Les dragons de mer (Phylllopetryx taeniolatus) vivent sur les côtes de l’ouest et du sud de l’Australie. Une équipe internationale impliquant le biologiste de l’évolution Axel Meyer de l’Université de Constance a maintenant trouvé la base génétique de certaines des caractéristiques externes du dragon de mer, telles que son manque de dents et ses appendices distinctifs en forme de feuille. L’équipe a également cartographié les gènes déterminant le sexe dans le génome du dragon de mer. La recherche a été publiée dans Science Advances le 18 août 2021.
Les dragons de mer, les hippocampes et les baudroies appartiennent à la famille des Syngnathidae. Leur nom fait référence à la forme de dragon de leur corps et à la coloration spectaculaire de leurs appendices cutanés spéciaux en forme de feuille. Ils sont considérés comme des experts en camouflage en raison de leur capacité à imiter l’apparence des algues. Comme les autres membres de la famille des Syngnathidae, les dragons de mer présentent des adaptations et des comportements particuliers. Ils ont une bouche tubulaire édentée et n’ont pas les nageoires pelviennes et pelviennes typiques et les écailles de poisson, ayant à la place une coquille osseuse qui recouvre tout le corps.
Les hippocampes séchés, souvent utilisés en médecine traditionnelle, ne nagent pas horizontalement comme les animaux aquatiques normaux, mais glissent plutôt lentement, presque verticalement – comme un cheval – sur les récifs coralliens et les bas-fonds côtiers, la tête penchée vers le bas. Leurs queues sessiles peuvent être utilisées pour s’accrocher à des objets. Comme d’autres espèces d’hippocampes, les mâles dragons de mer sont responsables de la protection des œufs rose vif qui se fixent à l’extérieur de leur corps jusqu’à leur éclosion.
Des chercheurs de cinq équipes de Chine, de Singapour, du Japon et d’Allemagne ont concentré leurs travaux sur la détermination du sexe, l’édentement et la peau nouvellement évoluée chez les dragons de mer tout en séquençant le génome et en étudiant la base génétique d’autres traits externes chez les dragons de mer sur les appendices. L’équipe de recherche, dirigée par le professeur Lin Qiang de l’Académie chinoise des sciences de Guangzhou, a montré qu’une série de gènes, qui contrôlent normalement le développement des nageoires, sont responsables de ce développement évolutif. Ainsi, les appendices cutanés en forme de feuille des dragons de mer sont des nageoires très altérées.
Comme les hippocampes, les dragons de mer sont édentés. Ils utilisent leur long museau pour aspirer leur nourriture, les petits crustacés, et les avaler en entier. L’analyse du génome a révélé que les parents de l’hippocampe manquaient également de plusieurs gènes qui contribuent au développement des dents chez d’autres poissons, ainsi que chez l’homme. L’équipe a testé des hypothèses sur la correspondance en désactivant le gène scpp5 chez le poisson zèbre, un organisme modèle bien étudié avec des dents pharyngées. Comme prévu, les poissons mutants ont montré des dents réduites. La fonction du gène responsable de la chute des dents a ainsi été démontrée dans des expériences de biologie moléculaire CRISPR-Cas.
De plus, généralement, les membres masculins de la famille hippocampique s’occupent des œufs fécondés jusqu’à leur éclosion. Les mâles des hippocampes ont développé des poches à couvain, mais les mâles des dragons de mer plus âgés gardent toujours des œufs collants bien en vue sur leur queue. La femelle pond ses œufs à cet endroit spécial sur le corps du mâle, qui est ensuite transporté par le dragon de mer mâle pour les protéger de la prédation. En général, les mâles qui s’occupent d’œufs fécondés sont plus fréquents que les femelles, bien que cette forme particulière n’ait évolué que chez les membres de la famille hippocampique.
Dans ce cas, les chercheurs ont recherché des mécanismes de détermination du sexe jusque-là inconnus chez les dragons de mer. En général, il est difficile de cartographier la détermination du sexe chez les poissons car, dans la plupart des cas, ils ne possèdent pas de chromosomes sexuels spéciaux, tels que les chromosomes X et Y des mammifères. L’équipe a découvert que la base moléculaire de la détermination du sexe chez les dragons de mer se trouve dans l’hormone de Müller, comme cela a déjà été documenté dans l’hippocampe.
