Presque tous les très variés, les poissons colorés qui peuplent les récifs coralliens commencent leur vie comme minuscules, incolore, des larves ressemblant à des têtards. Distinguer les uns des autres est presque impossible - même pour les experts - et cela représente un défi difficile pour ceux qui étudient l'écologie des récifs. le professeur Rotem Sorek de l'Institut des sciences Weizmann ; Prof. Roi Holzman de l'École de zoologie et du Musée d'histoire naturelle Steinhardt, Université de Tel-Aviv ; et le Dr Moshe Kiflawi de l'Université Ben Gourion ont maintenant produit un moyen de comprendre précisément quelles espèces de larves sont présentes dans l'eau autour des récifs. Leur étude, qui impliquait un « codage à barres » génétique de presque toutes les espèces de poissons du golfe entre Eilat et Aqaba, non seulement montré quelles larves se trouvaient dans le golfe, mais combien de chacun nageaient autour, à quelle époque de l'année et à quelles profondeurs. Cette étude a été récemment publiée dans la revue Écologie et évolution de la nature .

« La compréhension des types et de la répartition des larves est importante pour un certain nombre de raisons, " dit Holzman. Lui et Kiflawi sont chercheurs résidents à l'Institut interuniversitaire des sciences de la mer (IUI) à Eilat. ce ne sont que les larves qui se dispersent, baigné par les courants et les flux, tandis que les poissons de récif adultes ont tendance à rester près de leur récif d'origine. Aux écologistes marins qui surveilleraient les larves, ils font partie intégrante de l'écosystème - ainsi que de son avenir. Et comme le nombre de larves peut révéler quelque chose sur les populations potentielles de poissons adultes, leur suivi pourrait également être utile à la gestion des pêches.

Les chercheurs ont utilisé le navire de recherche de l'IIU, qui est équipé d'un équipement sophistiqué qui peut échantillonner des larves à des profondeurs déterminées. Ils ont échantillonné les larves deux fois par mois au cours d'une année complète à divers sites et profondeurs près des deux côtes du golfe étroit ainsi que dans son centre profond. "Nous en avons eu plus de 10, 000 larves échantillonnées, " dit Kiflawi, "mais les techniques actuelles consistent à inspecter les larves au microscope et à compter leurs épines - ce qui peut indiquer la famille taxonomique, mais pas l'espèce, et prend aussi beaucoup de temps. Heureusement, nous en avions discuté avec Sorek qui visitait alors l'IIU."

Le laboratoire de Sorek dans le département de génétique moléculaire de l'institut Weizmann traite normalement différents génomes - ceux des bactéries. "Je pensais que les techniques de la recherche génomique que nous employons dans mon laboratoire pourraient déterminer l'identité des larves en séquençant un "code-barres" de leurs génomes, " dit-il. L'étudiante en recherche Naama Kimmerling du laboratoire de Kiflawi, La chercheuse Tamara Gurevitch du laboratoire de Holzman, l'étudiant chercheur Omer Zuqert et les scientifiques du personnel Dr Gil Amitai et Sarah Melamed du laboratoire de Sorek, avec leurs groupes de recherche et collègues, adapté ces techniques à l'identification des larves de poissons.

"Mais avant de pouvoir appliquer la méthode, " dit Sorek, "nous avons dû créer une base de données de 'codes-barres' pour tous les poissons de récif du golfe. C'était un exploit en soi. Pour cela, les membres de l'équipe ont commencé à plonger dans le golfe pour couper les nageoires de poissons adultes en vue d'une analyse ADN. Finalement, nous avons réussi à créer une base de données de codes-barres pour environ 80 % des principales espèces de poissons (420 sur environ 540) connues pour fréquenter le récif. espèce. la technique de "marquage" très précise a de nombreuses utilisations dans le monde de la recherche biologique; c'était un moyen incontestable de faire correspondre les larves à leurs formes adultes.

Le séquençage des génomes larvaires a été réalisé dans les installations avancées du Stephen and Nancy Grand Israel National Center for Personalized Medicine sur le campus Weizmann. Jusqu'à maintenant, l'utilisation de codes-barres pour analyser de grands échantillons s'est révélée peu pratique. Mais dans cette étude, tout l'ADN de chaque échantillon a été séquencé ensemble à l'aide d'une technique de « métagénomique », si l'échantillon contenait un individu ou 500 larves. "Nous avons inventé une 'astuce' qui fait correspondre les images des larves à leur séquence d'ADN, " dit Sorek, "et cela nous a permis de dire exactement combien de larves individuelles de chaque espèce se trouvaient dans l'échantillon. Mais pour obtenir celle-là pour chacune, nous avons dû séquencer des milliards de bases d'ADN."

Tout à fait, l'équipe a séquencé les génomes d'une dizaine, 000 larves dans 400 échantillons différents. Finalement, ils ont créé une sorte de carte qui pourrait leur dire, espèce par espèce, combien pourrait-on en trouver, à quelle période de l'année, à quel endroit et à quelle profondeur.

"Parce que nous pouvions maintenant analyser des milliers de larves à une résolution beaucoup plus fine qu'auparavant, " dit Kiflawi, « nous pourrions maintenant zoomer sur les différences écologiques entre les espèces. Si les larves d'une famille de poissons avaient été présumées vivre à la fois dans les eaux peu profondes et profondes, nous pouvons maintenant voir que certaines espèces de la famille préfèrent les eaux peu profondes, tandis que d'autres préfèrent les eaux plus profondes - une différence qui peut affecter leur survie et leur dispersion."

Les résultats ont également résolu plusieurs mystères - par exemple, l'invasion en Méditerranée d'un petit poisson-globe connu sous le nom de Blaasop épineux. Les poissons adultes vivent à des profondeurs de plusieurs centaines de mètres, pourtant ils traversent vraisemblablement le canal de Suez, qui n'a qu'une profondeur d'environ 25 mètres. L'étude montre que les larves peuvent habiter dans les bas-fonds, et ce sont probablement ceux-ci qui se sont déplacés le long des voies de navigation. L'échantillonnage a également permis de découvrir des larves de poissons que l'on trouve plus au sud dans la mer Rouge, mais pas dans le golfe. Cette découverte a soulevé de nouvelles questions sur les raisons pour lesquelles ces larves n'atteignent pas l'âge adulte là-bas.

Sorek :« Bien que le processus initial ait été un peu ardu, nous disposons désormais d'un excellent outil de suivi de la santé de l'écosystème récifal, et d'autres chercheurs sur les récifs pourraient emboîter le pas."