Hvorfor har Nemo 3 hvide striber? Biologer vejer ind

Korallfisk er kendt for deres store mangfoldighed af farver og mønstre, hver især overraskende end den næste. Eksempler er kobberband butterflyfish (Chelmon rostratus, som har et sort "øje" på sin krop), den blå tang (Paracanthurus hepatus) og Picasso-trækfisken (Rhinecanthus aculeatus), hvis navn er knyttet til mønstre af lyse farver på sine sider.

Et af de mest berømte eksempler på korallfisk er klovnefisken, der spillede i den animerede Pixar-film Find Nemo i 2003. Denne lille fisk, der lever i symbiose med havanemonen, er let genkendelig takket være sin lyse oransje krop og brede hvide striber.

På trods af koralfiskernes popularitet og bred fordeling forstår vi endnu ikke, hvorfor de har så myriade og forskellige farve mønstre. Nærmere bestemt, hvordan er mønstrene dannet og hvad er farverne i farverne? For at besvare disse spørgsmål besluttede et forskergruppe fra observatoriet Banyuls-sur-Mer (Frankrig) og universitetet i Liège (Belgien) at studere klovnfiskene og dens fætre. Undersøgelsen blev offentliggjort i september 2018-udgaven af ​​tidsskriftet BMC Biology.

Nemo, alias Amphiprion ocellaris, tilhører klovnfiskgruppen, som omfatter ca. 30 arter. Deres farve mønster er karakteriseret ved en gul, orange, brun eller sort farve med lodrette hvide striber sammensat af lysreflekterende celler kaldet iridophores.

Udover andre fysiske egenskaber er klovnefiskarter kendetegnet ved deres antal vertikale hvide striber. Således har nogle arter ingen striber (Amphiprion ephippium), kun en (Amphiprion frenatus), eller kun to (Amphiprion sebae). Amphiprion ocellaris, den berømte Nemo, har tre striber. Hvad kan forklare forskellen i antallet af bånd mellem disse arter?

Lad os tælle striberne

For at forstå mekanismen, der førte til mangfoldigheden af ​​pigmentmønstre, grupperede vi hver klovnfiskart efter deres antal vertikale bånd. Genetisk analyse, der integrerede clownfiskens evolutionære historie, afslørede, at deres fælles forfader havde tre hvide bånd, og at under deres diversificering mistede klovnefisk linier efterhånden halebåndet, derefter kropsbåndet og til sidst hovedbåndet og gav dermed fire mulige kombinationer:

• tre bands (hoved, krop og hale)
• to bands (hoved og krop)
• et band (hoved alene)
• intet band.

Når man ser på de mønstre, der har udviklet sig, er det klart, at mangfoldighed er begrænset: Mens de fire kombinationer, der er nævnt ovenfor, ses, tillader biologiske mekanismer ikke, at en art har andre - for eksempel en enkelt strimmel på halen.

Og væk går de over evolutionens forløb

For at forstå, hvorfor nogle stribekombinationer ikke findes i klovnfisk, så vi på udviklingen af ​​to arter med to forskellige farvede mønstre i voksenalderen, A. ocellaris, som har tre striber, og A. frenatus, som kun har en stribe på hovedet.

Striperne i A. ocellaris vises i en veldefineret rækkefølge under dens omdannelse fra larver til ung voksen - først hovedets, derefter kroppen og endelig på halen. Det er i omvendt rækkefølge, at de forsvandt for nogle arter under udviklingsprocessen.

Se også: Denne MIT-Made Robot Fish vil studere verdens brændbare koralrev

En anden overraskende observation var det A. frenatus viser den samme udvikling som A. ocellaris i larvetrinnet med det efterfølgende udseende af tre hvide bånd fra hoved til hale, mens voksne individer kun har en. Disse bånd bliver så tabt i omvendt rækkefølge, at de udviklede sig fra hale til hoved.

Disse resultater tyder på, at det kronologiske tab af båndene under evolution var begrænset af båndets udseende under udvikling og at der er en stærk sammenhæng mellem fylogenese (evolutionær historie) og ontogenese (individuel udvikling). Dette fører til hypotesen om, at bånddannelse styres af en præcis genetisk mekanisme og afhænger af fiskens antero-posteriorpolaritet. Disse mekanismer er endnu ikke opdaget.

Endelig, Hvad er striberne til?

For at besvare dette spørgsmål sammenlignede vi mangfoldigheden af ​​hvide stripe mønstre fundet i naturlige klovnfisk fællesskaber med den mangfoldighed, der findes i samfund, hvor mangfoldigheden af ​​hvide stribe mønstre ville blive distribueret helt tilfældigt. Gennem disse simuleringer kunne vi vise, at sandsynligheden for at have klovnefiskarter med samme antal bands i samme region var meget sjælden.

Flere økologiske faktorer kan påvirke denne ikke-tilfældige fordeling, og det er sandsynligt, at antallet af hvide bånd gør det muligt for klovnefiskarter at genkende hinanden. Denne anerkendelse er afgørende for den sociale organisation af disse fisk, som lever blandt anemoner, hvor flere arter kan eksistere sammen. Og det er denne anerkendelse, der tillader Nemo og hans far at finde hinanden i den anden ende af havet - en glad ende for en og alle.

Denne artikel blev oprindeligt udgivet på fransk.

Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort på The Conversation af Pauline Salis, Bruno Frederich og Vincent Laudet. Læs den oprindelige artikel her.