Les signaux d'alarme chimiques détectés par un type de poisson d'eau douce juvénile originaire d'Amérique centrale entraînent des augmentations notables dans certaines régions de leur cerveau. C'est selon de nouvelles recherches menées par deux universitaires de Concordia.

L'article a été publié dans les Proceedings of the Zoological Society par Grant Brown, professeur de biologie à la Faculté des arts et des sciences, et son ancien étudiant Braeden Donaldson, MSc 18. Ils y écrivent que les cichlidés juvéniles condamnés qui sont exposés à plusieurs reprises à des signaux d'alarme à haut risque sur une période de deux semaines ont des cerveaux qui sont en moyenne 16% plus gros que ceux d'un groupe à faible risque. La croissance, notent-ils, est particulièrement visible dans des régions spécifiques du cerveau :le groupe à haut risque avait en moyenne des bulbes olfactifs 20 % plus grands, des bulbes optiques 21 % plus grands et un hypothalamus 18 % plus grand.

Les chercheurs ont également découvert que lorsque les signaux d'alarme étaient supprimés, le cerveau du groupe à haut risque retrouvait une taille comparable à celle observée dans le groupe à faible risque après 11 jours.

"Nous savons, sur la base de nos recherches précédentes, que nous observerons des changements dans le comportement des poissons juvéniles après 14 jours d'exposition à des signaux à haut risque. La prochaine étape consistait à voir ce qui se passait dans le cerveau", explique Donaldson, qui poursuit actuellement son doctorat. à l'Université de Victoria. "Nous voulions voir s'il existait une réponse neuroplastique sous-jacente en corrélation avec ces changements de comportement. Nous avons constaté qu'il y en avait."

Le coût élevé de la neurogenèse

Les chercheurs ont assigné au hasard des cichlidés âgés de 86 jours à l'un des deux groupes de traitement. Chaque groupe était composé de cinq bassins contenant des bancs de 28 poissons. Un groupe a été exposé à une solution à base de peau traitée de cichlidés condamnés euthanasiés. Cela a été considéré comme le groupe à haut risque.

Comme de nombreuses autres espèces de proies aquatiques, les cichlidés condamnés libèrent un signal chimique lorsque leur peau ou leurs viscères sous-jacents sont endommagés. Cela sert d'avertissement fiable et honnête de la présence d'une menace de prédation. La peau endommagée a été traitée pour créer un extrait de signal d'alarme, qui suscite un comportement anti-prédateur. Le groupe à haut risque a été exposé à cet extrait trois fois par jour pendant 14 jours, simulant des événements de prédation à proximité. Les chercheurs ont introduit une quantité similaire - 10 millilitres - d'eau distillée dans le groupe à faible risque, pour contrôler la perturbation environnementale. À la fin de la période de 14 jours, la moitié des poissons ont été retirés de chacun des 10 bassins pour analyse.

Les poissons restants ont été conservés dans leurs réservoirs et non exposés à d'autres perturbations pendant 11 jours supplémentaires jusqu'à ce qu'ils soient également retirés pour analyse.

Les résultats ont montré que le cerveau des poissons se développe lorsqu'ils sont exposés à plusieurs reprises à des signaux de prédation, mais revient lorsque ces signaux sont supprimés. Les chercheurs ne peuvent pas déterminer si la réversion est due à un ralentissement de la croissance cérébrale ou si c'est le résultat du rattrapage du reste du corps du poisson maintenant qu'il a plus d'énergie.

"Nous avions prédit cette inversion parce que la neurogenèse - la production de neurones dans le cerveau qui provoque sa croissance - est énergétiquement très coûteuse", explique Brown. Si un animal n'a pas besoin de produire des neurones supplémentaires comme mécanisme de survie, il utilisera cette énergie pour croître en taille, en force et en maturité sexuelle. Ceci, affirme Brown, suggère une neuroplasticité réversible. L'étude s'ajoute au travail de Brendan Joyce, un Ph.D. étudiant du laboratoire de Brown, qui a montré des changements morphologiques similaires chez le ventre rouge adulte et le saumon atlantique juvénile.

"Il y a vingt ans, les biologistes de l'évolution examinaient les décisions comportementales et disaient :'L'animal fera ceci ou cela.' Mais c'est plus probablement le cas de "l'animal peut faire ceci ou cela", selon les signaux environnementaux qu'il reçoit", ajoute Brown. "Les variations de l'environnement, de la disponibilité de la nourriture, de l'accouplement, de la prédation - tout cela prend en compte et façonne la façon dont un animal répartit son énergie. Et c'est l'idée de plasticité." + Explorer plus loin

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