Les poissons terrestres révèlent un indice sur la vie hors de l'eau : les microbes présents sur leur peau

Une étude impliquant le MNCN-CSIC a comparé trois espèces de poissons qui habitent Guam et a découvert un microbiome significativement plus différencié chez les poissons terrestres. La présence de cyanobactéries soulève de nouvelles questions concernant la protection solaire et la respiration.

Tous les poissons ne vivent pas dans l'eau, il y en a qui errent librement parmi les rochers et, en raison de leur particularité, ils sont encore étudiés. Une nouvelle théorie suggère que la clé de son adaptation et de sa survie pourrait résider dans sa peau et dans les micro-organismes qui la recouvrent.

Trois espèces de poissons ayant une évolution similaire ont été étudiées et chez les poissons terrestres, des microbiomes caractéristiques ont été trouvés à la surface de la peau, ce qui pourrait expliquer pourquoi ils sont capables de vivre hors de l'eau. La recherche a bénéficié de la collaboration du Musée national des sciences naturelles et a été publiée dans Lettres de microbiologie FEMS.

Il a été prouvé qu'il existe des cyanobactéries dans le microbiome des poissons terrestres, les experts considèrent donc que celles-ci pourraient être chargées de leur fournir l'oxygène nécessaire pour respirer ou si ce sont elles qui les protègent du rayonnement solaire.

La recherche est encore en développement et a ouvert plusieurs fronts. On ne sait pas si les cyanobactéries sont réellement responsables des actions que croient les scientifiques et, de plus, il faut les identifier (il y en a plus de 27), pour savoir quelles fonctions elles favorisent et quel est leur rôle dans l'adaptation des poissons terrestres.

Les mystères des poissons terrestres

Comment s’est produit le passage de la vie des océans à la colonisation terrestre ? Les micro-organismes ont-ils joué un rôle dans ce processus de terrestresation ? Telles sont quelques-unes des questions auxquelles l'équipe de recherche du Musée national des sciences naturelles (MNCN-CSIC) tente de répondre dans ses derniers travaux qu'elle vient de publier dans FEMS Microbiology Letters.

Ils y suggèrent que les communautés microbiennes qui vivent sur les animaux (microbiome) auraient pu jouer un rôle important dans le processus de colonisation de l’environnement terrestre.

Plus précisément, ils ont analysé les microbiomes cutanés de poissons très spéciaux qui ont un mode de vie amphibie, révélant un schéma inattendu : les communautés bactériennes cutanées des poissons diffèrent des communautés des roches où ils vivent et cette divergence reflète très bien la préférence des différentes espèces de poissons pour des habitats de plus en plus terrestres.

Pour parvenir à cette hypothèse, l’équipe a utilisé des méthodes génétiques de séquençage massif de codes-barres bactériens, qui, comparées à une base de données de référence, permettent d’estimer la composition des espèces bactériennes dans la peau de chaque espèce de poisson, ainsi que dans les roches sur lesquelles ils vivent ou dans l’eau de mer environnante.

Trois espèces évolutivement proches appartenant à la famille des blennies qui coexistent sur la même plage de Guam, dans l'archipel des îles Mariannes dans le Pacifique, ont été comparées.

La blennie à points bleus, Blenniella caudolineta, est entièrement aquatique et vit toujours sous l'eau, le manakin rocheux aux lèvres crénelées, Praealticus labrovitattusest une espèce amphibie ayant une préférence pour les mares intertidales (la bande intermédiaire entre la marée basse et la marée haute) et se trouve parfois hors de l'eau.

Enfin, la blennie sauteuse du Pacifique, Alticus arnoldorumest considérée comme une espèce de poisson terrestre, car elle vit sur les rochers côtiers, au-dessus du niveau de l'eau, pendant presque toute sa vie adulte.

Des microbes qui leur permettent de vivre sur terre ?

« Nos résultats indiquent que, même si les communautés microbiennes sur les roches où vivent les trois espèces sont assez similaires, le microbiome diffère selon les espèces de poissons. Pour être plus exact, le microbiome cutané des poissons aquatiques est très similaire à celui des roches sur lesquelles ils vivent ; le microbiome des poissons amphibiens diverge notamment de celui des roches ; et la divergence la plus prononcée se produit dans le manakin des roches du Pacifique, l'espèce blennie ou les poissons terrestres », explique-t-il. Iker Irisarri, chercheur au MNCN.

« L'un des résultats inattendus a été la découverte d'une plus grande prévalence de bactéries photosynthétiques (cyanobactéries) sur la peau du manakin rocheux terrestre. Nous pensons que les cyanobactéries, qui, comme les plantes, utilisent la lumière du soleil pour générer leur propre nourriture et libérer de l'oxygène dans l'atmosphère, pourraient bénéficier au manakin. Il est possible que l'oxygène libéré par les cyanobactéries l'aide à la respiration cutanée ou qu'elles génèrent certains composés qui protègent les poissons terrestres du soleil, bien qu'il ne s'agisse pour l'instant que de spéculations qui doivent être vérifiées. testé », poursuit-il.

Cette nouvelle étude suggère que les pressions sélectives spécifiques à l'habitat le long du gradient intertidal défini par les marées hautes et basses pourraient déterminer les microbiomes cutanés des poissons qui les habitent. Ces données suggèrent que le microbiome pourrait contribuer aux adaptations écologiques et physiologiques qui permettent la vie amphibie et terrestre chez ces poissons très particuliers.

« L'hypothèse que nous utilisons est que les communautés microbiennes auraient pu être très importantes dans le saut évolutif impliqué dans le passage de l'environnement aquatique à l'environnement terrestre, mais il est nécessaire de continuer à expérimenter et à collecter des données génomiques pour déterminer s'il existe réellement une relation symbiotique bénéfique entre les bactéries et les poissons terrestres qui leur a permis de mieux s'adapter », conclut Irisarri.