Les poissons rouges, qu’on prend souvent pour de simples animaux de compagnie, cachent en réalité un tour de passe-passe biologique surprenant qui leur permet de tenir le coup dans des conditions extrêmes. Des chercheurs des universités d’Oslo en Norvège et de Liverpool en Angleterre ont mis au jour le mécanisme qui permet à ces petites bêtes de fabriquer de l’alcool pour affronter les hivers rigoureux sous les lacs gelés. Leur étude, parue dans la revue Scientific Reports, nous offre un aperçu inédit sur cette capacité de survie hors du commun qui pourrait bien chambouler notre vision du monde animal.
Une astuce de survie pas comme les autres
Les poissons rouges et leurs proches sauvages, les carassins, disposent d’une aptitude étonnante : ils peuvent survivre pendant des jours, voire des mois, dans des eaux qui manquent complètement d’oxygène. En passant à une respiration anaérobie, ils accumulent de l’acide lactique qu’ils transforment ensuite en éthanol. Cet alcool est ensuite expulsé à travers leurs branchies dans l’eau autour d’eux. Grâce à cette manœuvre, les carassins gardent une concentration d’alcool dans le sang pouvant dépasser 50 mg pour 100 millilitres, ce qui est largement au-dessus de la limite de conduite admise dans de nombreux pays européens. D’après le Dr Michael Berenbrink, cette stratégie leur donne un atout non négligeable pour se soustraire à la concurrence et aux prédateurs.
Les dessous moléculaires de cette surprenante adaptation
Au cœur de cette aptitude se cache un ensemble sophistiqué de mécanismes moléculaires. Les muscles des poissons rouges et des carassins renferment deux séries distinctes de protéines qui orientent les glucides vers leur dégradation dans les mitochondries cellulaires. L’une de ces séries se met en marche en l’absence d’oxygène grâce à une mutation particulière qui permet la production d’éthanol en dehors des mitochondries. L’origine génétique de cette prouesse remonte à la duplication complète du génome survenue chez un ancêtre commun il y a environ 8 millions d’années. Cette duplication a engendré les deux ensembles protéiques indispensables à cette transformation biochimique.
Comparons avec d’autres espèces
Cette capacité unique fait nettement la différence entre les carassins et d’autres espèces aquatiques, comme la carpe commune (Cyprinus carpio). En effet, même si cette dernière peut tolérer un manque sévère d’oxygène, elle ne survit que quelques heures sans oxygène parce qu’elle ne produit pas d’éthanol. Chez les Carassius, une enzyme E1 alternative agit comme une décarboxylase de pyruvate (PDC) mitochondriale qui se déclenche en cas d’anoxie – un mécanisme assez similaire à celui que l’on retrouve chez les levures. Le complexe pyruvate déshydrogénase (PDHc), indispensable à ce processus métabolique, relie la voie glycolytique au cycle tricarboxylique (TCA). Il se compose notamment des composants catalytiques E1 (pyruvate déshydrogénase), E2 (transacétylase dihydrolipoamide) et E3 (dihydrolipoamide déshydrogénase).
