Certains animaux changent de couleur en fonction de l’environnement. C’est le cas par exemple pour les renards polaires qui sont bruns en été et blancs en hiver pour mieux se camoufler dans la neige. C’est le cas aussi pour plusieurs espèces de papillons dont la pigmentation des ailes est très sensible aux conditions environnementales : comme les papillons Precis octavia qui n’ont pas les mêmes couleurs en fonction de la saison à laquelle ils naissent.

Ce phénomène est appelé plasticité phénotypique, et correspond à la capacité d’un organisme à changer d’apparence en fonction de son environnement. La façon dont est orchestré ce « superpouvoir » reste une énigme.

Une relation symbiotique

Une équipe de chercheurs français qui étudie les poissons-clowns dans la baie de Kimbe en Papouasie-Nouvelle Guinée a ainsi observé que les poissons-clowns à trois bandes blanches Amphiprion percula ont aussi ce superpouvoir ! Rappelez-vous dans le film d’animation des studios Pixar : « Le Monde de Némo » ; le poisson-clown vit en symbiose avec les anémones de mer. Il s’agit en fait d’un mutualisme, puisque chacun y trouve son compte : les poissons-clowns, insensibles aux tentacules urticants de l’anémone, se cachent à l’intérieur pour se protéger des prédateurs et, en retour, l’anémone se nourrit de leurs déjections par exemple.

Les chercheurs ont été surpris de voir que les bandes blanches de poissons-clowns ne se formaient pas systématiquement au même moment selon qu’ils vivent dans Stichodactyla gigantea ou dans Heteractis magnifica, deux espèces différentes d’anémones de mer.

Des poissons-clowns dans leurs anémones de mer © Tane Sinclair-Taylor

Pour comprendre ce phénomène, les chercheurs se sont d’abord demandé quand se formaient ces bandes blanches. Pour cela, ils ont élevé de petites larves en aquarium et ont regardé la formation de leurs bandes au cours de leur développement. Ils ont ainsi observé que ces larves sont entièrement jaunes à leur naissance. Ce n’est qu’au cours de leur métamorphose qu’elles acquièrent leurs bandes blanches d’abord sur la tête, puis le corps et enfin au niveau de la queue.

Des allers-retours « formateurs »

Et oui, comme les grenouilles (dont les têtards aquatiques se transforment en grenouilles terrestres), les poissons ont une métamorphose. La métamorphose chez les vertébrés est en fait une transition développementale qui est associée à de nombreux changements morphologiques et est contrôlée par les hormones thyroïdiennes. Chez le poisson-clown, cette métamorphose est associée à un changement écologique puisque les jeunes larves éclosent à proximité du récif, puis sont dispersées dans l’océan. Ces dernières retournent ensuite vers les récifs où elles s’installent dans leur anémone. C’est au cours de cette transition écologique (du grand bleu au récif) que la métamorphose se fait, permettant à la larve de devenir un juvénile.

Les chercheurs ont traité des larves jaunes avec des hormones thyroïdiennes. Alors que les poissons traités ont leurs bandes blanches de la tête et du corps formées (en bas), les larves non traitées du même âge sont toujours jaunes (en haut) © Pauline Salis

Dans cette étude, publiée le 8 juin 2021 dans les comptes rendus de l’Académie des sciences américaine, l’équipe s’est concentrée sur le rôle de ces hormones thyroïdiennes. Pour cela, les chercheurs ont traité en laboratoire de jeunes larves de poissons-clowns avec différentes doses de ces hormones. Ils ont observé que plus la dose était forte, plus vite les bandes blanches se formaient. Au contraire, en traitant de la même manière ces jeunes larves, mais cette fois avec une molécule bloquant la synthèse des hormones thyroïdiennes, l’apparition des bandes était retardée.

Une histoire d’hormones…

Finalement, les chercheurs sont retournés dans la baie de Kimbe et ont dosé les hormones thyroïdiennes chez des juvéniles du même âge et taille, prélevés soit dans des anémones de mer S. gigantea ou H. magnifica. Ils ont ainsi observé que les taux d’hormones thyroïdiennes étaient bien plus importants chez les juvéniles vivants en symbiose avec S. gigantea qu’avec les juvéniles vivants en symbiose avec H. magnifica. De même les chercheurs ont observé qu’un gène nommé Duox, connu comme étant muté chez l’homme atteint d’hypothyroïdie congénitale, est surexprimé dans les juvéniles prélevés dans les S. gigantea, ces deux résultats validant ainsi leur hypothèse que les juvéniles vivants chez S. gigantea produisent plus d’hormones thyroïdiennes permettant ainsi une formation plus rapide des bandes blanches chez ces individus.

Alors qu’un nouveau pas dans l’élucidation du mystère des bandes blanches chez le poisson-clown a été fait, cette étude ouvre encore de nouvelles questions. Comment les taux des hormones thyroïdiennes sont-ils modulés par l’espèce d’anémone de mer ? Une hypothèse serait que les tentacules très urticants de S. gigantea provoquerait un plus grand stress chez les juvéniles.

La même équipe avait montré il y a quelques années que les bandes servent aux poissons-clowns à se reconnaître entre espèces, mais est-ce le seul rôle de ces bandes ?

Cette analyse a été rédigée par Pauline Salis, chercheur postdoctoral à l’Université de la Sorbonne (Paris).
L’article original a été publié sur le site de The Conversation.