Au cours de milliers d’années, les poissons des cavernes ont évolué et ont perdu la vue, ce qui leur a valu le surnom de « poissons des cavernes aveugles », mais certains poissons des cavernes ont également développé un nombre démesuré de papilles gustatives sur la tête et le menton.
Dans une nouvelle étude, désormais publiée dans la revue Biologie des communicationsDes scientifiques de l’Université de Cincinnati ont déterminé à quel moment les papilles gustatives commencent à apparaître dans des zones situées au-delà de la cavité buccale.
Pour commencer, les poissons cavernicoles aveugles ont évolué dans des étangs souterrains du nord-est du Mexique. Ils sont rose pâle et presque translucides par rapport à leurs homologues argentés qui vivent dans les rivières et les ruisseaux de surface. Alors que les poissons cavernicoles ont le contour le plus subtil des orbites, les poissons de surface ont d’énormes yeux ronds qui leur donnent une expression perpétuellement surprise.
Malgré les nombreuses différences physiques évidentes, les deux poissons sont considérés comme la même espèce.
« La régression, comme la perte de la vue et de la pigmentation, est un phénomène bien étudié, mais les bases biologiques des caractéristiques constructives sont moins bien comprises », explique l’auteur principal de l’article, le professeur et biologiste de l’UC Joshua Gross, dont le laboratoire est dédié à l’étude de l’évolution et du développement des vertébrés vivant dans les grottes.
Bien que les scientifiques aient découvert dans les années 1960 que certaines populations de poissons cavernicoles aveugles avaient des papilles gustatives supplémentaires (sur la tête et le menton), aucune étude plus approfondie n’a été menée sur les processus développementaux ou génétiques qui expliquent ce trait inhabituel, explique Gross.
Pour déterminer quand les papilles gustatives supplémentaires apparaissent, Gross et son équipe de recherche ont examiné l’espèce Astyanax mexicanus, y compris deux populations distinctes de poissons des cavernes qui vivent dans les grottes de Pachón et de Tinaja, dans le nord-ouest du Mexique, connues pour avoir des papilles gustatives supplémentaires.
L’équipe de recherche a constaté que le nombre de papilles gustatives est similaire à celui des poissons de surface de la naissance à l’âge de 5 mois. Les papilles gustatives commencent ensuite à augmenter en nombre et apparaissent sur la tête et le menton par petites touches, jusqu’à l’âge adulte, vers 18 mois.
Les poissons des cavernes peuvent vivre beaucoup plus longtemps que 18 mois dans la nature et en captivité, et les auteurs soupçonnent que davantage de papilles gustatives s’accumulent continuellement à mesure que le poisson vieillit.
Bien que le moment d’apparition des papilles gustatives soit comparable pour les populations de poissons des cavernes de Pachón et de Tinaja, certaines différences sont apparues en ce qui concerne la densité et le moment de l’expansion, explique Gross. L’autre découverte surprenante de cette étude, dit Gross, est l’architecture génétique de ce trait : « Malgré la complexité de cette caractéristique, il semble que la plupart des papilles gustatives sur la tête soient contrôlées principalement par seulement deux régions du génome. »
L’augmentation est liée au moment où les poissons des cavernes arrêtent de se nourrir d’autres aliments vivants et commencent à rechercher d’autres sources de nourriture, explique Gross, comme le guano de chauve-souris. Il est tout aussi fascinant, dit-il, que l’expansion puisse se produire dans d’autres grottes où il n’y a pas de populations de chauves-souris.
Avec davantage de papilles gustatives, dit-il, les poissons des cavernes ont un sens du goût plus aiguisé, « ce qui est probablement un trait adaptatif ».
« On ne sait toujours pas quelle est la pertinence fonctionnelle et adaptative précise de ce système gustatif augmenté », explique Gross, ce qui a conduit l’équipe à lancer de nouvelles études axées sur le goût, en exposant le poisson à différentes saveurs telles que l’aigre, le sucré et l’amer.
Plus d’informations :
L’architecture spatiotemporelle et génétique des papilles gustatives extra-orales chez les poissons cavernicoles Astyanax, Biologie des communications (2024). Daniel Berning et al., L’architecture spatiotemporelle et génétique des papilles gustatives extra-orales chez les poissons cavernicoles Astyanax, Biologie des communications (2024). DOI: 10.1038/s42003-024-06635-2