En 2003, Leo Smith disséquait un poisson velours. Smith, un biologiste de l'évolution de l'Université du Kansas, essayait de comprendre les relations entre les poissons à joues de mailles, une commande qui inclut des poissons velours, ainsi que des poissons-papillons, des poissons-pierres et le poisson-lion tristement célèbre. Alors qu'il se dirigeait vers la mâchoire supérieure du poisson-velours, il réalisa quelque chose d'étrange: il avait du mal à retirer l'os lacrymal.
«Sur un poisson normal, il y a un peu de tissu conjonctif et vous pouvez utiliser une lame de scalpel entre la mâchoire supérieure et cet os», se souvient Smith, dont les travaux portent sur l'évolution du venin et de la bioluminescence chez les poissons. «Je passais tout mon temps à essayer de le séparer. Quand je l'ai finalement séparée, j'ai remarqué qu'il y avait un truc bosselé et cahoteux… C'est à ce moment-là que je me suis rendu compte qu'il devait s'agir d'une sorte de mécanisme de verrouillage.
Pour être honnête, la plupart des poissons de velours ressemblent déjà à des mutants épineux et blobys, de sorte qu'une brochette supplémentaire n'est pas vraiment inhabituelle. Mais étant donné que Smith a passé des années à étudier les poissons à joues saillantes ( Scorpaeniformes ) - un ordre qui tire son nom commun des plaques en os trouvées sur chaque joue - on pourrait penser qu'il aurait déjà remarqué un pic aigu bloquant. Il n'avait pas. Ses collègues et lui appelleraient cette nouvelle découverte étrange le «sabre lacrymal».
(Pour votre information: Lachrymal vient du mot latin pour “larme”. Bien que le poisson ne puisse pas pleurer, il reste le nom technique de l'os formant l'orbite.)
Smith et ses co-auteurs de l'American Society of Ichthyologists and Herpetologists décrivent pour la première fois dans l' hebdomadaire Copeia ce pic oculaire improbable - et même un reportage sur celui qui brille d'un vert fluorescent, un petit sabre laser. Les auteurs ne peuvent pas encore dire exactement à quoi sert l’appendice. Mais ils prétendent qu'il a le potentiel de réorganiser profondément l'arbre évolutif Scorpaeniformes, ce qui change ce que nous savons de ces poissons hautement venimeux.
La découverte soulève également la question suivante: comment diable un appendice rougeoyant et ressemblant à une épée a-t-il été ignoré pendant si longtemps?
Une espèce de poisson-pierre, la goule maculée (Inimicus sinensis), ensevelie dans le gravier. (Leo Smith) Il est facile de rater un poisson-pierre. Fidèles à leur nom, elles ressemblent beaucoup à des roches, avec des extérieurs recouverts de galets qui reflètent des gravats sous-marins ou des morceaux de corail. Mais marchez sur l'un d'eux et vous ne l'oublierez jamais.
Il y a plus de poissons venimeux dans les mers que de serpents sur terre - ou en fait, que tous les vertébrés venimeux réunis - mais le poisson-pierre est l'un des plus venimeux de la planète. Comme le dit une victime malchanceuse, se faire piquer par l'un de ces monstres marins peut sembler «se frapper l'orteil avec un marteau, puis le frotter encore et encore avec une lime à ongles.» Bien que ce soit rare, des plongeurs sont même morts après une telle rencontre.
Stonefish et leurs cousins sont également merveilleux pour se camoufler. Certains cultivent des algues et des jardins d’hydroïdes sur leur dos, d’autres peuvent changer de couleur à leur guise, et l’un, le poisson-scorpion leurre, possède un attrait sur sa nageoire dorsale qui ressemble à un minuscule poisson nageant. Trouvés principalement dans les eaux tropicales de l'Indo-Pacifique, ces créatures remarquables utilisent leurs déguisements pour à la fois piéger leurs proies et éviter de devenir leur propre déjeuner.
Mais le sabre lacrymal, un aspect unique de ces poissons, avait en quelque sorte disparu. Et bien qu’il ne s’agisse ni d’un sabre laser Star Wars ni d’une lame du Seigneur des Anneaux, ce sabre est peut-être encore plus impressionnant. Imaginez une épine complexe sous les yeux du poisson, qui fonctionne comme un cliquet et un cliquet et se verrouille latéralement comme deux bras tranchants. «En réalité, ils ne déplacent même pas le sabre», explique Smith. "Ils déplacent l'os sous-jacent qui lui est connecté à travers le mécanisme de verrouillage, puis cette rotation est ce qui le bloque."
Chez au moins une espèce - Centropogon australis, une race de crevette -, le sabre brille d'un vert biofluorescent, tandis que le reste du poisson devient rouge orangé sous un certain éclairage.
Adam Summers, biomécanicien et spécialiste des poissons à l'Université de Washington, tente actuellement de scanner les 40 000 espèces de poissons. Summers, qui n'a pas participé à la récente étude, a déjà scanné 3052 espèces et 6077 spécimens, tout en étudiant de nombreux poissons à joues creuses pendant des années. Et il n'a jamais remarqué le sabre.
«Les défenses érectiles chez les poissons sont très courantes», déclare Summers, qui a également été consultant scientifique sur Finding Nemo et Finding Dory de Pixar. Il ne fait pas référence aux pénis de poisson, mais aux défenses anatomiques qui apparaissent lorsque certaines espèces sont stressées ou menacées. "Si vous avez déjà attrapé un poisson et essayé de le tirer de l'hameçon, vous connaissez les épines dorsales dressées et elles peuvent vous éjecter, " dit-il, "mais nous en avons oublié une qui était sous l'œil. Un sabre à oeil, c'est assez fou.
Pour déterminer que ces poissons sont réellement liés au-delà du sabre, les chercheurs de la nouvelle étude ont utilisé le séquençage de l'ADN pour confirmer leurs découvertes. En examinant 5 280 nucléotides alignés et en utilisant 12 groupes externes comme contrôles, ils ont construit un arbre phylogénétique ou évolutif. Une fois que vous avez l'arborescence, explique Smith, il existe des méthodes appelées reconstruction de l'état des caractères ancestraux qui nous permettent de suivre l'évolution des caractères. Et cela pourrait aider les biologistes à unifier un groupe de poissons que l’on pensait auparavant être des familles séparées.
«La taxonomie de Scorpaeniformes est historiquement confuse», explique Smith. «Les relations entre le poisson-scorpion et le poisson-pierre ont été vraiment problématiques et beaucoup de noms familiaux associés à ce groupe ont été complètement nettoyés lorsque ces groupes sont traités comme les deux lignées principales plutôt que les 10 familles traditionnelles. C'est beaucoup plus propre maintenant et la présence d'un sabre lacrymal peut séparer complètement les deux familles révisées. ”
Une guêpe ocellée (Apistus carinatus) squelettisée par des coléoptères mangeurs de chair au Field Museum. (Leo Smith) Lors de la première dissection du poisson-velours, Smith ne comprit pas ce qu'il regardait. «Je pensais simplement qu'ils étaient plus épineux ou plus moelleux», dit-il. «Ces poissons ont beaucoup d'épines et de bosses sur la tête. Alors, je me suis dit: "Oh, ces [lacrymaux] sont en quelque sorte plus intéressants."
Smith passa des années à examiner les squelettes et les poissons vivants afin de déterminer l'étendue de ce sabre. Heureusement, en tant que conservateur du Biodiversity Institute de l'Université du Kansas, il a accès à l'une des plus grandes bibliothèques de spécimens de poissons au monde.
Un grand nombre de ces poissons exemplaires ont été fabriqués à l'aide d'une méthode appelée «nettoyage et coloration», dans laquelle les scientifiques utilisent un mélange de formaldéhyde liquide et une enzyme de l'estomac appelée trypsine pour dissoudre les muscles et autres tissus mous. Le résultat est un squelette clair avec des os teintés de rouge et du cartilage de couleur bleue, comme du vitrail. Cette technique facilite l'étude des structures squelettiques des vertébrés.
«Les personnes qui étudient les poissons de près travaillent souvent avec des conserves de poissons morts et ce genre de choses vraiment cool ne fonctionne pas chez un animal qui n'est pas mobile», explique Summers. Toujours, "trouver cela et ensuite se rendre compte que c'est un caractère fédérateur pour tout un groupe de poissons est très, très cool."
Smith ne sait pas pourquoi le poisson a développé ce trait. L’hypothèse la plus évidente est qu’elle est défensive, étant donné que les épines projetées élargissent la tête, rendant le poisson plus difficile à avaler et plus susceptible de perforer un prédateur potentiel. Des mesures défensives similaires existent: la lanterne de haute mer, par exemple, porte sur son épine dorsale un «sabre laser» incandescent censé se défendre contre les prédateurs. Mais Smith n'a pas vu le sabre lacrymal utilisé à des fins défensives, sauf sur des photographies de poissons se faisant manger.
«Je suis allé dans ce sens en supposant que c'était un anti-prédateur, une chose anatomique complexe qui a grandi de cette façon et maintenant, chaque jour continue, je commence à le questionner de plus en plus», explique Smith. "Une partie de cela est que je ne peux jamais obtenir les choses stupides pour le faire ... Je veux dire, vous penseriez que si c'était juste anti-prédateur, si je heurtais le tank, ils les sortiraient immédiatement." L'autre option, dit-il, est que c’est peut-être pour attirer des amis, bien qu’il souligne que les deux sexes semblent avoir les sabres.
En d’autres termes, pour l’instant, le pic oculaire reste un mystère.
En 2006, avec Ward Wheeler, Smith découvrit que plus de 1200 espèces de poissons étaient venimeuses, contre 200 auparavant. Il mit à jour ce chiffre dix ans plus tard entre 2386 et 2962. Il travailla également sur un article de PLOS One avec des ichtyologistes réputés Matt Davis et John Sparks montreront que la bioluminescence a évolué à 27 reprises dans les lignages de poissons marins. Il a même révisé la taxonomie des poissons-papillons.
Avec cette nouvelle découverte, Smith a peut-être perturbé à nouveau notre façon de penser aux relations entre poissons, déclare Sarah Gibson, professeure de biologie associée à la St. Cloud State University du Minnesota, qui étudie le poisson triasique. «Je pense que c'est une grande étude assez importante», dit-elle. "Connaître les relations évolutives d'un groupe peut vraiment avoir une incidence sur notre compréhension de l'histoire évolutive des poissons en général." (Gibson a travaillé avec Smith au moment de la rédaction de sa thèse, mais ne faisait pas partie de la récente étude.)
Comprendre l'évolution des poissons-pierres est la clé de leur conservation, ajoute Summers. "Vous ne pouvez pas conserver quelque chose à moins de savoir qui c'est", dit-il. Le mystère du sabre lacrymal «est une question intéressante à laquelle il convient de répondre et je suis toujours aussi impressionné que nous l’ayons manqué».
En fin de compte, cette découverte souligne également quelque chose que Smith a dit une fois The New York Times : Malgré des siècles de recherche et d'exploration, «nous ne savons vraiment rien du poisson».
