Ce que le poisson des cavernes mexicain peut nous apprendre sur notre avenir de patate de canapé

Ce que le poisson des cavernes mexicain peut nous apprendre sur notre avenir de patate de canapé

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Les humains se sont abrités sur place pendant des semaines au début de la pandémie de coronavirus, permettant à ce qui était déjà un mode de vie sédentaire pour de nombreuses personnes de descendre pendant des heures interminables pour assister à des réunions Zoom, diffuser des films et attendre des livraisons de nourriture.

Pourtant, dans le domaine des patates de canapé, nous sommes des amateurs.

Selon une nouvelle étude publiée dans les Actes des Académies nationales des sciences, une espèce de poisson lavée par les inondations dans les sombres grottes mexicaines s’est essentiellement abritée sur place au cours des 160 000 dernières années, subissant des modifications génétiques qui ont réinitialisé son métabolisme. Au cours de milliers de générations, le poisson des cavernes mexicain s’est adapté à la vie recroquevillé dans l’équivalent poisson d’une tanière miteuse avec peu de lumière ou de nourriture; il a appris à nager lentement, à mourir de faim pendant de longues périodes et à se débrouiller avec moins de masse musculaire et plus de graisse.

Mais ne vous attendez pas à ce que leur succès à long terme dans la voie lente incite votre médecin à recommander un régime de plus d’heures devant l’ordinateur et la télévision, avec de généreuses siestes entre les deux. Une vie d’inactivité expose les gens à un risque plus élevé de maladie cardiaque, d’obésité, d’hypertension artérielle, d’hypercholestérolémie, d’accident vasculaire cérébral, de diabète de type 2 et de certains cancers.

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“Ce que j’ai trouvé intéressant, c’est que chez les humains, on a compris depuis longtemps qu’un mode de vie sédentaire entraîne des résultats assez négatifs pour la santé, mais ceux-ci surviennent au cours d’une vie”, a déclaré Joshua Gross, professeur agrégé de biologie à l’Université de Cincinnati. n’a pas été impliqué dans la nouvelle recherche.

“Cette étude donne une idée de la façon dont l’inactivité peut se produire non seulement dans une vie, mais [in] changements évolutifs à long terme.

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Parce que l’inactivité est si mauvaise pour la santé humaine, il est considéré comme contraire à l’éthique pour les scientifiques de mener des expériences comparant des groupes de personnes actives et inactives.

Grâce à Cavefish, cependant, ils n’ont pas à le faire. Lorsque les inondations ont emporté des poissons mexicains de la rivière tetra, Astyanax mexicains, dans environ 30 grottes différentes, d’autres poissons de la même espèce sont restés à la surface, offrant une étude naturelle dans des voies évolutives contrastées.

Aussi surprenant que cela puisse paraître, le poisson des cavernes est un bon modèle pour examiner les éventuels changements de développement à long terme qui pourraient être réservés aux humains si nous transmettions notre passivité sur des centaines ou des milliers de générations.

Les humains et les poissons des cavernes sont tous deux des vertébrés – des animaux avec une colonne vertébrale – et partagent environ 80% des mêmes gènes, a déclaré Nicolas Rohner, auteur de l’étude et professeur agrégé au Stowers Institute for Medical Research, une organisation de recherche biomédicale à but non lucratif à Kansas City, Mo.

Pendant des années, les scientifiques ont étudié la cécité et la perte de pigmentation chez les poissons des cavernes pour mieux comprendre ces conditions chez l’homme. Ils ont découvert que l’un des quatre gènes chez les personnes qui peuvent muter et causer l’albinisme est également crucial pour l’albinisme chez les poissons des cavernes. De plus, l’obésité chez les deux espèces peut être attribuée à des mutations dans un gène qu’elles partagent.

Certaines des mêmes circonstances expliquent également l’oisiveté chez les deux espèces.

“Les poissons des cavernes bougent moins parce qu’ils n’ont pas de prédateurs”, a déclaré Rohner, expliquant que les humains modernes bénéficient du même luxe. Dans les bassins où vivent les poissons des cavernes, il n’y a pas de courants contre lesquels pousser, ce qui signifie que lorsqu’ils nagent, ils rencontrent peu de résistance. Quant aux humains, beaucoup ont développé un mode de vie dépendant de la voiture dans lequel il y a beaucoup moins besoin de marcher, ce qui signifie que nous passons collectivement moins de temps à propulser nos jambes vers le haut ou à pousser notre corps contre un vent violent.

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Dans son laboratoire, Rohner a élevé environ cinq générations de poissons des cavernes et de poissons de surface. Lui et ses collègues ont testé des versions sauvages et élevées en laboratoire du poisson, comparant tout, y compris la vitesse de nage, la composition corporelle, les organes, les tissus et même les niveaux de protéines.

Les scientifiques ont découvert que les poissons des cavernes nagent environ 3,7 fois plus lentement que les poissons qui vivaient à l’extérieur des grottes. Étant donné que les poissons des cavernes n’avaient pas besoin d’employer le type de nage en rafale nécessaire pour échapper aux prédateurs, ils ont évolué en nageurs lents et continus.

L’équipe a également découvert les fondements génétiques de certains traits. Chez les poissons des cavernes, des groupes de gènes qui contribuent au dépérissement ou à la perte de tissu musculaire ont été découverts, ce qui signifie qu’ils avaient une masse musculaire inférieure à ceux qui étaient restés à l’extérieur des grottes. Cependant, les gènes qui régulent la vitesse de nage et la capacité des muscles à se contracter ont été rejetés.

“C’est l’une des études les plus approfondies que j’ai vues”, a déclaré William Jeffery, un éminent professeur de biologie à l’Université du Maryland qui a étudié les poissons des cavernes pendant plus de 20 ans. “Ce travail effectué en laboratoire a ensuite été emmené sur le terrain et confirmé – je ne pense pas avoir vu cela dans une étude comme celle-ci si bien faite.”

Jeffery a ajouté que l’étude est la première à montrer que les poissons des cavernes ont subi un compromis au cours de leur évolution : perdre du muscle mais accumuler de la graisse.

Les scientifiques ont découvert un curieux contraste entre les poissons sauvages et ceux élevés en laboratoire en ce qui concerne la taille des fibres musculaires. Habituellement, les fibres musculaires plus petites sont associées à une nage moins vigoureuse et à une atrophie musculaire.

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“Nous avons été surpris de constater que les poissons des cavernes de laboratoire avaient des fibres musculaires plus grandes que les poissons de surface de laboratoire”, a écrit Luke Olsen, co-auteur de l’article et étudiant diplômé du laboratoire de Rohner, dans un e-mail. Cependant, les scientifiques ont trouvé exactement le contraire lorsqu’ils ont examiné des poisson : le poisson des cavernes avait des fibres musculaires plus petites que le poisson de surface.

Olsen a déclaré qu’ils pensaient que la raison en était que les poissons des cavernes recevaient plus de nourriture en laboratoire qu’ils ne le feraient dans la nature.

L’obscurité des grottes ne permet pas la photosynthèse, le procédé utilisé par les usines pour convertir la lumière du soleil en énergie et générer de l’oxygène. Le manque de vie végétale a posé un défi pour les poissons des cavernes. Certaines populations partagent des grottes avec des chauves-souris et se nourrissent du guano de chauve-souris qui pénètre dans l’eau. D’autres poissons des cavernes se nourrissent de grillons des cavernes et consomment des crustacés microscopiques transportés à l’intérieur par des gouttes à travers le plafond. En général, cependant, ils doivent faire face à un approvisionnement alimentaire rare par rapport aux poissons de surface.

En laboratoire, les poissons des cavernes convertissent l’apport alimentaire plus généreux en sucres et en graisses, qui sont stockés dans les fibres musculaires, ce qui les fait grossir.

“Il semble que les poissons des cavernes aient reconfiguré le rôle traditionnel des fibres musculaires” dans la contraction musculaire, a déclaré Olsen. Les poissons des cavernes utilisent leurs fibres musculaires comme “un site de stockage pour les réserves de carburant”. C’est l’excès de graisse stocké qui aide le poisson des cavernes à traverser des périodes de famine d’un mois ou plus.

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