Poissons-zèbres : Maîtres du mouvement et de l'équilibre
Comprendre comment les poissons zèbres gardent l'équilibre et s'adaptent quand leurs sens sont altérés.
Samantha N. Davis, Yunlu Zhu, David Schoppik
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Table des matières
- Le Monde Poissonneux de l'Équilibre et du Mouvement
- Nager dans Différentes Directions
- La Vésicule Nageoire : Un Dispositif de Flottaison Poisson
- Que Se Passe-T-Il Quand Ça Va Mal ?
- Expérimenter avec les Poissons-Zèbres
- Tester les Poissons
- Les Luttes des Poissons-Zèbres Traitée au Cuivre
- Le Rôle de la Lumière dans la Nage
- Stratégies Compensatoires en Action
- Conclusion : L'Importance des Sens
- Source originale
Les poissons-zèbres sont des petits poissons souvent utilisés en science pour comprendre comment les animaux bougent et contrôlent leur corps. C'est marrant de les regarder, ils nagent partout dans l'eau, et ils sont devenus des créatures importantes en recherche. Dans cet article, on va explorer comment les poissons-zèbres maintiennent leur position dans l'eau et ce qui se passe quand leurs capacités de nage sont perturbées.
Le Monde Poissonneux de l'Équilibre et du Mouvement
Comme les humains, les poissons-zèbres doivent savoir où ils se trouvent dans l'eau pour bien nager. Ils utilisent un mélange d'infos de leurs sens pour rester stables. Ces sens incluent :
- Système vestibulaire : Cette partie aide les poissons à sentir les mouvements comme les tournements et les inclinaisons.
- Proprioception : Ce sens indique aux poissons où se trouvent leurs membres.
- Vision : Les poissons utilisent leurs yeux pour voir où ils sont et où ils veulent aller.
- Ligne latérale : C'est un système spécial chez les poissons qui détecte les changements dans le mouvement de l'eau autour d'eux.
Tous ces sens travaillent ensemble pour aider les poissons-zèbres à nager sans accrocs et contrôler leur position dans l'eau.
Nager dans Différentes Directions
Les poissons-zèbres peuvent bouger de plusieurs façons selon leurs objectifs. Par exemple, s'ils veulent nager vers le haut, ils peuvent pencher leur corps et se propulser avec leur queue. S'ils veulent plonger, ils peuvent pointer leur tête vers le bas et nager ainsi. Ces mouvements sont essentiels pour attraper de la nourriture, éviter les prédateurs et explorer leur environnement.
La Vésicule Nageoire : Un Dispositif de Flottaison Poisson
Les poissons-zèbres ont un organe spécial appelé la vésicule nageoire qui les aide à contrôler leur flottabilité. Cet organe se remplit de gaz, permettant aux poissons de monter ou descendre dans l'eau sans trop d'effort. Quand les poissons remplissent leur vésicule nageoire, ils deviennent plus légers et peuvent flotter confortablement dans l'eau.
Que Se Passe-T-Il Quand Ça Va Mal ?
Parfois, les poissons peuvent rencontrer des problèmes qui perturbent leur capacité à nager et à garder leur équilibre. Par exemple, si un poisson perd certaines cellules spéciales de sa ligne latérale (appelons-les "capteurs d'eau"), il peut avoir du mal à percevoir les changements dans l'eau autour de lui. Cela peut être causé par l'exposition à des substances nuisibles, comme le sulfate de cuivre.
Quand cela arrive, le poisson peut couler plus que d'habitude, avoir du mal à nager, ou adopter des postures bizarres. La perte de ces sens peut troubler les poissons sur leur position dans l'eau, rendant plus difficile leur nage.
Expérimenter avec les Poissons-Zèbres
Les scientifiques ont fait des expériences sur les poissons-zèbres pour comprendre comment ils s'adaptent à la perte de leurs capteurs d'eau. Dans une expérience, les chercheurs ont volontairement endommagé les cellules de la ligne latérale des poissons-zèbres pour voir comment ils réagiraient. Ils ont fait cela en exposant les poissons au sulfate de cuivre, ce qui a causé la mort des cellules ciliées dans la ligne latérale.
Tester les Poissons
Pour tester le comportement des poissons-zèbres après ce traitement, les scientifiques les ont placés dans une arène spéciale où leurs mouvements pouvaient être suivis. Ils ont mesuré à quelle fréquence les poissons nageaient, quelle hauteur ils pouvaient atteindre dans l'eau, et comment leurs positions corporelles changeaient quand ils essayaient de nager. Cela a aidé les chercheurs à en apprendre plus sur les schémas de nage des poissons et leur façon de gérer leurs nouveaux défis.
Les Luttes des Poissons-Zèbres Traitée au Cuivre
Après le traitement au cuivre, les poissons-zèbres ont montré des changements intéressants dans leur comportement de nage :
- Coulant Plus : Les poissons coulaient plus souvent que leurs frères non traités. Ils semblaient moins flottants, ce qui menait à une nage plus souvent tête en bas.
- Nage Fréquente : Pour compenser leur flottement, les poissons nageaient plus souvent, essayant de rester à flot.
- Postures Bizarres : Ils prenaient des positions la tête en haut en nageant, peut-être pour ajouter un mouvement vers le haut à chaque nage.
Les chercheurs ont constaté que les poissons-zèbres traités au cuivre nageaient différemment dans l'obscurité par rapport à la lumière. Dans le noir, ils s'appuyaient plus sur leurs mouvements de tronc pour grimper plus haut. En revanche, dans la lumière, ils utilisaient plus efficacement leurs nageoires.
Le Rôle de la Lumière dans la Nage
Les expériences incluaient également des tests des poissons-zèbres dans des conditions de lumière. Les chercheurs ont découvert que la lumière changeait leur façon de nager. Lorsqu'ils étaient exposés à la lumière, les poissons traités et non traités nageaient plus fréquemment, mais les poissons traités au cuivre grimpaient plus souvent. Ils adaptaient leurs stratégies de nage en fonction des retours visuels.
Stratégies Compensatoires en Action
Les poissons-zèbres ont montré différentes stratégies pour faire face à la perte de leurs cellules de ligne latérale :
- Dans le Noir : Les poissons-zèbres traités au cuivre augmentaient leurs rotations de tronc pour grimper. Ils s'appuyaient plus sur leurs mouvements de corps pour compenser leur perte d'équilibre.
- Dans la Lumière : Les poissons-zèbres utilisaient leurs nageoires pour se hisser en nageant. Ils combinaient le mouvement du tronc avec celui des nageoires pour rester équilibrés.
Cela a montré que les poissons-zèbres changent leurs comportements de nage en fonction des entrées sensorielles de l'environnement. Ils adaptaient leurs stratégies en fonction de la lumière ou de l'obscurité, soulignant à quel point les sens sont importants pour le mouvement.
Conclusion : L'Importance des Sens
Les poissons-zèbres sont des créatures fascinantes qui dépendent énormément de leurs sens pour nager et maintenir leur équilibre dans l'eau. Quand un de ces sens, comme la ligne latérale, est compromis, les poissons font face à toute une série de défis. Cependant, ils montrent une capacité d'adaptation remarquable en changeant leurs mouvements selon ce qu'ils peuvent percevoir.
Cette recherche ne donne pas seulement un aperçu de la façon dont les poissons-zèbres nagent, mais souligne aussi l'importance de l'intégration multisensorielle chez les animaux. Les découvertes faites avec les poissons-zèbres peuvent conduire à une meilleure compréhension de l'équilibre et du mouvement chez d'autres créatures, y compris chez les humains. Qui aurait cru que ces petits poissons pouvaient nous apprendre tant de choses sur la façon dont nous restons tous droits dans le monde ?
Titre: Larval zebrafish maintain elevation with multisensory control of posture and locomotion
Résumé: Fish actively control posture in the pitch axis (nose-up/nose-down) to counter instability and regulate their elevation in the water column. To test the hypothesis that environmental cues shape strategies fish use to control posture, we leveraged a serendipitous finding: larval zebrafish (Danio rerio) sink mildly after acute loss of lateral line hair cells. Using long-term (48 h) recordings of unrestrained swimming, we discovered that sinking larvae compensated differently depending on light conditions. In the dark, they swim more frequently with an increased nose-up posture. In contrast, larvae in the light do not swim more frequently, but do climb more often. Finally, after lateral line regeneration, larvae returned to normal buoyancy and swam comparably to control siblings. We conclude that larvae can switch postural control strategies depending on the availability of visual information. Our findings complement and extend morphological and kinematic analyses of locomotion. More broadly, by quantifying the variation in strategies our work speaks to the evolutionary substrate for different balance behaviors.
Auteurs: Samantha N. Davis, Yunlu Zhu, David Schoppik
Dernière mise à jour: Dec 20, 2024
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.23.576760
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.23.576760.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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