De ce Nemo clownfish are trei dungi albe? Enigma rezolvată în cele din urmă

peștii de corali sunt cunoscuți pentru marea lor diversitate de culori și modele, fiecare mai surprinzător decât următorul. Exemplele includ fluturașul cu bandă de cupru (Chelmon rostratus, care are un “ochi” negru pe corp), tang albastru (Paracanthurus hepatus) și Picasso triggerfish (Rhinecanthus aculeatus), al cărui nume este legat de modelele de culori strălucitoare de pe laturile sale.

unul dintre cele mai faimoase exemple de pești de corali este peștele clovn, care a jucat în filmul animat Pixar Finding Nemo în 2003. Acest pește mic, care trăiește în simbioză cu anemona marină, este ușor de recunoscut datorită corpului său portocaliu strălucitor și dungilor albe largi.

în ciuda popularității și distribuției largi a peștilor corali, nu înțelegem încă de ce au atât de multe și diferite modele de culori. Mai exact, cum se formează modelele și care sunt rolurile culorilor? Pentru a răspunde la aceste întrebări, o echipă de cercetare de la Observatorul Banyuls-sur-Mer (Franța) și de la Universitatea din Li Inktsge (Belgia), a decis să studieze peștele clovn și verii săi. Studiul a fost publicat în ediția din septembrie 2018 a revistei BMC Biology.

Nemo, alias Amphiprion ocellaris, aparține grupului clownfish, care include aproximativ 30 de specii. Modelul lor de culoare se caracterizează printr-o culoare galbenă, portocalie, maro sau neagră, cu dungi albe verticale compuse din celule care reflectă lumina numite iridofori.

pe lângă alte caracteristici fizice, speciile de pește clovn se disting prin numărul lor de dungi albe verticale. Astfel, unele specii nu au dungi (Amphiprion ephippium), doar una (Amphiprion frenatus) sau doar două (Amphiprion sebae). Amphiprion ocellaris, faimosul Nemo, are trei dungi. Ce poate explica diferența în numărul de benzi dintre aceste specii?

să numărăm dungile

pentru a înțelege mecanismul care duce la diversitatea tiparelor de pigment, am grupat fiecare specie de pește clovn în funcție de numărul lor de benzi verticale. Analiza genetică care integrează istoria evolutivă a clownfish a arătat că strămoșul lor comun avea trei benzi albe și că, în timpul diversificării lor, liniile clownfish au pierdut succesiv banda cozii, apoi banda corpului și, în cele din urmă, banda capului, oferind astfel patru combinații posibile:

• trei benzi (cap, corp și coadă)
• două benzi (cap și corp)
• o bandă (cap singur)
• nicio bandă.

privind modelele care s-au dezvoltat, este clar că diversitatea este limitată: în timp ce cele patru combinații enumerate mai sus sunt văzute, mecanismele biologice nu permit unei specii să aibă altele – de exemplu, o singură dungă pe coadă.

și se deplasează pe parcursul evoluției

pentru a înțelege de ce nu există unele combinații de benzi la peștele clovn, am analizat dezvoltarea a două specii cu două modele colorate diferite la vârsta adultă, A. ocellaris, care are trei dungi, și A. frenatus, care are o singură dungă, pe cap.

dungile din A. ocellaris apare într – o ordine bine definită în timpul transformării sale de la larvă la adult tânăr-mai întâi cea a capului, apoi a corpului și în cele din urmă pe coadă. Adică, în ordine inversă, au dispărut pentru unele specii în timpul procesului de evoluție.

o a doua observație surprinzătoare a fost că A. frenatus prezintă aceeași dezvoltare ca A. ocellaris în stadiul larvar, cu apariția succesivă a trei benzi albe de la cap la coadă, în timp ce indivizii adulți au doar una. Aceste benzi sunt apoi pierdute în ordinea inversă în care au evoluat, de la coadă la cap.

aceste rezultate sugerează că pierderea cronologică a benzilor în timpul evoluției a fost constrânsă de secvența de apariție a benzilor în timpul dezvoltării și că există o legătură puternică între filogeneza (istoria evolutivă) și ontogeneza (dezvoltarea individuală). Aceasta conduce la ipoteza că formarea benzii este controlată de un mecanism genetic precis și depinde de polaritatea antero-posterioară a peștilor. Aceste mecanisme nu au fost încă descoperite.

în cele din urmă, pentru ce sunt dungile?

pentru a răspunde la această întrebare, am comparat diversitatea modelelor de dungi albe găsite în comunitățile naturale de pește clovn cu diversitatea Găsită în comunitățile în care diversitatea modelelor de dungi albe ar fi distribuită complet la întâmplare. Prin aceste simulări, am putut arăta că probabilitatea de a avea specii de pește clovn cu același număr de benzi în aceeași regiune a fost foarte rară.

mai mulți factori ecologici pot influența această distribuție non-aleatorie și este probabil ca numărul de benzi albe să permită speciilor de pește clovn să se recunoască reciproc. Această recunoaștere este esențială în organizarea socială a acestor pești, care trăiesc printre anemone unde pot coexista mai multe specii. Și tocmai această recunoaștere îi permite lui Nemo și tatălui său să se găsească unul pe celălalt la celălalt capăt al Oceanului – un final fericit pentru unul și toți.