Africa-Press – Côte d’Ivoire. C’est l’une des interactions les plus connues du monde animal ; l’anémone de mer qui protège grâce à ses tentacules mortels les poissons-clowns qui s’y faufilent, tandis que ces derniers repoussent les prédateurs. Cette association mutualiste (bénéficiant aux deux espèces), qui concerne 28 espèces de poissons-clowns et 10 espèces d’anémones géantes, fascine les chercheurs depuis longtemps. Comment ces poissons arrivent-ils à vivre en toute sécurité à l’intérieur de ces tentacules qui déchargent un cocktail de toxines urticant et mortel pour d’autres ? Longtemps restés sans réponse, des scientifiques de quatre laboratoires fournissent une partie de l’explication dans la revue BMC Biology.
Cette étude est le fruit d’une collaboration internationale, réunissant des chercheurs de l’OIST à Okinawa, de l’OOB de Banyuls-sur-Mer (Sorbonne Université et CNRS), de l’Université de Lille et de l’iGCORE à Nagoya, et facilitée par l’International Research Lab (IRL) EARLY, un outil de coopération scientifique international, dont font partie l’OIST et l’unité BIOM de l’OOB.
Le mucus, une partie de l’explication
Il a déjà été démontré que le mucus (mélange visqueux composé essentiellement de glycoprotéines recouvrant la surface de la peau, protégeant du milieu extérieur) de certains poissons-clowns était trois à quatre fois plus épais que celui d’autres poissons récifaux. Des études ont aussi révélé la présence d’antigènes d’anémone dans le mucus d’Amphiprion clarkii (poisson-clown) lorsqu’il vit à l’intérieur de son hôte.
Ces travaux préalables restent rares, mais laissent à penser que la réponse se trouverait dans ce mucus, notamment via son taux d’acide sialique (lire l’encadré ci-dessous) connus pour déclencher le relargage des nématocystes de l’anémone. Les chercheurs ont comparé la teneur en acide sialique du mucus de plusieurs espèces de poissons-clowns et de poissons-demoiselles (appartenant à la même famille et vivant principalement dans des récifs tropicaux). Il en est ressorti que la teneur y est beaucoup plus faible pour les poissons-clowns et les juvéniles de Dascyllus trimaculatus, une espèce de Demoiselle connue pour vivre associée à l’anémone lorsqu’elle est jeune. Et cela quelles que soient les conditions ou les origines, sauvages ou captives, du poisson.
« La question que l’on s’est ensuite posée a été de savoir si les poissons-clowns avaient des taux d’acide sialique très bas dans l’intégralité de leur corps, ou si c’était vraiment localisé dans le mucus. On a donc regardé dans différents organes, mais la diminution est restreinte au mucus, ce qui veut dire qu’il y a un processus moléculaire qui a lieu spécifiquement à cet endroit », détaille auprès de Sciences et Avenir Natacha Roux, chercheuse en biologie marine et premier auteur de l’étude.
L’acide siatique est un type de sucre impliqué dans la signalisation cellulaire et la reconnaissance entre cellules. Il en existe une cinquantaine, mais deux types principaux sont étudiés ici: le Neu5Ac et le Kdn, qui sont les plus abondants.
Un taux d’acide sialique qui diminue lors du développement
Soupçonnant les jeunes larves de poissons-clowns sensibles aux tentacules des anémones de mer, il a été intéressant de rechercher le point de bascule, moment où elles deviennent résistantes. En relevant le taux de survie et les niveaux d’acides sialiques de différents stades de larves, les données suggèrent que la résistance est acquise au cours de la métamorphose, un développement qui démarre entre 8 et 15 jours après l’éclosion, Ce passage est marqué par l’apparition des bandes et de la couleur du poisson-clown, correspond au moment où celui-ci doit chercher activement une anémone hôte. Plus encore, cette résistance est inversement corrélée à la teneur en acide sialique ; moins il y a d’acide, plus la résistance augmente.
Quel est le lien entre ces acides sialiques et la résistance des poissons ? « En fait, les tentacules des anémones possèdent des chimiorécepteurs qui vont faire office de « serrure », et qui détectent l’acide sialique, la clé de la serrure, explique Natacha Roux. Cette reconnaissance chimique déclenche un remaniement de la surface du tentacule et la libération des cellules urticantes, les nématocystes. En ayant un mucus pauvre en acide sialique, le poisson-clown échappe ainsi à cette réaction ! »
Les protéines et les glycolipides (ensembles bleu, vert et jaune) présents dans le mucus (partie grise) des deux poissons entrent en contact avec les chimiorécepteurs des tentacules de l’anémone de mer. Lorsqu’un acide sialique (losange violet) est détecté par ces récepteurs (voir le zoom), il agit comme une clé activant une serrure, déclenchant ainsi la libération des nématocystes toxiques. Le poisson-clown ne possédant pas d’acide sialique aux bouts de ses protéines et glycolipides, aucune réaction ne se déclenche. Crédits: Natacha Roux et Yann Guerardel
Une première percée
Autre fait curieux mis en avant par les chercheurs: l’absence de détection d’acide sialique dans le mucus des anémones de mer elles-mêmes. La décharge de nématocystes, ainsi que la synthèse de toxines, ont un coût métabolique pour les anémones de mer et ces organismes ont donc développé, entre autres, ce système pour ne pas se piquer. Il est alors fort probable que les poissons-clowns aient employé la même stratégie pour éviter les piqûres. Convergence évolutive ou coévolution (lire l’encadré ci-dessous), les recherches sont à approfondir.
La convergence évolutive est un processus produisant des adaptations semblables chez des organismes de lignées différentes en réponse à des environnements ou des pressions de sélection comparables. Quant à la coévolution, il s’agit d’un processus évolutif dans lequel deux ou plusieurs espèces influencent mutuellement leur évolution au fil du temps, entraînant des adaptations réciproques.
« L’objectif maintenant est de comprendre comment le poisson-clown est à même de diminuer ses niveaux d’acide sialique, et d’ensuite regarder chez d’autres espèces qui côtoient les anémones si les mêmes mécanismes sont mis en place. » Comme le rappelle Natacha Roux, malgré des premiers éléments de réponse, plusieurs zones d’ombres subsistent. D’autres mécanismes doivent participer à la protection et c’est déjà une première percée dans la compréhension de cette interaction complexe.
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