Le secret du poisson-perroquet
La nuit tombe sur le récif. Les poissons qui occupaient les lieux pendant la journée commencent à disparaître. Certains se glissent dans les fissures, d'autres gagnent les surplombs rocheux. Peu à peu, le paysage change d'habitants. Un poisson-perroquet s'installe dans un abri. Il ne cherche plus à brouter les algues. Ses déplacements diminuent. Puis une substance transparente commence à envelopper son corps. Du mucus. Chez certaines espèces, le poisson en sécrète suffisamment pour former une sorte de sac translucide. Il passera une grande partie de la nuit à l'intérieur. Pourquoi cette étrange précaution ? Pour dissimuler son odeur ? Pour empêcher un prédateur de le découvrir ? Ou pour se protéger d'un ennemi beaucoup plus petit ?
Des biologistes ont voulu le savoir. Ils ont étudié le poisson-perroquet Chlorurus sordidus, dont le cocon nocturne est particulièrement bien documenté. Leurs adversaires n'étaient ni des requins ni des murènes, mais de minuscules crustacés parasites : les gnathiidés. Ces animaux peuvent se nourrir du sang des poissons, notamment pendant leurs périodes de repos.
Les chercheurs ont retiré le cocon de certains poissons et laissé les autres à l'abri de leur enveloppe. Le lendemain, les résultats étaient frappants. Parmi les poissons qui avaient conservé leur cocon, 10 % avaient été attaqués. Chez ceux qui en avaient été privés, la proportion atteignait 94,4 %. Le cocon offrait une protection efficace contre ces parasites dans les conditions étudiées.
L'expérience réservait une autre surprise. Lorsque les chercheurs retiraient le cocon pendant la nuit, certains poissons en fabriquaient un nouveau. Dans les conditions de l'étude, six sur dix y parvenaient. Produire cette protection demande pourtant de l'énergie. Le poisson investit donc une partie de ses ressources pour passer la nuit dans de meilleures conditions. Mais une question demeure. À l'intérieur de son enveloppe, le poisson-perroquet est-il véritablement endormi ? Car un animal immobile n'est pas nécessairement un animal qui dort.
Le piège des yeux ouverts
Une rascasse peut rester immobile pendant de longues périodes. Elle attend qu'une proie passe à portée de sa bouche. Une murène peut demeurer dans une fissure, presque sans bouger, tout en surveillant son environnement. Ces animaux sont-ils endormis ? Pas forcément. La plupart des poissons n'ont pas de paupières mobiles comparables aux nôtres. Ils peuvent donc dormir les yeux ouverts. Inversement, l'absence de mouvement peut simplement correspondre à une chasse à l'affût ou à un comportement de protection.
Les biologistes ont dû chercher d'autres moyens de reconnaître le sommeil. Un premier indice est la diminution de l'activité. Mais cela ne suffit pas.
Il faut également vérifier que l'animal devient moins réactif à ce qui se passe autour de lui. Un poisson endormi peut réagir à une stimulation suffisamment forte, mais il lui faut généralement un signal plus important que lorsqu'il est éveillé.
Le poisson-zèbre récupère-t-il son sommeil ?
Que se passe-t-il lorsqu’un poisson perd une partie de son sommeil ? Chez certaines espèces, l'animal cherche ensuite à récupérer une partie du repos perdu. C'est ce qu'on appelle le rebond de sommeil. Ce phénomène a notamment été observé chez le poisson-zèbre, Danio rerio.
Ce petit poisson d'eau douce est devenu un modèle précieux pour étudier le fonctionnement du cerveau. En laboratoire, les chercheurs peuvent suivre ses déplacements pendant plusieurs jours et mesurer ses réactions à différentes stimulations.
Ils ont constaté que ses périodes de repos ne correspondent pas simplement à une absence d'activité. Après certaines privations expérimentales, il peut dormir davantage. Dans cette étude, la réponse dépendait de la manière de perturber le repos et des conditions de récupération. Quelque chose, dans son organisme, semble donc mesurer ce besoin de repos. Mais les scientifiques voulaient aller plus loin. Ils ne souhaitaient plus seulement observer un poisson endormi. Ils voulaient voir ce qui se passait dans son cerveau.
La nuit où le cerveau a révélé son secret
En 2019, une équipe de chercheurs publie dans la revue Nature les résultats d'une expérience consacrée au sommeil du poisson-zèbre. Grâce à des techniques d'imagerie, ils parviennent à suivre l'activité de nombreuses cellules nerveuses pendant les périodes de repos. Ils enregistrent également les mouvements des yeux, l'activité musculaire et le rythme cardiaque. Ce qu'ils découvrent est inattendu. Le cerveau du poisson ne traverse pas un seul état de sommeil.
Les chercheurs distinguent deux formes d'activité nerveuse. Dans la première, les neurones présentent des épisodes de décharges lentes. Dans la seconde, des vagues d'activité se propagent dans le système nerveux. Ces états possèdent des ressemblances avec certains aspects du sommeil lent et du sommeil paradoxal des mammifères.
Cela ne signifie pas qu'un poisson dort exactement comme un être humain. Les chercheurs n'ont pas démontré une identité complète entre les différentes phases. Mais ils ont découvert que des mécanismes neuronaux associés au sommeil existaient chez des vertébrés dont l'histoire évolutive s'est séparée de la nôtre depuis des centaines de millions d'années. Le sommeil pourrait donc posséder des racines extrêmement anciennes, remontant à des ancêtres communs des vertébrés actuels. Une découverte qui change la perspective. Le poisson n'est plus simplement un animal qui se repose dans l'obscurité. Son cerveau traverse des états organisés, dont certains rappellent ceux que nous connaissons chez les mammifères. Reste un problème. Si les poissons ont besoin de dormir, que deviennent ceux qui semblent incapables de s'arrêter ?
