Un même poisson à quelques neurones près

L’un est coloré et vit dans les rivières d’Amérique latine, l’autre est aveugle, dépigmenté et habite dans l’obscurité des grottes mexicaines, pourtant ce sont les mêmes poissons : Astyanax mexicanus. Des chercheurs de l’Institut des neurosciences Paris-Saclay (CNRS/Université Paris-Sud) ont recherché les mécanismes embryonnaires à l’origine de leurs différences morphologiques et comportementales.


L’évolution du développement cérébral et ses conséquences comportementales est un sujet majeur pour comprendre comment les vertébrés colonisent les environnements nouveaux. Astyanax mexicanus est un modèle de choix pour aborder cette question.

Ce poisson présente deux morphotypes: une forme d’habitat de surface qui habite les rivières de l’Amérique Centrale et du Sud, et une forme cavernicole composée de plusieurs populations vivant dans l’obscurité totale et permanente des grottes mexicaines. Ces deux formes se sont séparées d’un ancêtre semblable à un poisson de surface il y a moins de 30 000 ans.

Les poissons cavernicoles ont évolué vers des traits régressifs - les plus spectaculaires étant la perte des yeux et de la pigmentation - mais ils ont aussi développé plusieurs traits constructifs tels qu’une mâchoire plus large, plus de papilles et de neuromastes, ou des épithéliums olfactifs plus importants.

Comment les spécimens cavernicoles ont-ils évolué afin de survivre dans un tel environnement - Les chercheurs de l’Institut des Neurosciences Paris-Saclay (CNRS/Université Paris-Sud) ont observé qu’un nombre différent de certains neurones se développait dans l’hypothalamus chez les embryons des deux spécimens. Cette variation naturelle dans le développement cérébral impacte non seulement la morphologie des poissons cavernicoles mais aussi leur comportement.

En intervenant sur le développement neuronal des larves du poisson cavernicole, les chercheurs sont parvenus à leur faire mimer le comportement du poisson de surface. Ce travail révèle donc de nouvelles variations sous-jacentes à l’évolution et à l’adaptation des poissons cavernicoles à leur environnement extrême. Ces variations en nombres de neurones trouvent leur origine dans des processus embryonnaires très précoces, qui se produisent pendant les dix premières heures après la fécondation. Ces résultats ont été publiés dans la revue eLife.

Référence :
Developmental evolution of the forebrain in cavefish, from natural variations in neuropeptides to behavior, Alexandre Alié, Lucie Devos, Jorge Torres-Paz, Lise Prunier, Fanny Boulet, Maryline Blin, Yannick Elipot et Sylvie Rétaux, eLife, 6 février 2018. doi.org/10.7554/eLife.32808
et une seconde étude parue dans la revue, le 6 février 2018
Hypocretin underlies the evolution of sleep loss in the Mexican cavefish, James B Jaggard Bethany A Stahl Evan Lloyd David A Prober Erik R Duboue Alex C Keene, eLife, 6 février 2018. doi.org/10.7554/eLife.32637