Pourquoi Nemo a trois bandes blanches : l’énigme enfin résolue !

Le papa de « Nemo » le plus connu des poissons à trois bandes. Disney Pixar

Les poissons coralliens sont connus pour leur grande diversité de couleurs et de motifs plus étonnants les uns que les autres. On peut citer par exemple le poisson-papillon à bec à bandes jaunes et blanches Paracanthurus hepatus (Chelmon rostratus) qui possède un œil noir sur son corps ou bien le poisson baliste-Picasso dont le nom est lié à ses couleurs vives et aux dessins qu’il possède sur ses flancs.

Myriade de couleurs chez les poissons coralliens. À gauche le poisson à bec, et à droite le poisson baliste-Picasso. J. E. Randall, Author provided

Parmi ces poissons coralliens, on retrouve aussi le fameux Nemo : poisson-clown star du film d’animation des studios Pixar « le monde de Némo ». Ce petit poisson-clown qui vit en symbiose avec l’anémone de mer est très reconnaissable grâce à son corps orange vif parcouru de larges bandes blanches.

Comment expliquer la myriade de couleurs et motifs arborés par les poissons coralliens ? Comment se forment ces motifs ? Quel est le rôle de ces couleurs ? Notre équipe de chercheurs de l’Observatoire de Banyuls-sur-Mer (France) et de l’Université de Liège (Belgique) ont décidé de s’intéresser à ces questions en étudiant le poisson-clown et ses cousins.

Némo, alias Amphiprion ocellaris, appartient au groupe des poissons-clowns qui compte une trentaine d’espèces. Leur patron de coloration est caractérisé par une robe jaune, orange, brun ou noir avec des bandes blanches verticales composées de cellules réfléchissant la lumière appelées iridophores.

En plus d’autres caractères morphologiques, les espèces de poissons-clowns se distinguent par leur nombre de bandes blanches et la couleur de leur robe. Ainsi, certaines espèces n’ont aucune bande blanche verticale, comme Amphiprion ephippium ; d’autres n’en possèdent qu’une, comme Amphiprion frenatus ; ou alors ils en arborent deux comme Amphiprion sebae ; ou trois comme chez Amphiprion ocellaris, le fameux Némo. Nous avons donc voulu comprendre d’où venait cette diversité de patron de coloration chez les poissons-clowns. Qu’est-ce qui peut expliquer cette différence de nombre de bandes entre ces espèces ?

Quatres espèces de poissons-clowns illustrant les quatre patrons de colorations existants chez les poissons-clowns. De haut en bas- de gauche à droite : Amphiprion ephippium, Amphiprion frenatus, Amphiprion bicinctus et Amphiprion ocellaris. J. E. Randall, CC BY

Comptons les bandes

Pour comprendre le mécanisme menant à la diversité des patrons de pigmentation, chaque poisson a été groupé selon son nombre de bandes verticales. Des analyses intégrant l’histoire évolutive des poissons-clowns ont révélé que leur ancêtre commun possédait 3 bandes blanches, et qu’au cours de leur diversification, des lignées de poissons-clowns ont perdu successivement la bande de la queue, puis celle du corps et enfin celle de la tête donnant ainsi quatre combinaisons : trois bandes (tête, corps et queue), deux bandes (tête et corps), une bande (tête seule) ou aucune bande. Il y a donc une diversité visiblement contrainte. Il semble que les mécanismes biologiques ne permettent pas d’avoir par exemple une espèce qui aurait une bande sur la queue et une sur la tête.

Une perte des bandes au cours de l’évolution

Pour comprendre ce mécanisme, nous nous sommes intéressés au développement de deux espèces ayant deux patrons de coloration différents à l’âge adulte : A. ocellaris qui présente trois bandes et A. frenatus qui n’a qu’une bande sur la tête.

Les bandes chez A. ocellaris apparaissaient dans un ordre bien défini au cours de sa transformation de larve à jeune adulte : d’abord celle de la tête, puis celle du corps et enfin celle de la queue. C’est-à-dire dans l’ordre inverse de celui de la disparition observée au cours de l’évolution !

Seconde observation très étonnante : A. frenatus présente le même développement que A. ocellaris à l’état larvaire, il y a l’apparition successive de trois bandes blanches de la tête à la queue alors que les individus adultes n’en possèdent qu’une ! Ces bandes surnuméraires sont ensuite perdues dans un ordre également séquentiel identique à celui de l’évolution (de la queue vers la tête).

Ces résultats suggèrent ainsi que la perte chronologique des bandes au cours de l’évolution a été contrainte par la séquence d’apparition des bandes au cours du développement et qu’il y a un lien très profond entre phylogenèse (histoire évolutive) et ontogenèse (développement de l’individu). Cela conduit à l’hypothèse que la formation des bandes est contrôlée par un mécanisme génétique très précis et dépendant de la polarité antéro-postérieure du poisson. Ces mécanismes restent encore à découvrir.

Finalement, à quoi servent ces bandes ?

Pour répondre à cette question, nous avons comparé la diversité des patrons de bandes blanches rencontrée chez des communautés naturelles de poissons-clowns avec la diversité observée chez des communautés où la diversité des patrons de bandes blanches serait distribuée totalement au hasard.

Grâce à ces simulations, nous avons pu montrer que la probabilité d’avoir des espèces de poissons-clowns avec le même nombre de bandes dans la même région était très rare.

Plusieurs facteurs écologiques peuvent influer cette distribution non aléatoire et il est très probable que le nombre de bandes blanches joue un rôle de signal permettant aux espèces de se reconnaître mutuellement. Cette reconnaissance est primordiale dans l’organisation sociale de ces poissons vivant dans des anémones et où peuvent se côtoyer plusieurs espèces. Cette reconnaissance permet également bien évidemment au papa de Némo de le retrouver à l’autre bout de l’océan !

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