Ce poisson du désert peut retenir son souffle pendant cinq heures

Le jour où un cyprinodonte vous met au défi de retenir votre souffle le plus longtemps possible, fuyez. Habitant des sources chaudes de la vallée de la Mort en Californie, ce petit barboteur est capable de se passer d'oxygène pendant près de cinq heures, selon une nouvelle étude à paraître.

Cette impressionnante capacité est une adaptation qui permet à cette espèce du désert de faire face aux mutations rapides de son environnement, c'est ce qu'ont expliqué cette semaine les chercheurs à l'occasion du congrès de biologie expérimentale organisé par la Société américaine de physiologie.

SAUVE QUI PEUT

Frank van Breukelen et Stanley Hillyard, de l'université du Nevada à Las Vegas, voulaient comprendre comment le cyprinodonte du désert, une espèce en danger critique d'extinction, avait survécu aux 10 000 dernières années, une période relativement courte mais suffisante pour transformer leur habitat d'un lac relativement frais et spacieux à une série de petits bassins aux températures avoisinant les 35 °C.

En s'attardant sur l'évolution de ces poissons, il apparaît évident qu'ils « vivaient dans un environnement plus frais il n'y a pas si longtemps, » indique van Breukelen. Manque de chance, la situation a viré à la canicule pour ces poissons : « Parfois, les animaux vivent au mauvais endroit, » plaisante-t-il.

Le poisson semble avoir réagi à ce changement en modifiant son comportement, notamment en passant moins de temps dans les zones peu profondes et plus chaudes où il se reproduit. Bien entendu, le fait d'accorder moins de temps à la reproduction n'a pas aidé l'espèce à prospérer. Qui plus est, pour un animal comme le cyprinodonte gravement touché par la perte d'habitat et la concurrence des espèces invasives, le problème est d'autant plus sérieux.

FLEXIBILITÉ

Les poissons doivent leur survie à un phénomène appelé plasticité physiologique, explique van Breukelen. Parmi les exemples de plasticité dans la nature, on retrouve notamment les animaux capables d'hiberner ou non selon les conditions environnementales, ou encore les animaux qui se nourrissent de leur fratrie lorsque les ressources viennent à manquer, comme les têtards de la famille Scaphiopodidae. Cela se résume à une certaine flexibilité face au changement.

Dans le cas des cyprinodontes du désert, cette flexibilité transparaît dans leur respiration, ou plutôt leur absence de respiration à en croire les résultats des chercheurs.

La décomposition de l'oxygène inhalé est un bon moyen de générer de l'énergie. Cependant, à haute température, le processus peut s'avérer dangereux pour le poisson car il produit un grand nombre de radicaux libres, des molécules réactives capables d'endommager les protéines, les membranes des cellules et l'ADN.

Le cyprinodonte limite les dégâts en alternant de façon aléatoire entre respiration aérobie, utilisant de l'oxygène, et respiration anaérobie, sans oxygène, comme l'Homme utilise dans une séance de sport intensive, lorsque l'oxygène est utilisé avant même de parvenir aux muscles. Parfois, les poissons peuvent se passer d'oxygène pendant près de cinq heures.

Pendant ces périodes, le poisson génère de l'éthanol qu'il peut ensuite décomposer pour générer de l'énergie sans prendre une seule bouffée d'oxygène. Pour les chercheurs, ce processus contribue en partie à la survie du cyprinodonte dans cet environnement extrême.

LE MOINDRE DE DEUX MAUX

Toutefois, comme le montre l'étude, cette transition a un coût pour les poissons : leur métabolisme doit fournir jusqu'à 15 fois plus d'efforts pour produire de l'énergie lors des périodes sans oxygène.

« Parfois, entre deux maux, il faut choisir le moindre, mais l'alternative n'est pas nécessairement en tout point bénéfique, » résume van Breukelen. « Nous pensons que ce processus est loin d'être tendre pour le poisson. » Bien qu'elle réduise les dégâts cellulaires, la respiration anaérobie peut être également liée à la courte durée de vie des cyprinodontes.

Il semble que la rapide mutation du climat n'ait laissé d'autre choix à ce poisson que de mettre au point cette solution de fortune.

Quelle que soit leur durée de vie, ces petits poissons témoignent de capacités impressionnantes, reconnaît van Breukelen. « Il nous arrive d’observer des poissons nager en utilisant cet "anaérobie paradoxal". Imaginez être capable de nager vigoureusement sans consommer d'oxygène ! C'est incroyable. »