Relationship between gonadosomatic index and spawning-capable status based on gonadal histology in the moonfish Mene maculata

Dans l'immense océan de la diversité des poissons, certaines espèces se distinguent non seulement par leur apparence, mais aussi par leur existence solitaire. Le poisson-lune, Mene maculata, est le seul membre vivant de sa famille entière, une lignée évolutive unique dispersée à travers les eaux chaudes de l'Indo-Pacifique occidental. Pour les scientifiques qui étudient ces créatures, comprendre comment elles se reproduisent est la clé de la compréhension de leur survie. Un outil courant utilisé pour suivre la reproduction chez les poissons est l'indice gonadosomatique, une mesure simple qui compare le poids des organes reproducteurs d'un poisson à son poids corporel total. Lorsque ce chiffre augmente, cela signale généralement que le poisson se prépare à frayer. Cependant, ce chiffre n'est qu'un instantané de la taille ; il ne montre pas ce qui se passe réellement à l'intérieur des cellules. Pour savoir véritablement si un poisson est prêt à libérer des œufs ou du sperme, les chercheurs doivent examiner le développement microscopique de ces cellules, un processus qui révèle si le poisson est réellement capable de frayer ou s'il porte simplement des organes lourds.

Pour le poisson-lune, les études précédentes s'étaient appuyées sur ces mesures basées sur le poids pour deviner quand les poissons frayaient, suggérant une saison de pointe autour de la fin de l'été et du début de l'automne. Certaines observations antérieures laissaient même entendre que ces poissons pourraient libérer tous leurs œufs d'un coup, une stratégie connue sous le nom de ponte totale. Mais sans regarder à l'intérieur des ovaires et des testicules, ces idées restaient non prouvées. Une équipe de chercheurs s'est donné pour mission de combler cette lacune en examinant le tissu réel des poissons-lunes collectés dans les eaux au large du Japon. Ils voulaient voir si le poids des organes reproducteurs correspondait réellement à la maturité biologique du poisson, et déterminer si l'histoire évolutive unique du poisson-lune avait conduit à des structures reproductives inhabituelles.

Les scientifiques ont collecté des poissons-lunes vivants et les ont gardés dans des réservoirs au Musée des sciences marines de Fukushima, les nourrissant de krill et de crevettes pour les maintenir en bonne santé. Au fil du temps, certains poissons sont morts naturellement, tandis que d'autres ont été soigneusement euthanasiés pour l'étude. L'équipe a mesuré la longueur et le poids de chaque poisson, puis a soigneusement retiré les organes reproducteurs. Ils ont conservé ces tissus dans des solutions chimiques, les ont découpés en sections incroyablement fines et les ont colorés avec des teintures pour rendre les cellules visibles sous un microscope. Cela leur a permis de voir le stade exact de développement de chaque œuf ou cellule de sperme, des tout débuts minuscules et précoces jusqu'aux cellules pleinement matures prêtes à être libérées.

Lorsqu'ils ont examiné les mâles de l'espèce, ils ont trouvé une structure étonnamment ordinaire pour un poisson aussi unique. Les testicules étaient organisés en petits lobes, et les cellules souches qui produisent le sperme étaient réparties librement dans ces lobes plutôt que d'être confinées à une extrémité. Ce schéma est commun à de nombreux poissons modernes, suggérant que le poisson-lune n'a pas évolué vers une manière spéciale et unique de produire du sperme. Plus important encore, les chercheurs ont découvert que le poids des testicules ne racontait pas toute l'histoire. Ils ont examiné sept mâles et ont constaté que même ceux ayant des poids d'organes reproducteurs très bas possédaient déjà du sperme pleinement mature prêt à être libéré. En fait, chaque mâle examiné, quel que soit le poids de ses testicules par rapport à son corps, était biologiquement prêt à frayer. Cela suggère que pour le mâle du poisson-lune, une faible mesure de poids ne signifie pas qu'il n'est pas prêt à se reproduire ; il peut conserver du sperme mature sans que ses organes reproducteurs n'aient besoin de gonfler de manière significative.

L'histoire était différente pour les femelles. Les chercheurs ont constaté que le poids des ovaires augmentait effectivement à mesure que le poisson grandissait, et ils ont identifié une femelle présentant un poids d'organe reproducteur particulièrement élevé. À l'intérieur de ce poisson, ils ont vu un mélange complexe d'œufs à chaque stade de développement possible. Il y avait des œufs minuscules et immatures commençant tout juste à croître, des œufs de taille moyenne se remplissant de nutriments, et de gros œufs matures prêts à être libérés. La présence simultanée d'œufs à différents stades est la marque de fabrique d'un « ponteur par lots » (batch spawner), un poisson qui libère ses œufs par groupes sur une période de temps plutôt que de tout déverser d'un coup. Cette découverte contredit directement l'idée antérieure selon laquelle le poisson-lune serait un ponteur total. Les autres femelles examinées possédaient principalement des œufs immatures, indiquant qu'elles n'étaient pas encore prêtes à frayer.

L'étude conclut que, bien que le poids des organes reproducteurs puisse être un indice utile, il n'est pas un indicateur parfait de la maturité, surtout pour les mâles. Pour le poisson-lune, un mâle peut être pleinement capable de frayer même lorsque ses organes reproducteurs sont petits, tandis que la maturité d'une femelle est liée à un état interne spécifique et complexe où les œufs de toutes tailles croissent ensemble. En regardant les cellules réelles plutôt que seulement le poids, les chercheurs ont fourni une image plus claire de la façon dont cet unique poisson se reproduit. Ils ont découvert que le poisson-lune libère probablement ses œufs par lots tout au long de la saison, une stratégie qui peut aider à assurer la survie de sa progéniture dans l'océan ouvert. Cet examen détaillé de l'intérieur du poisson confirme que le poisson-lune, bien qu'étant le dernier de son espèce, suit des modes de reproduction partagés par beaucoup de ses parents éloignés, mêlant le familier à l'unique.