Les Archerfishes sont les artilleurs anti-aériens du monde aquatique. Les poissons sont réputés pour leur incroyable capacité à abattre les insectes terrestres en plein vol avec des jets d’eau très précis qu’ils projettent de leur bouche.
Pourtant, scientifiquement parlant, on n’en sait pas assez sur le poisson-archer : qu’est-ce qui fait un poisson-archer ? Combien d’espèces y a-t-il? Quels autres poissons sont étroitement liés? De quels poissons sont-ils descendus ?
Maintenant, un nouvel article paru dans la revue à comité de lecture Integrative Organismal Biology par des chercheurs de l’Institut de la biodiversité et du Musée d’histoire naturelle de l’Université du Kansas est l’examen le plus approfondi jamais réalisé sur l’histoire de l’évolution et la variation anatomique des archerfishes, qui sont également connus par le nom scientifique Toxotidae.
« Les archers sont un petit groupe de poissons qui vivent principalement en Asie du Sud-Est et en Australie et dans de nombreuses régions intermédiaires », a déclaré l’auteur principal Matthew Girard, chercheur affilié au KU Biodiversity Institute and Natural History Museum et chercheur postdoctoral au Division des poissons au Musée national d’histoire naturelle de la Smithsonian Institution. « Parfois, les gens pensent que les archerfishes sont un groupe célèbre parce qu’ils peuvent cracher de l’eau de leur bouche, et ils sont souvent étudiés simplement parce que ce sont des animaux assez intelligents – ils doivent calculer la réfraction, et ils sont capables de frapper des choses. qui sont sur l’aile alors qu’ils volent au-dessus de nos têtes. »
Malgré la renommée des archerfishes parmi les ichtyologistes et les aquariophiles, jusqu’à présent, peu de travaux scientifiques ont été effectués sur eux.
« C’est vraiment là que notre étude entre en jeu », a déclaré Girard. « Nous avons examiné la relation entre ces poissons et demandé : » Comment cet incroyable mécanisme leur permettant de cracher a-t-il pu évoluer? » Nous avions quelques idées sur les autres types de poissons auxquels ils étaient liés, mais pour la première fois, nous avons émis une hypothèse sur la façon dont toutes ces espèces de poissons archers sont liées les unes aux autres. Nous ne savions même pas vraiment si elles étaient toutes pourrait tirer. Les études qui ont examiné comment ils tirent ou à quel point ils sont intelligents, ils utilisent généralement des poissons-archer que l’on trouve dans le commerce des aquariums – mais il y en a aussi de rares. Donc, nous n’étions pas ne répondant qu’à des questions sur la façon dont ils sont liés et sur l’évolution de ce mécanisme de tir, mais peuvent-ils tous tirer en premier lieu, ou y a-t-il des variations là-dedans ? Nous avons constaté qu’ils peuvent tous tirer ; ils ont tous au moins le structures dans leur bouche pour pouvoir tirer, mais il y a des différences entre eux. »
Pour la première fois, l’article établit un arbre généalogique faisant autorité des archerfishes, permettant aux chercheurs de retracer à travers la génétique et la morphologie comment la spécialisation du crachat a pu évoluer au fil du temps.
« Il y a d’autres poissons qui mangent des insectes et certains qui sautent hors de l’eau, mais je dirais qu’il n’y a rien de tel », a déclaré le co-auteur Leo Smith, conservateur associé au Biodiversity Institute and Natural History Museum de KU. « Il y a une histoire potentiellement apocryphe, qui est qu’au milieu des années 1800 en Inde, les poissons-archers tiraient sur les cigarettes des colonisateurs, comme s’il y avait comme un éclair. Ils les tiraient et rendaient les gens fous et c’est comme ça les Européens de l’Ouest ont découvert la chose qui était déjà là, que tout le monde connaissait déjà — mais il y a des rumeurs selon lesquelles ils recracheraient des cigarettes. »
Girard a recherché des échantillons de tissus et des spécimens d’archerfishes auprès d’institutions et de musées d’histoire naturelle du monde entier – un travail non annoncé et souvent épuisant – puis a analysé leurs structures et leur génétique pour mieux comprendre le groupe.
Par exemple, Girard, Smith et leurs co-auteurs ont découvert que les structures orales des poissons-archers soutiennent une hypothèse de mécanisme de sarbacane, mais que les structures orales des tissus mous peuvent également jouer un rôle dans le tir.
« Juste parce que d’autres poissons peuvent déplacer l’eau, ce n’est pas quelque chose comme ça », a déclaré Smith. « Je l’assimile à, ‘Je pourrais mettre une trompette dans ma bouche, et je suppose que je pourrais faire du bruit, mais pas comme Miles Davis.’ C’est aussi quelque chose de fondamentalement différent, une spécialisation vraiment remarquable pour attraper des insectes. »
De plus, l’équipe de recherche a déterminé que les poissons-archers avaient un « groupe frère » de poissons étroitement apparentés, appelé saumon de plage – et a découvert qu’ils avaient également des « caractéristiques de tir pertinentes dans la cavité buccale », suggérant que tirer de l’eau sur des proies pourrait être ce que les biologistes évolutionnistes dub un trait coopté ou exapté.
« Nous pensons à des adaptations comme, par exemple, un voilier qui a cette très belle voile sur sa nageoire dorsale – mais beaucoup de poissons ont des nageoires dorsales et ce qu’ils ont fait, c’est en quelque sorte modifier cette nageoire dorsale pour répondre à un autre besoin « , a déclaré Girard. « Si nous regardons le groupe le plus étroitement lié au poisson-archer, il mange déjà des choses dures. Ainsi, le poisson-archer devait avoir toutes les structures qui permettraient que cela se produise, et tout ce qu’ils avaient à faire était de les modifier pour être capable de tirer. C’est donc ce qu’est cette cooptation – c’est vraiment une nuance en disant que les pièces nécessaires étaient déjà là et tout ce qu’ils ont fait a été de modifier quelques éléments pour permettre que cela se produise.
Les co-auteurs de Girard et Smith sur le nouvel article sont MP Davis de St. Cloud State University; HH Tan de l’Université nationale de Singapour ; DJ Wedd de l’Université Charles Darwin ; P. Chakrabarty de l’Université d’État de Louisiane ; WB Ludt du Musée d’histoire naturelle du comté de Los Angeles ; et AP Summers des Friday Harbor Laboratories de l’Université de Washington.
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