L'acoustique, un moteur de l’évolution négligé chez les poissons

Une étude menée par le Laboratoire de morphologie fonctionnelle et évolutive révèle l'importance insoupçonnée de la communication acoustique dans l’évolution des poissons-coffres. Cette découverte offre de nouvelles perspectives sur le rôle de la communication acoustique dans l’histoire évolutive de nombreux groupes de poisson.

D'

une manière générale, les études cherchant à comprendre l’histoire évolutive de groupes de poissons, notamment chez les Cichlidae ou les poissons-clowns, utilisent les patrons de coloration comme moyen de reconnaissance spécifique ou de sélection sexuelle. "Cet aspect néglige cependant complètement le fait que beaucoup de poissons peuvent utiliser la communication acoustique dans un même but, explique Eric Parmentier, directeur du Laboratoire de morphologie fonctionnelle et évolutive.  Les sons produits par les poissons sont alors trop souvent relégués au second plan par les scientifiques au profit des signaux visuels. Pourtant, de nombreuses espèces utilisent le son dans des relations sociales comme la reproduction, la défense du territoire, etc." C’est dans ce contexte que s’inscrit une nouvelle étude qui explore les mécanismes de production sonore chez les poissons-coffres.

Les poissons-coffres (famille des Ostraciidae) sont immédiatement reconnaissables grâce à leur corps rigide et anguleux, formé par la fusion de plaques osseuses, ce qui leur donne une forme de boîte très caractéristique. Parmi les 37 000 espèces de poissons reconnues, seuls les Ostraciidae et les Aracanidae ont développé cette carapace osseuse qui ressemble à une armure dermique. "Ce blindage naturel constitue une protection efficace contre les prédateurs, mais a un coût évolutif qui limite fortement leur flexibilité corporelle, reprend le chercheur". Incapables d’onduler leur corps comme la majorité des poissons, les poissons-coffres ont dû développer une nage atypique, reposant exclusivement sur leurs nageoires pectorales, dorsale et anale pour se mouvoir. Cette méthode leur donne une allure flottante, presque comme un drone aquatique. Une particularité au niveau de leur nage et de leur manœuvrabilité dans des environnement complexes qui a d'ailleurs permis d'améliorer les performances  des robots sous-marins ou des nacelles dirigeables, tant ils sont capables d'évoluer dans des environnements marins complexes.

Les Ostraciidae se divisent en deux sous-familles : les Ostraciinae que l'on retrouve  exclusivement dans l’Indo-Pacifique et les Lactophrysinae, originaires de l’Atlantique. "Toutes les espèces sont capables d’émettre des sons, mais les données acoustiques manquent, en particulier pour les espèces atlantiques dont le mécanisme sonore restait inconnu jusqu’à présent" explique le Pr Éric Parmentier. Les chercheurs ont mis en évidence chez ces espèces qui vivent dans l'Atlantique un appareil sonore inédit, appelé sphaera sonica. Cette structure se compose de deux masses globulaires de tissu conjonctif entourées de muscles soniques rapides. "Le système peut s’apparenter aux sphères utilisées en piscine pour générer des vagues. Les cycles de  contraction/relaxation de ces muscles entraînent des mouvements de va-et-vient des masses dans la vessie natatoire, générant ainsi du son. Les espèces pacifiques possèdent un système plus spécialisé, sans masses globulaires, mais avec des muscles bien distincts organisés autour de la vessie natatoire." Ainsi les espèces de l’Atlantique seraient témoins de reliques des Ostraciidae tandis qu’au niveau de l’Indo-Pacifique ils auraient été supplantés par les poissons qui ont développé un système acoustique plus spécialisé.

L’histoire ne s’arrête pas là. Une analyse anatomique comparative a également révélé l'absence de mécanisme sonore chez les Aracanidae, dont l’armure externe est moins solide. La comparaison entre les deux familles permet de souligner que certains muscles impliqués dans les mouvements de nage ondulatoire chez les Aracanidae seraient homologues aux muscles soniques des des Ostraciidae. Chez ces derniers, l’enfermement dans une boîte osseuse plus rigide aurait entraîné la perte de la fonction locomotrice initiale de ces muscles. Deux voies évolutives étaient alors possibles : leur disparition pure et simple ou le développement d’une nouvelle fonction. "C’est cette seconde option qui s’est concrétisée au cours de l’évolution vers les Ostraciidae, avec l’apparition de la communication acoustique. Cette transformation illustre une transition évolutive marquée, de poissons muets à des espèces vocales, accompagnée d’une spécialisation progressive des structures productrices de sons."

Cette étude démontre une transition évolutive d’une fonction vers une autre avec en plus l’évolution secondaire vers un mécanisme sonore plus élaboré et souligne l’importance de la communication acoustique comme facteur évolutif, en plaidant pour une réévaluation de son rôle dans l’histoire naturelle des poissons.

Référence scientifique

Eric Parmentier, Louise Eche, Céline Greeven, Marine Banse, Frédéric Bertucci, Marc Thiry, Xavier Raick, Terry J Donaldson, David Lecchini, Morphological innovations and evolutionary transitions in boxfish acoustic communication, Biological Journal of the Linnean Society, Volume 146, Issue 2, October 2025.

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Éric Parmentier