Horloges internes des humains et des poissons
La vie des êtres humains est rythmée par leur horloge circadienne, ou cycle de 24 heures. Ce rythme affecte toutes les formes de vie, mais vous êtes-vous arrêté pour envisager une vie sans cette horloge ? Récemment, des chercheurs du département de biologie de l’université de Lund, en Suède, ont étudié une espèce qui s’est débarrassée de son horloge interne afin d’économiser de l’énergie. Cependant, vous ne les trouverez que dans des grottes sombres, car il s’agit d’une espèce de poisson. Alors que la plupart des gens reconnaissent les poissons tétra parce qu’ils sont courants dans les animaleries, les biologistes Damian Moran, Rowan Softley et Eric J. Warrant ont étudié leurs homologues aveugles, les poissons tétra mexicains. Ces poissons, connus sous le nom scientifique d’Astyanax Mexicanus et également appelés poissons aveugles des cavernes, sont originaires de l’écozone néarctique et peuvent être trouvés dans certaines rivières du Texas et des régions centrales et orientales du Mexique. Pour tenter de combler les lacunes concernant l’adaptation du tétra mexicain à son nouvel habitat, les biologistes de l’université de Lund se sont concentrés sur la manière dont il dépense de l’énergie par rapport à sa forme de nage en surface.
L’autre tétra
Au fil du temps, l’évolution a créé une nouvelle forme de tétra. Le tétra mexicain vit dans des grottes sombres, n’a pas d’yeux et est albinos en raison d’un manque de pigments dans la peau. L’évolution a également modifié la façon dont ce poisson se déplace. Dépourvu de vision, le tétra mexicain possède des lignes latérales sur son corps qui sont sensibles aux changements de pression de l’eau. L’obscurité totale de l’habitat a permis au poisson d’abandonner son rythme circadien. Ce rythme est typique des tétra de surface. Cependant, le tétra mexicain a évolué et n’a plus besoin de cette horloge interne. Le tétra mexicain vit sa vie entre le sommeil et l’éveil complet. L’absence de rythme circadien permet à ce poisson de conserver plus d’énergie que son homologue.
Une étude en chronobiologie
La chronobiologie étudie les rythmes physiologiques naturels qui se produisent dans chaque organisme vivant. Moran, Softley et Warrant ont utilisé ce type d’étude pour observer le tétra mexicain et découvrir qu’il n’avait pas de rythme circadien.
Avant cette étude, il existait des informations sur la façon dont le tétra mexicain s’est adapté à son environnement et est capable de trouver de la nourriture même s’il ne voit pas. Cependant, peu d’informations étaient disponibles sur les différences dans leur physiologie et leur utilisation de l’énergie par rapport au tétra de surface. Les trois biologistes ont également découvert que les études précédentes ne tenaient pas compte de l’importance de la lumière sur le taux métabolique du poisson. Au cours de leur étude, les biologistes ont mesuré la consommation d’énergie des deux formes de poissons en créant un canal d’eau pour réguler la vitesse de nage. Ce processus a été observé dans des cycles de lumière et d’obscurité, ainsi que dans l’obscurité totale, afin de voir si leur taux métabolique était contrôlé par leurs rythmes circadiens. L’échantillon comprenait 31 poissons et 9401 mesures de la consommation d’oxygène ont été effectuées. Les taux métaboliques des deux poissons ont diminué au fur et à mesure que les conditions changeaient. Sur la base des informations fournies par leurs échantillons, les biologistes ont découvert que les niveaux d’oxygène et de métabolisme de la forme de surface augmentaient pendant la journée, et que les niveaux du poisson mexicain avaient tendance à rester les mêmes pendant la journée et la nuit.
Pendant les périodes d’obscurité, le métabolisme du poisson de surface diminue afin de conserver l’énergie nécessaire pour la journée. Le poisson aveugle des cavernes n’a pas connu la même augmentation diurne de la consommation d’oxygène. Son métabolisme est resté inchangé quel que soit le cycle jour/nuit. En raison de cette différence, le tétra mexicain économise 27 % d’énergie en plus que son homologue. De même, lorsque la forme vivant en surface a été placée dans la même obscurité, elle a utilisé 38 % d’énergie en plus dans le même environnement. Ces résultats ont conduit les biologistes à penser que la possession de la vue par le poisson de surface n’affectait pas la dépense énergétique, mais que c’était plutôt l’absence de rythme circadien chez le tétra mexicain qui expliquait sa plus faible consommation d’énergie. L’évolution a donné au tétra mexicain aveugle un moyen de s’adapter à son environnement dans les grottes noires.
Ce que ces informations signifient pour d’autres espèces
Il existe peu d’études sur le taux métabolique contrôlé par l’activité. Dans la plupart des cas, il n’était pas possible de régler l’activité de l’animal sur un niveau donné pendant plusieurs jours. Pour les animaux dont le niveau d’activité, la localisation de la nourriture et l’ingestion suivent des schémas circadiens, leur horloge circadienne leur permet de prévoir les réactions métaboliques et d’y répondre de manière plus productive. Le tétra mexicain utilisait une approche d’économie d’énergie dans son habitat où la nourriture est limitée. Cette étude a permis aux biologistes d’approfondir la relation entre le métabolisme énergétique et le rythme circadien. Cette étude nous donne un aperçu de ce que pourrait être une vie sans rythme circadien jour/nuit. Plus nous en apprenons sur les rythmes circadiens, plus nous espérons être en mesure d’utiliser ces connaissances pour lutter contre les perturbations de l’organisme qui entraînent des maladies chez les animaux comme chez les humains.
