Cichlidés de l'espèce Perissodus microlepis endémique du lac Tanganyika en Afrique. Crédit :Université de Constance
Aux humains, être droitier ou gaucher joue un rôle important. La majorité des gens sont droitiers, alors que seulement environ 3% des personnes utilisent naturellement aussi bien les deux mains. Préférer un côté du corps à un autre n'est pas propre à l'homme :le phénomène se produit également dans le règne animal, par exemple chez les grands singes ou les oiseaux, bien que leur « maniabilité » ne soit généralement pas aussi évidente que chez les humains.
La "maniabilité" est particulièrement prononcée chez les cichlidés de l'espèce Perissodus microlepis, endémique du lac Tanganyika en Afrique. Ce cichlidé est hautement spécialisé, vivant exclusivement sur les écailles d'autres poissons obtenues d'un seul côté du corps de leurs proies. Lors de la chasse, non seulement les poissons individuels affichent une prédilection prononcée pour attaquer leurs proies dans une direction, cette préférence se reflète également dans la forme de leur tête. De nombreux individus de ce cichlidé ont des mâchoires asymétriques qui se plient vers la gauche ou la droite.
Des biologistes de l'Université de Constance ont examiné la relation entre la préférence des cichlidés pour un côté, la structure de leur cerveau et leur expression génique. Une équipe dirigée par le professeur Axel Meyer, Professeur de zoologie et de biologie évolutive à l'Université de Constance, a pu démontrer que la préférence pour un côté dans le comportement alimentaire de l'animal est en corrélation avec une asymétrie correspondante des hémisphères cérébraux, ainsi que l'expression inégale des gènes entre les hémisphères. Les résultats de la recherche ont été publiés dans le numéro actuel de Biologie et évolution du génome .
"Notre recherche nous aide à mieux comprendre la latéralité et les asymétries hémisphériques. Nous espérons que nos résultats contribueront également à approfondir notre compréhension de la latéralité chez l'homme, " explique le biologiste de Constance Dr Ralf Schneider, qui, avec le Dr Hyuk Je Lee, est l'un des principaux auteurs de l'étude.
Dans leur étude, les biologistes ont documenté la préférence pour un côté d'environ 40 cichlidés individuels, suivi d'un examen de leur cerveau. "Nous avons trouvé une nette asymétrie dans le cerveau des animaux, en particulier dans la région du cerveau Tectum Opticum. Cependant, cette asymétrie n'était présente que chez les individus qui affichaient une nette préférence pour un côté lors de la chasse, " dit Ralf Schneider. Le Tectum Opticum est la région du cerveau responsable du traitement de la vision. Dans les cichlidés respectifs, l'hémisphère du Tectum Opticum qui contrôle l'œil du côté préféré du corps était plus fortement développé que l'autre. Les individus qui n'affichaient pas de préférence marquée pour un côté présentaient une plus grande symétrie au sein du Tectum Opticum. La même chose s'est avérée vraie pour d'autres régions du cerveau des animaux. "C'est intéressant car cela suggère une relation fonctionnelle entre la forme du cerveau et la latéralité comportementale, " dit Schneider.
Alevins de cichlidés avec mâchoire courbée. Crédit :Université de Constance
Des analyses des gènes (profilage de l'expression génique) dans plusieurs parties du cerveau ont montré quels gènes ont tendance à être exprimés plus fortement dans les régions respectives du cerveau. Les analyses ont révélé des schémas similaires à ce que les chercheurs avaient trouvé dans les structures cérébrales des poissons :dans la seule région de Tectum Opticum, jusqu'à 140 gènes ont montré une activité différente dans les deux hémisphères - correspondant à la préférence des animaux pour un côté, l'activité des gènes dans les hémisphères respectifs du cerveau a augmenté ou diminué. La correspondance la plus prononcée a été déterminée pour le gène synucléine gamma alpha (sncga) - un résultat particulièrement intéressant car des études antérieures sur le poisson zèbre ont montré que ce gène est exprimé principalement dans ce qu'on appelle l'habenula, une partie du cerveau qui est asymétrique chez tous les vertébrés, y compris les humains. Outre la synucléine gamma alpha, une gamme d'autres gènes, dont certains sont associés à la prédominance et à la schizophrénie chez l'homme, ont montré des modèles d'expression dans les hémisphères cérébraux des cichlidés qui suggèrent un lien avec la latéralité. Il y a des raisons de croire que certaines asymétries dans le cerveau des vertébrés pourraient avoir leur origine dans l'asymétrie de l'habenula. La préférence des cichlidés pour se nourrir d'écailles d'un seul côté du corps de leur proie, ainsi que les formes asymétriques de leur tête et de leur cerveau, probablement évolué en raison du développement extrêmement rapide de la régulation des gènes « spécifique à un côté » dans leur cerveau, suggèrent les biologistes.