Un étudiant en biologie marine étudie la forme du museau des syngnathes de Californie

Aug 28, 2023

Dans un laboratoire de McCarthy Hall, Anabell Espinosa, étudiante diplômée en biologie, retire d'un bocal en verre un échantillon de musée d'un syngnathe de Californie. Elle place ensuite le spécimen au microscope pour examiner la forme de sa tête.

En regardant au microscope, elle se concentre sur la tête pour déterminer les relations entre la morphologie de la tête et l'écologie et l'évolution de ces poissons longs et minces.

Avec un visage ressemblant à un dragon de mer, un corps semblable à celui d'un serpent et un museau mince, cinq espèces de syngnathes ont été historiquement signalées dans les eaux côtières du sud de la Californie. Les syngnathes, qui mesurent de 6 à 8 pouces de longueur, sont des parents de l'hippocampe et du dragon de mer qui vivent de manière cryptique parmi les herbiers marins et les algues.

Une étude de 2019 publiée dans le Journal of Fish Biology par des biologistes marins, dont Douglas J. Eernisse et Kristy L. Forsgren, professeurs de sciences biologiques à Cal StateFullerton, a proposé de classer quatre de ces syngnathes en une seule espèce, car ils ont la même constitution génétique et des caractéristiques similaires.

Malgré tout, au sein de cette espèce récemment révisée (Syngnathus californiensis), il semble y avoir deux formes de tête bien visibles avec des caractéristiques de bouche et de museau différentes, a déclaré Ryan Walter, professeur agrégé de sciences biologiques et conseiller de recherche d'Espinosa.

Pour en savoir plus sur ces deux morphologies apparemment différentes au sein de cette espèce, Espinosa caractérise la diversité des formes de tête chez les individus et recherche des liens avec l'environnement où se trouvent ces poissons.

"La recherche de la thèse d'Anabell aidera à documenter d'importantes variations morphologiques qui sont probablement à l'origine des différences écologiques entre les syngnathes de Californie", a déclaré Walter.

Espinosa a ajouté que son étude donnerait aux scientifiques plus d'informations sur les différences morphologiques des espèces en fonction de l'endroit où habitent ces syngnathes.

"Ces connaissances amélioreront notre compréhension des processus évolutifs et de la diversification des syngnathes de l'océan Pacifique oriental", a déclaré Espinosa, qui a étudié l'ADN du syngnathe aux côtés de Walter.

Le Dr Kenneth H. Coale Graduate Scholar Award du Conseil des affaires océaniques, des sciences et de la technologie de l'Université d'État de Californie (COAST), la bourse d'études pour la réussite des étudiants vétérans du CSUF et la bourse Pa'lante financent son projet de recherche.

Pour son travail en laboratoire, Espinosa a obtenu des spécimens de musée provenant des collections ichtyologiques des musées d'histoire naturelle du comté de Los Angeles et de la Scripps Institution of Oceanography de l'UC San Diego.

Walter a déclaré qu'Espinosa appliquait la morphométrie géométrique, une technique qui peut révéler des différences subtiles mais importantes dans la forme et les parties du corps des organismes.

"Cette technique a été utilisée sur les nageoires et les mâchoires des poissons, les ailes des papillons et les crânes des mammifères pour découvrir d'importantes sources de variation et révéler une nouveauté évolutive", a-t-il ajouté.

Les résultats de ses recherches révèlent que la morphologie du museau du syngnathe de Californie semble être liée à l'endroit où vit le poisson.

"Plus précisément, les populations de syngnathes du nord - de San Francisco à l'Alaska - ont un museau plus allongé, tandis que les populations de syngnathes du sud - de Santa Barbara à la Basse-Californie - ont un museau plus large et plus court", a déclaré Espinosa, qui a présenté ses recherches virtuellement cet été à Evolution. 2023, une conférence mondiale sur la recherche.

Les différences peuvent être liées à la taille du zooplancton, de minuscules micro-organismes aquatiques que les syngnathes mangent dans leurs habitats, et à l'efficacité de leurs types de museau.

« Les espèces de zooplancton sont plus diversifiées aux basses latitudes, avec des tailles plus petites et plus grandes. Les syngnathes trouvés dans les régions du sud ont un museau plus large. Un museau plus large permet aux syngnathes de se nourrir de proies de différentes tailles », a expliqué Espinosa.

"Mon étude a révélé que les syngnathes des populations du nord ont un museau plus allongé, là où le zooplancton des latitudes plus élevées a tendance à être plus gros."

Des études antérieures sur les comportements alimentaires montrent que les syngnathes au museau plus allongé réussissent mieux à attraper des proies plus grosses que des proies plus petites, ont indiqué les chercheurs.