Cet article dans les coulisses a été fourni à LiveScience en partenariat avec la National Science Foundation.
Parce que "elle" apparaît tous les quatre jours, je savais qu'elle allait frayer aujourd'hui. Je suis sorti du lit au carillon de mon réveil Winnie l'Ourson fiable, j'ai glissé dans ma combinaison, j'ai attrapé ma lampe de poche sous-marine et suis tombé dans la cuisine du Bellairs Research Institute à la Barbade pour préparer mon café, fier d'être éveillé avant même le coqs a annoncé le début de l'aube.
J'ai gardé un œil sur ma montre car l'heure de la première lumière change chaque jour, et si j'arrivais dans l'eau même une seconde en retard, elle me manquerait.
Un rendez-vous matinal
Comme d'habitude, mon arrivée à la plage a coïncidé avec le reflux des fêtes sur la plage tard dans la nuit; l'aube se lève trop tard pour les fêtards de la nuit et trop tôt pour la plupart des autres - mais juste pour elle et moi. Je nageai le long du récif avec ma lampe de poche éteinte, profitant de la vue des fêtes de plancton bioluminescent vert vif et des patrouilles de chasse au calmar et au poisson écureuil.
Parce que j'avais visité cet endroit pendant tant de transitions de la nuit à l'aube, j'ai facilement trouvé sa maison: une section de récif de la taille du cercle de saut au ballon au milieu d'un terrain de basket. Mais elle était hors de vue - probablement encore endormie dans l'une des grottes de son territoire.
Mais quelques minutes après mon arrivée, le premier soupçon de lever de soleil a jeté juste assez de lumière pour que je discerne sa forme alors qu'elle émergeait. Même si sa demeure était généreusement recouverte de délicieuses algues de gazon, elle a sauté le petit-déjeuner et s'est rapidement et soigneusement dirigée le long du récif jusqu'à la maison de son compagnon. Quand elle est arrivée là-bas, son compagnon l'a saluée avec une série de trempettes et d'autres manœuvres. Elle a ensuite commencé à pondre ses œufs sur un nid qu'il avait déjà préparé pour elle.
Une paire de demoiselles à queue jaune se reproduisait. Typique de la demoiselle des Caraïbes, cette paire a frayé à l'aube. Et comme toute demoiselle, la paire a frayé sur le territoire masculin.
Le dilemme d'une demoiselle
Pour frayer sur le territoire masculin, une femelle demoiselle doit quitter son propre territoire. Mais, contrairement à une personne, une femelle demoiselle ne peut pas empêcher les invasions de domicile en verrouillant la porte derrière elle ou en comptant sur les voisins pour surveiller sa maison pendant son absence.
Au contraire, alors qu'une femelle demoiselle est absente, son territoire est complètement non défendu et vulnérable aux invasions d'autres poissons, y compris les voisins, qui peuvent le repérer pour prendre le contrôle et voler sa nourriture. Par conséquent, plus une femme est partie, plus elle risque de perdre «la maison».
Il pourrait donc être logique de supposer que la femelle demoiselle minimiserait son temps de ponte. Mais à la Barbade, j'ai observé le contraire: les femelles demoiselles interrompaient fréquemment leurs activités de frai pour visiter les stations de nettoyage à proximité des territoires de leurs partenaires.
Une station de nettoyage est un emplacement de récif qui abrite des organismes de nettoyage tels que les gobies et les crevettes, qui éliminent d'autres organismes du corps des poissons. Les poissons connaissent l'emplacement de ces stations et les visitent probablement pour nettoyer leur corps des organismes qui les irritent d'une manière ou d'une autre, de la même manière que les tiques ou les puces irritent les gens.
Une escale de frai dans une station de nettoyage prolonge l'absence d'une demoiselle de son propre territoire et augmente ainsi sa vulnérabilité aux invasions. Alors, comment dans le monde les demoiselles femelles résolvent-elles ce dilemme et minimisent-elles leur risque de perdre leurs territoires pendant la ponte?
D.L. Kramer de l'Université McGill et moi avons finalement répondu à cette question, mais ce faisant, j'ai découvert de nouvelles questions qui, me narguant, ont également demandé des réponses.
Par exemple, en plus d'indiquer que les femelles demoiselles visitent les stations de nettoyage le matin lorsqu'elles frayent, mes observations de demoiselles à la Barbade ont également indiqué qu'elles visitent les stations de nettoyage (près de leurs propres territoires) pendant les matinées sans frai. Je me demandais, qu'est-ce qui oblige la femelle demoiselle à passer autant de temps le matin dans les stations de nettoyage?
Pour répondre à cette question, j'ai dû identifier quels organismes étaient retirés des demoiselles dans les stations de nettoyage. Mes efforts en ce sens m'ont amené à de généreux collègues - dont George Benz, Alexandra Grutter, Isabelle Côté et Nico Smit - qui m'ont fait découvrir le monde merveilleux des isopodes gnathiides.
Parasites: champions biologiques
Les isopodes gnathiides sont des parasites. Un parasite est un organisme qui vit sur ou à l'intérieur d'un organisme hôte sans le tuer et qui dépend de son hôte pour sa survie.
Malgré la connotation négative du mot parasite, les parasites profitent du mode de vie le plus réussi au monde! En fait, les parasites représentent la majorité des habitants des récifs coralliens, qui sont les écosystèmes les plus diversifiés du monde. Pour vraiment comprendre les récifs coralliens et comment ils seront affectés par les changements environnementaux, nous devons comprendre leurs parasites.
Les gnathiides sont des parasites particulièrement inhabituels car ils ne se nourrissent que de larves, et la seule chose que mangent les larves de gnathiides est le sang. Étonnamment, les gnathiidés adultes ne se nourrissent pas du tout. Mais en termes de mes recherches, la chose la plus importante à propos des gnathiidés est qu'ils servent de nourriture principale pour des poissons plus propres.
Une relation à trois
En raison de la dépendance des poissons plus propres vis-à-vis des gnathiidés, je savais que je devais en savoir plus sur les gnathiides afin de mieux comprendre la relation entre les poissons plus propres et les demoiselles.
J'ai étudié les gnathiides en plaçant un groupe de poissons sur une section d'un récif dans de petits hôtels de poissons (cages) et en mesurant leurs charges de gnathiides toutes les deux heures sur un cycle de 24 heures. Mes résultats ont révélé que le poisson transportait les charges de gnathiides les plus lourdes la nuit et à l'aube.
Ces résultats suggèrent que lorsque les demoiselles se réveillent le matin, elles ont probablement des charges de gnathiides relativement lourdes. L'irritation matinale causée par ces charges conduit probablement les demoiselles infestées vers des stations de nettoyage, où les poissons plus propres - désireux de se régaler de leur nourriture préférée - réduisent leurs charges de gnathiides. Donc, pour une demoiselle, une visite matinale à un poisson nettoyant ressemble probablement à une douche matinale.
Parasite innocent ou porteur de maladie?
Ces résultats indiquent que les gnathiidés exercent une influence significative sur les activités quotidiennes des poissons de récif et sont donc des acteurs majeurs de l'écologie des récifs.
Mais les gnathiides sont également potentiellement importants pour d'autres raisons. Par exemple, leurs homologues terrestres sont les tiques et les moustiques, qui transmettent les micro-organismes responsables de la maladie de Lyme et du paludisme. De même, les gnathiidés en Australie, en Afrique du Sud et en Europe semblent transmettre divers parasites à diffusion hématogène.
Donc, après avoir résolu le mystère des nettoyages matinaux des demoiselles, et toujours fasciné par les gnathiides, je suis passé à une nouvelle question: les gnathiides des Caraïbes transmettent-ils des maladies? Comme vous pouvez l'imaginer, des centaines de chercheurs étudient actuellement la biologie des tiques et des moustiques, mais seule une poignée étudie la biologie des gnathiidés. Donc, la réponse est… WDK (nous ne savons pas).
Même si les océans occupent la majorité de la planète, les scientifiques en savent beaucoup moins sur les facteurs environnementaux qui provoquent la transmission des maladies dans les océans que sur terre. Pour accroître nos connaissances sur ce sujet important, la National Science Foundation a généreusement soutenu les efforts de mon équipe pour comprendre les liens entre les changements dans les environnements des récifs des Caraïbes et la propagation des parasites véhiculés par le sang par les gnathiidés.
Une chasse au trésor dans les Caraïbes
Lorsque mon équipe de recherche et moi avons commencé à étudier les gnathiidés, nous savions que les gnathiidés des Caraïbes infestaient de nombreux types de poissons. Mais nous ne savions pas si tous, ou même certains, des poissons infestés de gnathiides dans les Caraïbes sont infectés par des parasites sanguins qui causent des maladies. Si notre étude révélait que ces poissons infestés de gnathiidés étaient exempts de parasites sanguins, cela aiderait à exonérer les gnathiids comme propagateurs de maladies. Mais si, d'un autre côté, notre étude révélait que certains ou tous ces poissons infestés de gnathiides portaient des parasites sanguins, cela impliquerait que les gnathiids pourraient propager la maladie.
La première étape de notre étude a donc été de déterminer si les poissons infestés de gnathiidés dans les Caraïbes sont porteurs de parasites sanguins. Cette partie de l'étude a été compliquée par le fait que les parasites du sang sont notoirement inégaux. Autrement dit, un endroit peut être associé à des parasites sanguins, tandis qu'un autre endroit peut être complètement, ou presque, dépourvu de parasites sanguins.
Cela signifiait que, pour couvrir toutes nos bases, nous devions échantillonner des poissons provenant de plusieurs endroits. Nous étions sur une chasse au trésor des Caraïbes! Tout compte fait, nous avons collecté plus de 1 500 poissons d'espèces variées dans cinq îles des Caraïbes.
Parce que les parasites que nous avons recherchés résident… vous l'avez deviné… le sang, nous avons dû anesthésier chaque poisson (sans le tuer), en prélever un peu de sang et conserver le sang collecté sur une lame. Nous avons ensuite expédié nos échantillons à mes collaborateurs, Nico Smit en Afrique du Sud et Angela Davies au Royaume-Uni - qui ont tous deux des années d'expérience dans la recherche de parasites sanguins dans les poissons, une tâche compliquée.
Dans les rues
Mes collègues assidus ont examiné des centaines de lames de sang de poissons des Caraïbes sans détecter de parasites sanguins. Je me demandais si nous avions échantillonné les mauvaises espèces de poissons ou si nous avions échantillonné les mauvais sites?
J'étais sur le point de partir pour une session de Sea and Learn à Saba - une île vierge des Caraïbes. En tant que scientifique, j'apprécie l'importance de partager la science et la recherche avec des non-scientifiques.Je contribue donc au programme Sea and Learn, qui amène régulièrement des scientifiques sur l'île pour faire des présentations à la communauté, animer des ateliers avec des étudiants locaux de la maternelle à la 12e année et associer des non-scientifiques à la recherche.
Juste avant mon départ, j'ai reçu un e-mail révolutionnaire de Nico. L'email de Nico disait que - Hourra! - une de nos lames avait été testée positive pour les parasites sanguins. Alors, qui étaient les chanceux infectés? Vous l'avez deviné… demoiselle. Le courriel de Nico comprenait également des photographies que je pouvais partager avec Sea and Learn. Heureux!
La science peut vous emmener dans des montagnes russes sauvages, avec des surprises passionnantes et de l'incertitude à presque chaque tour.
La chasse au trésor continue
De Saba, je l'ai fait à queue haute jusqu'à Saint-Martin, qui a une population particulièrement importante de demoiselles. Je suis actuellement président d'une excellente organisation environnementale basée à Saint-Martin appelée Environmental Protection in the Caribbean, qui a aidé à prendre des dispositions pour que je travaille avec Tadzio Bervoets de la St. Maarten Nature Foundation pour recueillir des échantillons de sang de demoiselles.
Mon équipe de recherche et moi-même collectons et analysons toujours des échantillons de sang de demoiselles de plusieurs îles des Caraïbes afin de:
- Déterminer si les demoiselles infectées par des parasites obtiennent leurs parasites des gnathiidés
- Identifier les effets des infections des parasites du sang sur les poissons
- Déterminer la prévalence des parasites sanguins chez les demoiselles des Caraïbes
Nos derniers résultats révèlent que les demoiselles de St. Maarten et Saba sont infectées par des parasites sanguins. Nous espérons qu'un échantillonnage supplémentaire nous aidera à déterminer qui propage ces parasites.
De plus, mon équipe de recherche et moi-même collectons et analysons des échantillons de sang de divers types de poissons des Caraïbes en plus de la demoiselle. Ce faisant, nous avons découvert de nombreuses nouvelles espèces de parasites du sang qui n'ont pas encore été décrites et nommées scientifiquement. Plus de grain pour les recherches futures!
Plus d'articles LiveScience sur les recherches de Paul Sikkel.
Éditeur's Remarque: Les chercheurs décrits dans les articles des coulisses ont été soutenus par le Fondation nationale de la science, l'agence fédérale chargée de financer la recherche fondamentale et l'enseignement dans tous les domaines de la science et de l'ingénierie. Les opinions, constatations et conclusions ou recommandations exprimées dans ce document sont celles de l'auteur et ne reflètent pas nécessairement les vues de la National Science Foundation. Voir le Archives des coulisses.
