Des scientifiques des Universités d’Oslo (Norvège) et de Liverpool (Angleterre) ont découvert le secret de la remarquable capacité des poissons rouges à produire de l’alcool, afin de survivre à de longs hivers, sous des lacs et des étangs gelés.

Cette capacité à transformer l’eau dans laquelle ils se trouvent en alcool est en réalité une adaptation évolutive quant à l’environnement dans lequel vivent les poissons rouges (ainsi que les carassins). En effet, durant les longs mois d’hiver dans le nord de l’Europe, le carassin doit survivre dans les lacs et des étangs qui gèlent souvent pendant de longues périodes. Cela empêche tout échange d’oxygène entre la surface de l’eau et l’air, de sorte que les concentrations d’oxygène dans l’eau s’amenuisent et disparaissent.

Les êtres humains, ainsi que la plupart des animaux vertébrés, meurent en quelques minutes seulement en cas d’absence d’oxygène. Pourtant, les poissons rouges et les carassins peuvent survivre pendant des jours voire des mois, dans une eau dépourvue d’oxygène, au fond des étangs ou des lacs couverts de glace.

Afin de pouvoir survivre dans un environnement sans oxygène, ces poissons passent étonnamment à une respiration anaérobie (sans oxygène présent directement sous forme de dioxygène) durant plusieurs semaines. De ce fait, comme ils respirent de manière anaérobie, le niveau d’acide lactique dans leur corps s’accumule et pour faire face à cela, ils le transforment en éthanol (alcool), avant que ce dernier ne se diffuse, par le biais de leurs branchies, dans les eaux environnantes.

« Au cours de leur séjour dans de l’eau exempte d’oxygène dans les étangs recouverts de glace, qui peuvent durer plusieurs mois dans leur habitat du nord de l’Europe, l’alcoolémie chez les carassins peut atteindre plus de 50 mg par 100 millilitres, ce qui se situe au-dessus de la limite autorisée dans ces pays », explique Michael Berenbrink de l’Université de Liverpool en Angleterre, coauteur de l’étude, publiée dans le Scientific Reports. « Cependant, c’est encore une bien meilleure situation que l’augmentation de l’acide lactique, qui est le produit métabolique final chez d’autres vertébrés, y compris les humains, lorsqu’ils sont dépourvus d’oxygène », ajoute-t-il.

À présent, les scientifiques ont réussi à déterminer comment est-ce que les poissons arrivent à effectuer cette transformation impressionnante : ils produisent une enzyme connue sous le nom de pyruvate décarboxylase (analogue à celle trouvée dans la levure de bière), qui est la première enzyme de ce type a voir été découverte chez les vertébrés.

Tandis que la plupart des vertébrés possèdent un seul ensemble de protéines qui sont utilisées pour canaliser les glucides dans les mitochondries, les carassins et les poissons rouges en possèdent deux. Ce deuxième ensemble de protéines s’avère fortement activé lorsqu’il n’y a pas d’oxygène et permet de canaliser l’acide lactique produit lorsque la respiration anaérobie prends le dessus, le transformant en éthanol et le menant à l’extérieur des mitochondries.

« Cette recherche met en lumière le rôle des duplications de génome complet dans l’évolution biologique et dans l’adaptation des espèces aux environnements inhospitaliers », explique Cathrine Elisabeth Fagernes, de l’Université d’Oslo en Norvège, également coauteure de l’étude. « La production d’éthanol permet aux carassins de survivre et exploiter ces environnements difficiles, (…) et d’échapper aux prédateurs d’autres espèces de poissons avec lesquelles ils interagissent normalement dans des eaux oxygénées », a-t-elle conclu.

D’autres analyses génétiques suggèrent que les deux ensembles de protéines sont apparues dans le cadre d’un événement de duplication de génome complet, chez un ancêtre commun aux poissons rouges et aux carassins, il y a environ 8 millions d’années.

Sources : Scientific Reports, PhysOrg

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