Waarom heeft Nemo 3 witte strepen? Biologen wegen in

Koraalvissen staan ​​bekend om hun grote verscheidenheid aan kleuren en patronen, die elk verrassender zijn dan de volgende. Voorbeelden zijn de copperband butterflyfish (Chelmon rostratus, dat een zwart "oog" op zijn lichaam heeft), de blauwe tang (Paracanthurus hepatus) en de Picasso-triggerfish (Rhinecanthus aculeatus), waarvan de naam is gekoppeld aan de patronen van heldere kleuren aan de zijkanten.

Een van de beroemdste voorbeelden van koraalvis is de clownvis, die speelde in de geanimeerde Pixar-film Finding Nemo in 2003. Deze kleine vis, die in symbiose leeft met de zee-anemoon, is gemakkelijk herkenbaar dankzij zijn helder oranje lichaam en brede witte strepen.

Ondanks de populariteit en de brede verspreiding van de koraalvissen, begrijpen we nog niet waarom ze zoveel verschillende patronen hebben. Meer precies, hoe zijn de patronen gevormd en wat zijn de rollen van de kleuren? Om deze vragen te beantwoorden, heeft een onderzoeksteam van het Observatorium van Banyuls-sur-Mer (Frankrijk) en de Universiteit van Luik (België) besloten de clownvis en zijn neven te bestuderen. De studie werd gepubliceerd in de editie van 2018 van het tijdschrift BMC Biology.

Nemo, alias Amphiprion ocellaris, behoort tot de clownfish-groep, die ongeveer 30 soorten omvat. Hun kleurenpatroon wordt gekenmerkt door een gele, oranje, bruine of zwarte kleur met verticale witte strepen die zijn samengesteld uit lichtreflecterende cellen die iridophores worden genoemd.

Naast andere fysieke kenmerken onderscheiden clownvissen zich door hun aantal verticale witte strepen. Sommige soorten hebben dus geen strepen (Amphiprion ephippium), maar een (Amphiprion frenatus), of slechts twee (Amphiprion sebae). Amphiprion ocellaris, de beroemde Nemo, heeft drie strepen. Wat kan het verschil in het aantal banden tussen deze soorten verklaren?

Laten we de strepen tellen

Om het mechanisme te begrijpen dat leidde tot de diversiteit van pigmentpatronen, hebben we elke clownvissoort gegroepeerd op basis van het aantal verticale banden. Genetische analyse die de evolutionaire geschiedenis van clownvissen integreerde, onthulde dat hun gemeenschappelijke voorouder drie witte banden had en dat tijdens hun diversificatie de lijnen van clownvissen achtereenvolgens de staartband, de lichaamsband en ten slotte de hoofdband verloren, en dus vier mogelijke combinaties gaven:

• drie banden (hoofd, lichaam en staart)
• twee banden (hoofd en lichaam)
• één band (alleen hoofd)
• geen band.

Als we kijken naar de patronen die zich hebben ontwikkeld, is het duidelijk dat diversiteit beperkt is: terwijl de vier hierboven genoemde combinaties worden gezien, laten biologische mechanismen niet toe dat een soort anderen heeft - bijvoorbeeld een enkele streep op de staart.

En weg gaan ze over de koers van evolutie

Om te begrijpen waarom sommige streepcombinaties niet bestaan ​​in clownvissen, hebben we gekeken naar de ontwikkeling van twee soorten met twee verschillende gekleurde patronen op volwassen leeftijd, A. ocellaris, die drie strepen heeft, en A. frenatus, die maar één streep heeft, op zijn kop.

De strepen in A. ocellaris verschijnen in een welomschreven volgorde tijdens de transformatie van de larve naar de jonge volwassene - eerst die van het hoofd, dan het lichaam en ten slotte de staart. Dat wil zeggen, in de omgekeerde volgorde dat ze voor sommige soorten verdwenen tijdens het proces van evolutie.

Zie ook: Deze MIT-Made Robot Fish zal de fragiele koraalriffen ter wereld bestuderen

Een tweede verrassende waarneming was dat A. frenatus toont dezelfde ontwikkeling als A. ocellaris in het larvale stadium, met de opeenvolgende verschijning van drie witte banden van kop tot staart, terwijl volwassen individuen er slechts één hebben. Deze banden worden vervolgens verloren in de omgekeerde volgorde waarin ze evolueerden, van staart tot hoofd.

Deze resultaten suggereren dat het chronologische verlies van de banden tijdens de evolutie werd beperkt door de volgorde van het uiterlijk van de banden tijdens de ontwikkeling en dat er een sterk verband bestaat tussen fylogenese (evolutionaire geschiedenis) en ontogenese (individuele ontwikkeling). Dit leidt tot de hypothese dat bandvorming wordt gecontroleerd door een nauwkeurig genetisch mechanisme en afhankelijk is van de antero-posterieure polariteit van de vis. Deze mechanismen moeten nog worden ontdekt.

Eindelijk, waar zijn de strepen voor?

Om deze vraag te beantwoorden, vergeleken we de diversiteit van witte strepenpatronen in natuurlijke clownvisgemeenschappen met de diversiteit die te vinden is in gemeenschappen waar de diversiteit van witte streeppatronen volledig willekeurig zou worden verspreid. Door deze simulaties konden we aantonen dat de kans op het hebben van clownvissen met hetzelfde aantal banden in dezelfde regio zeer zeldzaam was.

Verschillende ecologische factoren kunnen deze niet-willekeurige verdeling beïnvloeden en het is waarschijnlijk dat het aantal witte banden toestaat dat clownvissen elkaar herkennen. Deze erkenning is essentieel in de sociale organisatie van deze vissen, die leven tussen anemonen waar verschillende soorten naast elkaar kunnen bestaan. En juist door deze erkenning kunnen Nemo en zijn vader elkaar vinden aan de andere kant van de oceaan - een gelukkig einde voor iedereen.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd in het Frans.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation van Pauline Salis, Bruno Frederich en Vincent Laudet. Lees hier het originele artikel.