Hvorfor har klovnfisken Nemo tre hvide striber? Gåden endelig løst

Koralfisk er kendt for deres store mangfoldighed af farver og mønstre, hver mere overraskende end den næste. Eksempler inkluderer kobberband butterflyfish (Chelmon rostratus, som har et sort “øje” på kroppen), Den Blå tang (Paracanthurus hepatus) og Picasso triggerfish (Rhinecanthus aculeatus), hvis navn er knyttet til mønstrene i lyse farver på siderne.

et af de mest berømte eksempler på koralfisk er klovnfisken, der medvirkede i den animerede billedfilm Finding Nemo i 2003. Denne lille fisk, der lever i symbiose med havanemonen, er let genkendelig takket være sin lyse orange krop og brede hvide striber.

på trods af koralfiskenes popularitet og brede udbredelse forstår vi endnu ikke, hvorfor de har så mange og forskellige farvemønstre. Mere præcist, hvordan er mønstrene dannet, og hvad er farvernes roller? For at besvare disse spørgsmål besluttede et forskerteam fra Banyuls-sur-Mer observatoriet (Frankrig) og Universitetet i Li Kurstge (Belgien) at studere klovnfisken og dens fætre. Undersøgelsen blev offentliggjort i September 2018-udgaven af tidsskriftet BMC Biology.

Nemo, alias Amphiprion ocellaris, tilhører klovnfiskgruppen, som omfatter omkring 30 arter. Deres farvemønster er kendetegnet ved en gul, orange, brun eller sort farve med lodrette hvide striber sammensat af lysreflekterende celler kaldet iridoforer.

ud over andre fysiske egenskaber er klovnfiskarter kendetegnet ved deres antal lodrette hvide striber. Således har nogle arter ingen striber (Amphiprion ephippium), kun en (Amphiprion frenatus) eller kun to (Amphiprion sebae). Amphiprion ocellaris, den berømte Nemo, har tre striber. Hvad kan forklare forskellen i antallet af bånd mellem disse arter?

lad os tælle striberne

for at forstå mekanismen, der fører til mangfoldigheden af pigmentmønstre, grupperede vi hver klovnfiskart i henhold til deres antal lodrette bånd. Genetisk analyse, der integrerer klovnfiskens evolutionære historie, afslørede, at deres fælles forfader havde tre hvide bånd, og det under deres diversificering, klovnfiskelinjer mistede successivt halebåndet, derefter kropsbåndet og til sidst hovedbåndet, hvilket giver fire mulige kombinationer:

• tre bånd (hoved, krop og hale)
• to bånd (hoved og krop)
• et bånd (hoved alene)
• intet bånd.

når man ser på de mønstre, der har udviklet sig, er det klart, at mangfoldighed er begrænset: mens de fire kombinationer, der er anført ovenfor, ses, tillader biologiske mekanismer ikke, at en art har andre – for eksempel en enkelt stribe på halen.

og væk går de i løbet af evolutionen

for at forstå, hvorfor nogle stribekombinationer ikke findes i klovnfisk, så vi på udviklingen af to arter med to forskellige farvede mønstre i voksenalderen, A. ocellaris, som har tre striber, og A. frenatus, som kun har en stribe på hovedet.

striberne i A. ocellaris vises i en veldefineret rækkefølge under dens transformation fra larve til ung voksen – først hovedet, derefter kroppen og til sidst på halen. Det vil sige i omvendt rækkefølge, at de forsvandt for nogle arter under udviklingsprocessen.

en anden overraskende observation var, at A. frenatus viser den samme udvikling som A. ocellaris i larvestadiet med det successive udseende af tre hvide bånd fra hoved til hale, mens voksne individer kun har en. Disse bånd går derefter tabt i omvendt rækkefølge, som de udviklede sig, fra hale til hoved.

disse resultater antyder, at det kronologiske tab af båndene under evolutionen blev begrænset af båndets udseende under udvikling, og at der er en stærk forbindelse mellem fylogenese (evolutionær historie) og ontogenese (individuel udvikling). Dette fører til hypotesen om, at bånddannelse styres af en præcis genetisk mekanisme og afhænger af fiskens antero-posterior polaritet. Disse mekanismer er endnu ikke opdaget.

endelig, Hvad er striberne til?

for at besvare dette spørgsmål sammenlignede vi mangfoldigheden af hvide stribemønstre, der findes i naturlige klovnfisksamfund, med den mangfoldighed, der findes i samfund, hvor mangfoldigheden af hvide stribemønstre ville blive distribueret helt tilfældigt. Gennem disse simuleringer var vi i stand til at vise, at sandsynligheden for at have klovnfiskarter med det samme antal bånd i samme region var meget sjælden.

flere økologiske faktorer kan påvirke denne ikke-tilfældige fordeling, og det er sandsynligt, at antallet af hvide bånd tillader klovnfiskarter at genkende hinanden. Denne anerkendelse er afgørende for den sociale organisering af disse fisk, der lever blandt anemoner, hvor flere arter kan eksistere sammen. Og det er netop denne anerkendelse, der gør det muligt for Nemo og hans far at finde hinanden i den anden ende af havet – en lykkelig afslutning for alle.