Une étude explore le lien entre la forme du nez de requin, la taille et la sensibilité de l’odorat : les chercheurs sont les premiers à quantifier la morphologie des organes olfactifs dans les moindres détails

Les requins ont la réputation d’être des « super odorants » qui utilisent l’olfaction pour détecter les odeurs liées à la recherche de proies et de partenaires, à la communication avec leur propre espèce et à l’évitement des prédateurs. Leur système olfactif est unique car il est séparé du système respiratoire, contrairement aux humains. Les requins et autres poissons utilisent des branchies pour faciliter l’absorption d’oxygène, tandis que deux narines ou narines sur la tête du requin captent les odeurs de l’environnement.

Malgré des similitudes générales entre les systèmes olfactifs des espèces d’élasmobranches (requins, raies et raies), la morphologie ou la structure de leur organe olfactif, ou « rosette », diffère considérablement. Située dans leur museau, la rosette multilamellaire (tissu en couches) est recouverte à la fois de tissu non sensoriel et sensoriel qui réagit à des molécules odorantes distinctes dans un environnement aquatique. Le nombre, la taille et la disposition des lamelles diffèrent selon les espèces d’élasmobranches, mais les conséquences fonctionnelles de ces différences ne sont pas entièrement comprises.

Les chercheurs n’ont pas encore été en mesure de corréler la taille et la complexité des organes à la sensibilité aux odeurs chez les téléostéens (poissons à nageoires rayonnées) ni chez les élasmobranches. Les différences dans les systèmes olfactifs des requins sont particulièrement intéressantes, non seulement en raison de leur réputation d’avoir un odorat incroyable, mais aussi parce que ces animaux remarquables existaient bien avant les dinosaures. Ils ont réussi à prospérer dans tous les habitats marins connus pendant des millions d’années – leur odorat a peut-être été la clé de leur succès.

Des chercheurs de la Florida Atlantic University sont les premiers à quantifier la morphologie des organes olfactifs en examinant la forme de la rosette et d’autres structures internes parmi un ensemble diversifié d’espèces de requins à l’aide de dissections, de comparaisons phylogénétiques et d’une technique relativement nouvelle, appelée tomographie par contraste à base d’iode diffusible. (diceCT) imagerie.

Les résultats, publiés dans le Journal de morphologie, révèlent que les organes n’ont pas changé de forme ou de nombre de lamelles tout au long des étapes de la vie, ce qui suggère que l’olfaction est une modalité sensorielle clé tout au long de la vie des poissons élasmobranches.

Dans l’ensemble, les chercheurs ont trouvé plus de lamelles dans les rosettes de forme allongée que dans les organes de forme courte et large. Les analyses phylogénétiques ont montré que la forme 2D et le nombre de lamelles sont essentiels pour comprendre les variations des rosettes chez des espèces non apparentées.

Les chercheurs ont également utilisé sur site valeurs du volume de la rosette et de la forme 2D du diceCT pour évaluer les impacts de la dissection sur les mesures morphologiques. Les mesures de la rosette des organes disséqués ne différaient pas significativement de celles des tomodensitogrammes, ce qui confirme la validité des deux méthodes.

« A partir de nos tomodensitogrammes, nous avons utilisé des fichiers de données brutes contenant des images radiographiques 2D. Nous avons ensuite créé des reconstructions 3D pour visualiser les données. Ainsi, nous avons pu examiner la morphologie interne du haut de la tête jusqu’à la pointe de le museau sous différents angles », a déclaré Aubrey Clark, auteur correspondant et doctorant au laboratoire de biomécanique de la FAU au sein du Charles E. Schmidt College of Science. « Pensez à cette méthode comme prendre une pile de notes autocollantes et les retirer une par une pour voir la note autocollante en dessous. C’est incroyablement utile pour nous aider à comprendre la morphologie interne sur site ou tel qu’il existe naturellement à l’intérieur du requin car les dissections peuvent altérer les structures. »

Parmi les espèces étudiées figuraient les requins bonnethead (S. tiburo) avec des rosettes étroites et allongées ; les requins renards communs (Un renard) et les requins-taupes bleus (I. oxyrinchus), qui partagent des similitudes dans leurs rosettes : une forme presque aussi large que longue, un raphé plus épais, moins de lamelles et des distances interlamellaires plus larges ; et les requins pointes noires (C. limbatus) et les requins pointus de l’Atlantique (R. terraenovae) avec des rosettes intermédiaires aux deux groupes précités. D’autres membres de la famille des requins-marteaux ont des organes olfactifs longs et fins, semblables à ceux du requin bonnethead.

« La forme et la structure interne doivent être prises en compte lors de la caractérisation des rosettes olfactives chez les requins dans les études futures, car le rapport de finesse (forme 2D) et le nombre de lamelles ont été les principaux contributeurs à nos analyses phylogénétiques », a déclaré Marianne E. Porter, Ph.D., senior auteur et professeur agrégé, Département des sciences biologiques, Charles E. Schmidt College of Science de la FAU. « Les données de notre étude devraient également être utilisées pour étudier plus avant la variation des rosettes parmi les espèces d’élasmobranches en examinant l’hydrodynamique du système olfactif avec des modèles 3D et en quantifiant les impacts physiologiques du flux sur la liaison des odorants. »

Le co-auteur de l’étude est Tricia Meredith, Ph.D., directrice de la recherche, AD Henderson University School et FAU High School de la FAU, et professeure assistante de recherche au College of Education de la FAU.

Vidéo : https://youtu.be/zyr8SMkWiu8

Source de l’histoire :

Matériel fourni par Université de l’Atlantique de Floride. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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