Le réchauffement futur des océans et les vagues de chaleur marines pourraient avoir un impact sur la croissance et le développement des poissons-clowns au cours de leurs premiers stades de vie, suggère une nouvelle étude récemment publiée dans la revue, Science de l’environnement total.
Une équipe de biologistes marins de l’Institut des sciences et technologies d’Okinawa (OIST) a élevé le poisson emblématique des récifs coralliens en captivité à des températures de l’eau de 28°C ou 31°C. Des températures de 28°C représentent les températures estivales actuelles de l’eau de mer à Okinawa, tandis que des températures de 31°C sont atteintes pendant les vagues de chaleur marines actuelles et sont conformes aux prévisions du GIEC d’un réchauffement de 3°C d’ici 2100.
Les scientifiques ont étudié le poisson-clown, Amphiprion ocellaris, pendant 20 jours après l’éclosion – une période cruciale de développement qui a été sous-étudiée en ce qui concerne le changement climatique. Ils ont découvert qu’à des températures plus chaudes, les larves se développaient plus rapidement, avaient des taux métaboliques plus élevés et montraient des changements dans l’activité de certains gènes.
« La plupart des études sur le changement climatique se sont concentrées sur les poissons-clowns adultes ou juvéniles », a déclaré Billy Moore, premier auteur et doctorant à l’unité OIST sur les changements climatiques marins, dirigée par le professeur Timothy Ravasi. « En se concentrant sur les stades larvaires, nous pouvons obtenir une image plus complète de la façon dont les poissons-clowns pourraient être impactés par le réchauffement des océans et le changement climatique. »
Au cours des 20 premiers jours, les poissons-clowns traversent sept stades de développement qui, dans la nature, sont marqués par des changements distincts de localisation et de comportement. Immédiatement après l’éclosion, les larves de poissons-clowns sont transportées hors de leur récif d’origine et en pleine mer. Après environ dix jours, le poisson-clown atteint le stade quatre, c’est-à-dire lorsque la métamorphose se produit et que le poisson commence à développer ses couleurs orange-blanc emblématiques. Vers le jour 14, le poisson-clown, maintenant au cinquième stade de développement, trouve un nouveau récif et, au stade six, recherche et s’installe dans un hôte anémone.
Dans l’étude, les scientifiques ont imagé et mesuré les larves de poisson-clown sur une période de 20 jours pour déterminer leur stade larvaire, et ont mené des essais pour étudier le métabolisme. L’équipe a découvert que les larves élevées à 31°C atteignaient des étapes importantes du développement, telles que la métamorphose, environ deux jours plus tôt que celles élevées à 28°C. Ils ont également constaté que les taux métaboliques moyens des larves étaient plus élevés, entraînant probablement des taux de croissance plus rapides.
Cependant, il est très difficile de prédire comment un développement plus rapide pourrait avoir un impact sur la survie des poissons-clowns dans le cadre d’un réchauffement futur.
Moore a expliqué: « D’une part, la majorité des poissons-clowns ne survivent pas à la période larvaire en raison de la prédation, donc raccourcir cette période pourrait augmenter leurs chances de survie et d’établissement. D’autre part, un développement plus rapide peut signifier que les poissons-clowns se dispersent vers de nouveaux récifs. moins efficacement, et les larves peuvent ne pas être en mesure de prendre suffisamment de nourriture pour répondre à leurs besoins énergétiques accrus. »
L’équipe de recherche a également étudié l’activité des gènes du poisson-clown à chaque stade de développement.
« Globalement, nous avons vu une réponse moléculaire très forte au réchauffement », a déclaré Moore. « A chaque étape, de nombreux gènes – plus de 450 – ont augmenté ou diminué leur activité. »
Lorsque les chercheurs se sont penchés sur les fonctions des gènes dont l’activité était altérée, ils ont découvert que chez les poissons-clowns élevés à 31 °C, les gènes associés au stress thermique étaient plus actifs dès les premiers stades de développement.
Au cours de la septième étape, les chercheurs ont également constaté une diminution de l’activité des gènes impliqués dans la neurotransmission, ce qui signifie que des températures plus chaudes pourraient potentiellement entraîner des changements dans le comportement des poissons-clowns.
Les chercheurs ont également trouvé des preuves suggérant que l’élevage du poisson-clown à des températures plus chaudes modifie «l’épigénome» du poisson-clown. L’épigénome, a expliqué Moore, fait référence aux altérations chimiques apportées à travers le génome, soit directement à l’ADN, soit aux protéines associées à l’ADN. Ces changements chimiques, connus sous le nom de modifications épigénétiques, affectent la façon dont l’ADN est emballé dans les chromosomes, ce qui détermine le degré d’activité des gènes.
Chez le poisson-clown élevé à 28°C, les gènes impliqués dans la modification épigénétique étaient très actifs aux stades trois et six. Cependant, chez les poissons-clowns élevés à 31°C, l’équipe n’a pas observé la même activité, suggérant que ces modifications épigénétiques pourraient être réduites à des températures plus élevées.
« Nous commençons maintenant des expériences pour étudier comment l’épigénome diffère entre les poissons-clowns élevés à 31°C par rapport à 28°C. Cela pourrait avoir des implications vraiment importantes car les changements épigénétiques établis dans les premiers stades du développement ont un impact sur la façon dont les individus réagissent aux changements et aux stress. dans l’environnement au cours de leur vie d’adulte », a déclaré Moore.
