Il n’y a pas de haut ou de bas dans L’espace, mais dans des émissions comme Star Trek, les C’est un trope scientifiquement inutile qui est devenu une blague courante parmi les fans de science-fiction.
pourtant, ici sur Terre, les poissons se trouvent dans une situation étonnamment similaire. Comme un poisson glisse dans son monde aqueux en apesanteur, en trois dimensions, il reste presque toujours droit vers le haut., La question—pour les vaisseaux et les poissons—est pourquoi?
c’est une question plus facile à répondre pour les vaisseaux spatiaux fictifs que les poissons de la vie réelle.
Au cinéma ou à la télévision, les réalisateurs montrent les navires comme ils le font parce que cela rend la scène plus compréhensible pour les téléspectateurs, des créatures habituées à un monde lié à la gravité. ” Nous avons une idée fixe que tout devrait être droit vers le haut », explique Frank Fish, morphologue fonctionnel à L’Université West Chester en Pennsylvanie. Mais quel poisson? C’est un casse-tête.,
« Je ne peux pas entrer dans l’esprit d’un poisson—malgré mon nom—et déterminer pourquoi il le ferait particulièrement”, dit Fish.
L’approfondissement du mystère est que les scientifiques connaissent peu de raisons pour lesquelles un poisson nagerait dans une orientation particulière—mais ils ont clairement une préférence. Contrairement aux animaux terrestres, les poissons ne poussent pas contre le sol pour se déplacer. Et, tout en se déplaçant, les poissons ne sont pas plus rationalisés dans une orientation qu’une autre. De plus, la plupart des poissons sont très lourds, explique Brooke Flammang, qui étudie la biomécanique des poissons au New Jersey Institute of Technology., Comme un enfant en équilibre sur un ballon de plage dans la piscine, la gravité veut qu’ils basculent. Alors pourquoi n’ont-ils pas?
la principale explication est que les poissons ont commencé leur vie à droite, évolutivement parlant, et que la plupart n’ont donc jamais eu de raison de changer. « Juste entre nous, oui, ils n’ont jamais pris la peine”, explique Milton Love, un zoologiste Marin semi-retraité de L’Université de Californie à Santa Barbara.,
l’orientation préférée d’un poisson « remonte à ces toutes premières étapes de la construction d’un côté gauche et d’un côté droit, d’une tête et d’une queue”, explique Peter Wainwright, qui étudie la morphologie et le comportement des poissons à L’Université de Californie à Davis.
Il y a deux groupes d’animaux qui ont des côtés gauche et droit, Wainwright dit. Le premier groupe, protostomia, comprend la plupart des invertébrés, comme les insectes et les mollusques. Au début du développement, en tant qu’embryons, ces animaux développent une cavité qui devient la bouche., Dans le deuxième groupe, la deutérostomie, qui comprend des vertébrés tels que les poissons et les humains, les embryons se développent différemment. Dans ce cas, la première dépression à se former devient l’anus.
cette légère différence initiale signifie que les deux groupes se développent dans des orientations opposées. Le retournement détermine quel côté de l’animal devient son sommet (dorsal) et qui devient son fond (ventral), ainsi que l’endroit où passe le cordon nerveux, explique Lauren Sallan, qui étudie l’évolution précoce des vertébrés à l’Université de Pennsylvanie.
chez la plupart des invertébrés, le cordon nerveux descend le long du ventre., Les nerfs ont peu de difficulté à se connecter aux yeux et au cerveau, qui sont plus dorsaux, car les invertébrés n’ont pas souvent de parties dures à l’intérieur de leur corps pour les gêner, explique Sallan.
en revanche, même les vertébrés les plus primitifs ont des tissus durs, tels que les os, qui forment des barrières internes dans le corps. En conséquence, leur plan corporel est beaucoup moins adaptable. Le cordon nerveux longe le dos de l’animal et son cerveau se développe sur sa face dorsale pour se lier aux nerfs. Puisque les yeux sont dans le crâne près du cerveau, ils finissent également sur le dessus., Avec le haut du corps indisponible, l’estomac et la bouche finissent sur le fond.
Sallan ne sait pas ce qui a conduit au changement, mais il a fortement influencé l’évolution des vertébrés. « C’est un premier retournement de pièces qui est devenu une contrainte majeure sous forme de poisson”, explique Sallan.
la question est donc de savoir pourquoi le poisson est-il resté dorsal vers le haut? La réponse réside dans les principes de base de la théorie de l’évolution: si un nouveau trait ne fournit pas un avantage distinct, les choses ont tendance à rester les mêmes.
les Scientifiques ont taquiné certains des avantages de la natation en haut)., Par exemple, la gravité aidera à déplacer le sang du cerveau vers le cœur, dit Flammang. Les poissons bénéficient également d’avoir leurs yeux au-dessus de leur bouche, dit Love, car cela éloigne ces organes sensibles de la nourriture et des débris, et à l’affût des prédateurs. Même leur lourdeur supérieure confère aux poissons certains avantages: elle augmente leur maniabilité, dit Flammang.
Et, certains poissons ont appris à nager à l’envers, tandis que d’autres flirter avec l’idée.,
de nombreux poissons qui vivent près de structures telles que des récifs ou des jetées orienteront leur ventre contre des murs verticaux ou même des plafonds, dit Wainwright. Les poissons semblent à l’aise de nager de cette façon près des structures, mais ils tourneront rapidement à droite quand ils nageront loin.
un groupe de poissons-chats africains a pleinement embrassé la vie à l’envers. Leur comportement est le résultat d’un poisson de fond s’adaptant pour profiter de l’eau riche en oxygène près de la surface., La bouche d’un poisson-chat est sur sa face inférieure, il était donc probablement plus facile pour le poisson de simplement se retourner et de traiter le haut de l’eau de la même manière que pour traiter le fond, explique Lauren Chapman, qui étudie la respiration des poissons à L’Université McGill à Montréal, au Québec. « Pour un poisson-chat inversé, la surface de l’eau n’est qu’un autre substrat”, dit-elle.
Mais dans la grande majorité des cas, dit Love, « il n’y a pas d’avantage sélectif pour la plupart des poissons à l’envers. »
la réponse, comme le dit Wainwright, est probablement que pour la plupart des poissons, changer n’en vaut tout simplement pas la peine., À ce stade, être debout est câblé. En termes simples, le poisson » peut ne pas aimer être à l’envers”, dit Flammang.
en d’autres termes, ils y sont habitués et cela fonctionne. Comme regarder des vaisseaux courir à travers la galaxie, à droite vers le haut.
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