Poisson-castor

Amia calva

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Amia calva
Poisson-castor
Classification
Règne Animalia
Embranchement Chordata
Sous-embr. Vertebrata
Classe Actinopterygii
Sous-classe Neopterygii
Ordre Amiiformes
Famille Amiidae

Genre

Amia
Linnaeus, 1766

Espèce

Amia calva
Linnaeus, 1766

Statut de conservation UICN


LC  : Préoccupation mineure

L'amie, amie chauve ou poisson-castor, choupique (Amia calva) est la seule espèce actuelle de l'ordre des Amiiformes (qui abondaient au Crétacé).

Elle vit aux États-Unis et au Canada. Son corps est recouvert de petites écailles minces et sa tête cuirassée de longues plaques osseuses.

Les nageoires :

  • nageoire dorsale étendue
  • nageoire caudale arrondie d'apparence symétrique mais hétérocerque et précédée d'une tache.

Le genre Amia contient aussi des espèces fossiles :

  • †Amia hesperia
  • †Amia pattersoni
  • †Amia robusta
  • †Amia scutata

Évolution et phylogénie

Le poisson-castor (Amia calva) est un poisson à nageoires rayonnées (Actinopterygii) appartenant à l’ordre des Amiiformes. Associé avec 7 autres espèces de lépisosté osseux (ordre des Lepisosteidae), ils forment l’infra-classe des Holosteii, lignée sœur des Teleostei[1],[2],[3],[4].

La position phylogénétique du poisson-castor fait cependant débat au sein de la communauté scientifique et les relations du poisson-castor vis-à-vis du lépisosté osseux et des Téléostéens est controversée[5],[6],[7].

Le scénario le plus répandu, selon laquelle le poisson-castor serait effectivement apparenté aux groupes des Holostéens est fervemment soutenue d’un point de vue phylogénomique par l’organisation génomique et l’ordre des gènes du poisson-castor[4],[8].  

Le second scénario soutient que le poisson-castor ferait partie, avec les Téléostéens, des Halecostomi en raison de similarités morphologiques.[7],[6]

En 2021, un nouvel assemblage du génome du poisson-castor au niveau chromosomique révèle qu’en dépit d’un caryotype présentant des similitudes superficiellement convergentes avec celles des Téléostéens, l’organisation chromosomique indique une relation phylogénique plus proche de celle du lépisosté osseux que de celle des Téléostéens prouvant ainsi la monophylie des poissons Holostéens. Les similitudes caryotypiques entre le poisson-castor et les Téléostéens sont dus à une évolution convergente plutôt qu'à une origine commune[9].

Séquençage génomique du poisson-castor au service de la biologie évolutive du développement

Plus de 96% des espèces de poissons à nageoires rayonnées existantes appartiennent au groupe de Téléostéens, ainsi il existe un grand décalage dans le séquençage génomique car peu de représentants Holostéens demeurent pour l’exploration développementale et génomique[10].

L’ancêtre commun des Téléostéens existants a subi une duplication complète du génome qui a résulté en une divergence fonctionnelle des gènes dupliqués que l’on retrouve chez la plupart des Téléostéens vivants.[11],[12]Ce phénomène complique la comparaison génétique entre les Téléostéens et les tétrapodes tels que l’homme[13]. Le groupe des Holostéens formé par le lépisosté osseux et le poisson-castor a divergé de cet ancêtre commun avant la duplication complète du génome, ils ont ainsi conservé des relations génétiques biunivoques avec les tétrapodes.[14] Ces deux espèces possèdent également des taux plus lents d’évolution des séquences moléculaires.[15]

Si le lépisosté osseux a déjà été utilisé comme pont génétique entre les Téléostéens et les tétrapodes afin d’identifier des orthologies cachées d’éléments génétiques, la présence d’un seul représentant est insuffisante pour créer une relation comparative fiable entre ces deux groupes.[9]

Aujourd’hui, le lépisosté osseux et le poisson-castor sont les derniers représentants des Holostéens disponibles pour l’évolution des poissons à nageoires rayonnées. La lignée du poisson-castor a divergé de celle du lépisosté osseux il y a plus de 250 millions d’années, ainsi, leur comparaison génomique couvre la majorité de la diversité génomique holostéenne existante[4],[16]. L'addition du génome du poisson-castor au pont holostéen permet la traduction des changements génétiques et génomiques jusqu'alors sous-jacents dans l'évolution des vertébrés.

Illustration de l'utilité du pont holostéen pour la compréhension de l'immunologie évolutive des vertébrés

Chez l'humain, le complexe majeur d'histocompatibilité (CMH) est regroupé sur plus de 200 gènes organisés en trois classes I, II, et III qui jouent divers rôles dans la reconnaissance et la présentation de l'antigène, et l'inflammation[17]. Chez les poissons cartilagineux et les tétrapodes (dont l'humain), les classes I et II sont étroitement liées sur un chromosome, ce qui n'est pas le cas chez les Téléostéens.[18]

L'analyse de l'immunogénome du poisson-castor met en évidence une similaritude dans l'organisation générale du complexe majeur d'histocompatibilité avec celui des tétrapodes et des poissons cartilagineux. De nombreux gènes du complexe majeur d'histocompatibilité du poisson-castor ont des relations orthologues avec ceux des humains, mais aussi avec ceux du poisson-zèbre (appartenant aux Téléostéens). Ainsi, la perte de lien entre les classes de gènes I, II et III chez les Téléostéens est apparue après leur divergence avec les Holostéens. Elle est donc associée à une perte génétique différentielle survenue lors de la duplication complète du génome[9].

Liens externes
Genre Amia
Espèce Amia calva

Références
  1. T. J. Near, R. I. Eytan, A. Dornburg et K. L. Kuhn, « Resolution of ray-finned fish phylogeny and timing of diversification », Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 109, no 34,‎ , p. 13698–13703 (ISSN 0027-8424 et 1091-6490, DOI 10.1073/pnas.1206625109, lire en ligne, consulté le )
  2. Ricardo Betancur-R., Richard E. Broughton, Edward O. Wiley et Kent Carpenter, « The Tree of Life and a New Classification of Bony Fishes », PLoS Currents,‎ (ISSN 2157-3999, DOI 10.1371/currents.tol.53ba26640df0ccaee75bb165c8c26288, lire en ligne, consulté le )
  3. Brant C. Faircloth, Laurie Sorenson, Francesco Santini et Michael E. Alfaro, « A Phylogenomic Perspective on the Radiation of Ray-Finned Fishes Based upon Targeted Sequencing of Ultraconserved Elements (UCEs) », PLoS ONE, vol. 8, no 6,‎ , e65923 (ISSN 1932-6203, DOI 10.1371/journal.pone.0065923, lire en ligne, consulté le )
  4. Lily C. Hughes, Guillermo Ortí, Yu Huang et Ying Sun, « Comprehensive phylogeny of ray-finned fishes (Actinopterygii) based on transcriptomic and genomic data », Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 115, no 24,‎ , p. 6249–6254 (ISSN 0027-8424 et 1091-6490, DOI 10.1073/pnas.1719358115, lire en ligne, consulté le )
  5. William A. Gosline, « Fishes Interrelationships of Fishes P. H. Greenwood R. S. Miles Colin Patterson », BioScience, vol. 24, no 8,‎ , p. 464–464 (ISSN 0006-3568 et 1525-3244, DOI 10.2307/1296857, lire en ligne, consulté le )
  6. Frank J. Schwartz, « An Emperical Synthetic Pattern Study of Gars (Lepisosteiformes) and Closely Related Species, Based Mostly on Skeletal Anatomy the Resurrection of Holostei », Journal of North Carolina Academy of Science, vol. 127, no 3,‎ , p. 219–219 (ISSN 2167-5880 et 2167-5872, DOI 10.7572/2167-5880-127.3.219, lire en ligne, consulté le ).
  7. Lauren C. Sallan, « Major issues in the origins of ray-finned fish (Actinopterygii) biodiversity », Biological Reviews, vol. 89, no 4,‎ , p. 950–971 (ISSN 1464-7931, DOI 10.1111/brv.12086, lire en ligne, consulté le )
  8. Xupeng Bi, Kun Wang, Liandong Yang et Hailin Pan, « Tracing the genetic footprints of vertebrate landing in non-teleost ray-finned fishes », Cell, vol. 184, no 5,‎ , p. 1377–1391.e14 (ISSN 0092-8674, DOI 10.1016/j.cell.2021.01.046, lire en ligne, consulté le )
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  10. N.G. Bogutskaya, « BOOK REVIEW. J.S. Nelson. Fishes of the World, 4th Edition. John Wiley & Sons Inc., New Jersey, 2006. xiv + 601 p. (ISBN 0-471-25031-7). P. 342 », Zoosystematica Rossica, vol. 15, no 2,‎ , p. 342–342 (ISSN 2410-0226 et 0320-9180, DOI 10.31610/zsr/2006.15.2.342, lire en ligne, consulté le )
  11. (en) Ingo Braasch et John H. Postlethwait, « Polyploidy in Fish and the Teleost Genome Duplication », dans Polyploidy and Genome Evolution, Springer, (ISBN 978-3-642-31442-1, DOI 10.1007/978-3-642-31442-1_17, lire en ligne), p. 341–383
  12. Vydianathan Ravi et Byrappa Venkatesh, « The Divergent Genomes of Teleosts », Annual Review of Animal Biosciences, vol. 6, no 1,‎ , p. 47–68 (ISSN 2165-8102, DOI 10.1146/annurev-animal-030117-014821, lire en ligne, consulté le )
  13. Ingo Braasch, Samuel M. Peterson, Thomas Desvignes et Braedan M. McCluskey, « A new model army: Emerging fish models to study the genomics of vertebrate Evo-Devo », Journal of Experimental Zoology Part B: Molecular and Developmental Evolution, vol. 324, no 4,‎ , p. 316–341 (ISSN 1552-5007, DOI 10.1002/jez.b.22589, lire en ligne, consulté le )
  14. Ingo Braasch, Andrew R Gehrke, Jeramiah J Smith et Kazuhiko Kawasaki, « The spotted gar genome illuminates vertebrate evolution and facilitates human-teleost comparisons », Nature Genetics, vol. 48, no 4,‎ , p. 427–437 (ISSN 1061-4036 et 1546-1718, DOI 10.1038/ng.3526, lire en ligne, consulté le )
  15. Naoko Takezaki, « Global Rate Variation in Bony Vertebrates », Genome Biology and Evolution, vol. 10, no 7,‎ , p. 1803–1815 (ISSN 1759-6653, DOI 10.1093/gbe/evy125, lire en ligne, consulté le )
  16. John Clarke, Graeme T. Lloyd et Matt Friedman, « LITTLE EVIDENCE FOR ENHANCED PHENOTYPIC EVOLUTION IN EARLY TELEOSTS RELATIVE TO THEIR 'LIVING FOSSIL' SISTER GROUP », Geological Society of America Abstracts with Programs, Geological Society of America,‎ (DOI 10.1130/abs/2016am-287567, lire en ligne, consulté le )
  17. John Trowsdale, « The MHC, disease and selection », Immunology Letters, vol. 137, nos 1-2,‎ , p. 1–8 (ISSN 0165-2478, DOI 10.1016/j.imlet.2011.01.002, lire en ligne, consulté le )
  18. Y. Ohta, K. Okamura, E. C. McKinney et S. Bartl, « Primitive synteny of vertebrate major histocompatibility complex class I and class II genes », Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 97, no 9,‎ , p. 4712–4717 (ISSN 0027-8424 et 1091-6490, DOI 10.1073/pnas.97.9.4712, lire en ligne, consulté le )
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