Terence Barry, scientifique senior en sciences animales, montre l'un des nombreux réservoirs de poissons à l'étude au Laboratoire des sciences et de l'ingénierie de l'eau, où il étudie l'aquaculture et la réponse au stress chez les poissons. Crédit :Jeff Miller
Les scientifiques savent depuis des années que lorsque certains poissons sentent que les prédateurs mangent des membres de leur espèce, ils essaient de quitter la scène du crime et de nager vers des eaux plus sûres. Ce comportement sensible est exactement ce que l'évolution devrait produire.
Maintenant, un groupe de l'Université du Wisconsin-Madison a montré une seconde, résultat tout aussi sensible de la pression évolutive appelée prédation :une croissance plus rapide chez les poissons survivants.
Gros poisson, explique le directeur du laboratoire Terence Barry, scientifique senior en sciences animales à l'UW, sont plus difficiles à manger pour le prédateur.
La découverte, maintenant publié en ligne dans le Journal de biologie des poissons résulte de la tentative de Barry de tirer le meilleur parti d'une mauvaise situation. "J'essayais une nouvelle méthode pour élever des larves de perchaude, qui sont difficiles à élever, " il dit, "et j'en ai eu 2, 000 petits, Poisson de 2 grammes dans l'aquarium. Ma perche était prête à vendre, mais environ la moitié avait une déformation de la colonne vertébrale, probablement dû à une carence nutritionnelle, et j'ai décidé de nourrir ces poissons à quelques gros dorés que nous élevions."
Jusque là, le procédé était standard dans le domaine de l'aquaculture, où la vente de poisson et la recherche de nourriture pour les poissons prédateurs sont une évidence.
Ce qui s'est passé ensuite n'était pas standard du tout, dit Barry. "Un étudiant est venu me voir trois semaines plus tard (et m'a dit), « Avez-vous vu ces poissons ? » A l'oeil nu, les perches qui n'ont pas été mangées étaient environ deux fois plus grosses que prévu. Je pensais, 'Que se passe t-il ici?'"
Un échantillon de sang est prélevé sur une perchaude. Crédit :Jeff Miller
Pakou Yang, qui était dans le laboratoire dans le cadre du programme PEOPLE de l'université, a entrepris l'expérience. Dans un essai, les odeurs de dorés prédateurs mangeant la perchaude se sont déversées dans un autre réservoir contenant des alevins de perchaude – et ces poissons ont grandi plus rapidement.
La cause devait être quelque chose dans l'eau, Barry dit, "mais cela ne venait pas seulement des dorés eux-mêmes, puisque la croissance rapide ne s'est produite que lorsque le doré mangeait de la perche chaque jour et que la perche et le doré partageaient leur approvisionnement en eau. »
Une enquête plus approfondie a montré que la cause était une phéromone qui pourrait être libérée de la peau de la perche, les excréments ou l'urine du doré jaune, ou même des hormones de stress qui s'échappaient du perchoir dans l'eau. Les phéromones sont des substances chimiques qui provoquent des changements comportementaux spécifiques, généralement à faible dose, dans les organismes qui les ressentent.
Barry, qui a grandi à Madison, a un B.S. en zoologie et un doctorat. en endocrinologie de l'UW-Madison. Il a servi dans le Peace Corps dans la nation du Pacifique occidental de Samoa et a élevé la perchaude dans sa ferme piscicole à Poy Sippi, Wisconsin, pour 10 ans.
La découverte s'appuie sur l'image des "substances d'alarme" d'origine hydrique qui sont libérées pendant la prédation. Non seulement pourraient-ils disperser les poissons proies et, dans le cas d'une espèce de carpe, les faire devenir trop larges pour s'adapter à la bouche d'un prédateur. Maintenant, la substance provoquait une croissance plus rapide en longueur et en poids.
"Personne n'avait montré que le poisson deviendrait gros, et c'était génial, mais reste, ce n'était qu'une expérience, " Barry dit, « alors nous avons mis en place cinq traitements et avons vu plus ou moins exactement la même chose. »
Caroline Barry, un spécialiste de la recherche en sciences animales, prélève un échantillon sur une perchaude sous le regard du chercheur postdoctoral Paul Hoppe. Crédit :Jeff Miller
La croissance de la perche s'est accélérée même si le doré jaune a mangé des têtes-de-boule, mais le phénomène n'est pas apparu chez les dorés pris par le grand brochet, peut-être parce que le doré jaune est moins souvent victime de prédateurs que la perche.
Les expériences ne prouvent pas la base évolutive du phénomène, mais fuir et devenir trop gros pour un prédateur ont tous deux un sens en termes de survie de l'espèce, dit Barry.
"Dans l'eau, la perche survivante grandit deux fois plus vite, parce qu'ils sentent quelque chose qui signale la présence de prédateurs, " dit Barry. " Nous savons que la communication chimique est très répandue chez les poissons. Lorsqu'un mâle sent une femelle prête à frayer, il y a une augmentation de l'hormone hypophysaire gonadotrophine, qui se lie aux testicules, les obligeant à produire de la testostérone, conduisant à la production de spermatozoïdes. Nous pensons qu'une chose similaire peut se produire ici où la phéromone favorisant la croissance provoque une augmentation de l'hormone de croissance hypophysaire.
Barry dit que la perchaude pousse trop lentement pour intéresser la plupart des piscicultures mais, "si nous pouvons accélérer la croissance, il a beaucoup de potentiel commercial. » Il a déposé une divulgation auprès de la Wisconsin Alumni Research Foundation couvrant l'utilisation de phéromones pour augmenter la croissance des poissons; un dépôt de brevet est attendu.
Barry, Paul Hoppe, un doctorat étudiante en endocrinologie de la reproduction, et ses collègues émettent l'hypothèse que le sulfate de chondroïtine peut être le signal chimique.
Trouver ce genre de réaction stimulus-réponse est satisfaisant, puisque la réponse a tellement de sens, dit Barry. "Nous ne cherchions pas ce phénomène, mais nous savons que sous l'eau, les produits chimiques voyagent plus loin que la lumière. Les poissons ne peuvent pas survivre sans communication chimique."
