Les Glassfrogs atteignent la transparence en cachant leurs globules rouges

Des chercheurs de l’Université Duke ont découvert que les grenouilles de verre se rendent transparentes en cachant la plupart de leurs globules rouges dans leur foie. Selon les experts, cette stratégie permet aux grenouilles d’atteindre la transparence lorsqu’elles sont les plus vulnérables.

« Il existe plus de 150 espèces de grenouilles de verre connues dans le monde, et pourtant nous commençons tout juste à découvrir certaines des façons vraiment incroyables dont elles interagissent avec leur environnement », a déclaré Jesse Delia, co-auteur principal de l’étude.

« La transparence chez les animaux est une forme complexe de camouflage impliquant des mécanismes qui réduisent la diffusion et l’absorption de la lumière dans tout l’organisme », ont écrit les auteurs de l’étude.

« Chez les vertébrés, il est difficile d’atteindre la transparence car leur système circulatoire est rempli de globules rouges (GR) qui atténuent fortement la lumière. Ici, nous documentons comment les grenouilles de verre surmontent ce défi en cachant ces cellules à la vue.

La grenouille de verre du nord Hyalinobatrachium fleischmanni ne mesure que quelques centimètres de long et est plus active la nuit, lorsque les grenouilles peuvent mieux se fondre dans le paysage environnant. Pendant la journée, les grenouilles de verre deviennent transparentes pour se protéger pendant leur sommeil.

« Lorsque les grenouilles de verre se reposent, leurs muscles et leur peau deviennent transparents, et seuls leurs os, leurs yeux et leurs organes internes sont visibles », a déclaré Carlos Taboada, co-auteur de l’étude. « Ces grenouilles dorment au fond de grandes feuilles, et lorsqu’elles sont transparentes, elles peuvent parfaitement s’harmoniser avec les couleurs de la végétation. »

Les chercheurs ont expliqué que chez les vertébrés, il est difficile d’atteindre la transparence car leur système circulatoire est rempli de globules rouges qui atténuent fortement la lumière. Les grenouilles de verre font partie des seuls vertébrés terrestres capables d’atteindre la transparence.

« Si ces grenouilles sont éveillées, stressées ou sous anesthésie, leur système circulatoire est plein de globules rouges et elles sont opaques », explique Delia. « La seule façon d’étudier la transparence est de savoir si ces animaux dorment paisiblement, ce qui est difficile à réaliser dans un laboratoire de recherche. Nous nous sommes vraiment cognés la tête contre le mur pour trouver une solution.

« En utilisant l’imagerie photoacoustique pour suivre les globules rouges in vivo, nous montrons que les grenouilles au repos multiplient par deux à trois la transparence en retirant environ 89 % de leurs globules rouges de la circulation et en les emballant dans leur foie », ont écrit les auteurs de l’étude.

La microscopie photoacoustique (PAM) consiste à projeter un faisceau laser sûr dans les tissus, qui est converti en ondes sonores pour créer des images biomédicales des molécules.

« Le PAM est l’outil idéal pour l’imagerie non invasive des globules rouges car il n’est pas nécessaire d’injecter des produits de contraste, ce qui serait très difficile pour ces grenouilles », explique le professeur Junjie Yao.

« Les globules rouges eux-mêmes fournissent le contraste, car différents types de cellules absorbent et réfléchissent différentes longueurs d’onde de lumière. Nous pourrions optimiser nos systèmes d’imagerie pour rechercher spécifiquement les globules rouges et suivre la quantité d’oxygène circulant dans le corps des grenouilles.

« Le résultat principal est que chaque fois que les grenouilles de verre veulent être transparentes, ce qui est généralement lorsqu’elles sont au repos et vulnérables à la prédation, elles filtrent presque tous les globules rouges de leur sang et les cachent dans un foie recouvert de miroir – d’une manière ou d’une autre. en évitant de créer un énorme caillot sanguin au cours du processus », a déclaré Sönke Johnsen, co-auteur de l’étude. « Chaque fois que les grenouilles ont besoin de redevenir actives, elles ramènent les cellules dans la circulation sanguine, ce qui leur donne la capacité métabolique de se déplacer. »

Les chercheurs ont déclaré que ce processus soulève des questions sur la manière dont les grenouilles peuvent stocker en toute sécurité presque tous leurs globules rouges dans leur foie sans coaguler ni endommager leurs tissus périphériques. Ils ont noté qu’une prochaine étape potentielle consisterait à étudier ce mécanisme et comment il pourrait un jour s’appliquer aux problèmes vasculaires chez l’homme.

« Notre collaboration fructueuse est un excellent exemple de la façon dont plusieurs disciplines peuvent conjointement faire progresser la science de la manière la plus synergique », a déclaré le professeur Yao. « Nous sommes extrêmement enthousiasmés par les futures interactions entre les équipes de biologie et d’ingénierie. Avec toute la force à bord, il n’y a aucune limite. »

L’étude est publiée dans la revue Science.

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Par Chrissy Sexton, Espèces-menacées.fr Éditeur