ou la totalité leur corps, formant une cuirasse solide».

     

    Il reste maintenant à «découvrir le mécanisme génétique sous-jacent, qui probablement ne permet plus un retour en arrière, au stade écailles, mais rend possible la constitution d’un squelette externe de compensation». En fait, «il ne semble pas possible de passer directement d’une peau à écailles à une peau cuirassée, ni d’avoir un mélange de ces deux structures».

     

    L'étude a, enfin, constaté «que le changement d’état de la peau conditionnait le lieu d’habitation»: concrètement, «plusieurs espèces de poissons qui ont perdu leurs écailles ont quitté les eaux pleines dans lesquelles ils vivaient pour les fonds marins, trouvant certainement un avantage à évoluer dans ce nouveau milieu». C'est une préadaptation: «les poissons perdent leurs écailles, changent d’environnement et y trouvent des avantages».

     

    Cependant, «comme cette séquence s’est répétée indépendamment dans plusieurs groupes de poissons», l'étude en déduit «qu’une peau sans écailles présente un vrai avantage pour vivre sur le fond». En tout cas, «une fois qu’une lignée de poissons s’établit dans les fonds marins, elle ne remonte plus en pleine eau, même si elle développe par la suite une cuirasse osseuse».

     

    Deux hypothèses, la respiration et la défense immunitaire, sont avancées pour expliquer ce 'déménagement'. En effet, comme «les poissons respirent par leurs branchies, mais aussi par leur peau», une peau nue «permet l’amélioration des échanges gazeux dans une eau peu oxygénée en accroissant la surface respiratoire». D'autre part, «de récentes études ont démontré que la défense immunitaire contre les virus et les bactéries, très présents dans les fonds marins, était plus efficace lorsque la peau n’avait pas d’écailles».

     

     


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