Les rayonnements adaptatifs représentent une ramification rapide dans l'arbre de la vie et sont reconnus comme des moteurs essentiels de la biodiversité. Les études sur eux sont essentielles pour comprendre les mécanismes qui entraînent la spéciation, la diversification et de nombreux processus écologiques et évolutifs associés. Lors des radiations adaptatives, les traits liés à l'isolement écologique et reproductif jouent un rôle majeur dans le façonnement de la biodiversité.

Les cyprinidés endémiques d'Asie de l'Est, appelés Xenocyprididae (Teleostei :Ostariophysi :Cypriniformes), sont un assemblage naturel de poissons d'eau douce qui a rapidement évolué en Asie orientale. Le rayonnement évolutif des cyprinidés endémiques d'Asie de l'Est a été proposé comme évoluant par un changement des habitudes de frai, impliquant une transition d'œufs semi-flottants à des œufs adhésifs en réponse à la formation d'un système de rivière-lac réticulé. Cependant, les mécanismes moléculaires qui sous-tendent les changements marqués des habitudes de ponte dans ce rayonnement adaptatif restent inexplorés.

Dans une étude publiée dans Research , un groupe de recherche dirigé par le professeur Xie Ping de l'Institut d'hydrobiologie (IHB) de l'Académie chinoise des sciences a illustré les nouveaux mécanismes moléculaires associés à l'hydratation et à l'adhésivité des œufs de poisson d'eau douce, et identifié les mécanismes moléculaires critiques impliqués dans le rayonnement adaptatif de cyprinidés endémiques d'Asie de l'Est.

Les chercheurs ont comparé les œufs semi-flottants de six espèces représentatives (Cuter alburnus-B, Hypophthalmichthys molitrix, H. nobilis, Ctenopharyngodon idella, Mylopharyngodon piceus et Squaliobarbus curriculus) avec les œufs adhésifs de trois espèces représentatives (C. alburnus-A, Megalobrama amblycephala et C. dabryi) appartenant au groupe endémique des cyprinidés d'Asie de l'Est.

Ils ont révélé des mécanismes moléculaires critiques d'hydratation et d'adhésivité impliqués dans le rayonnement adaptatif des cyprinidés endémiques d'Asie de l'Est sur la base de la composition biochimique, des caractéristiques morphologiques, de la coloration histochimique, des analyses multiomiques, de l'immunofluorescence et des tests d'inhibiteurs.

Besides, the researchers found that semi-buoyant eggs enhance hydration by increasing the degradation of yolk protein and accumulation of Ca ²⁺ et Mg ²⁺ ions, while adhesive eggs improve adhesiveness and hardness of the egg envelope by producing an adhesive layer and a unique fourth layer to the egg envelope.

Multiomics analyses and verification tests showed that during the process of adaptive radiation, adhesive eggs downregulated the vitellogenin degradation pathway, zinc metalloprotease pathway and ubiquitin-proteasome pathway, and the pathways of Ca ²⁺ et Mg ²⁺ active transport to reduce their hydration. They showed that at the same time, adhesive eggs upregulated the crosslinks of microfilament-associated proteins and adhesive-related proteins, the hardening-related proteins of the egg envelope and the biosynthesis of glycosaminoglycan in the ovary to generate adhesiveness.

The findings of this study revealed the molecular mechanisms associated with hydration and adhesiveness in freshwater fish eggs, and elucidated the potential mechanism for the evolution of adhesive eggs from semi-buoyant eggs in the adaptive radiation of endemic East Asian cyprinids. These key egg attributes may function as "magic traits" in this adaptive radiation. + Explorer plus loin

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