L’équipe écholocation s’agrandit
- cle-bodin
- 27 nov. 2021
- 4 min de lecture
Dernière mise à jour : 28 mars 2023
Des chercheurs chinois ont récemment découvert que le Loir pygmée du genre Typhlomys utilisait l' "écholocalisation" pour s’orienter dans l’espace, en émettant des vocalisations ultrasoniques. Jusqu’à maintenant, nous pensions que seuls les dauphins et les chauves-souris en étaient capables. Les scientifiques ont passé au crible le comportement, l’anatomie mais aussi les gènes du petit rongeur. La bête pensante décrypte ça pour vous.
Nous avons tous fait l’expérience, au moins une fois, de crier hé ooh ! à l'entrée d'une grotte, attendant que l'écho nous renvoie notre appel primitif. Le son émit rebondit sur les parois pour revenir jusqu’à nos oreilles et, même les yeux fermés, nous devinons si nous nous trouvons dans un lieu ouvert ou clos. Ce phénomène acoustique est aussi utilisé par le sonar des bateaux pour détecter la présence d’autres navires et savoir à quelle distance ils se trouvent.
Mais les rois de l’écholocation se trouvent dans la nature et peaufinent leur art depuis des milliers d’années... Il s’agit d’espèces animales dont l’environnement ne permet pas une bonne visibilité, par exemple, les espèces nocturnes telle que la chauve-souris ou marines comme le dauphin.
En 2017, des scientifiques ont constaté qu’un petit loir asiatique (Typhlomys chapensis) émettait un grand nombre de vocalisations ultrasoniques (trop aiguës pour être entendues par l’oreille humaine) lors de ses déplacements. Complètement aveugle, celui-ci s’orientait parfaitement dans le noir et grimpait même aux arbres. Ce rongeur utiliserait-il aussi l’écholocation ?
En tout cas, le défi était lancé ! Et c’est en juin dernier que l’équipe dirigée par Peng Shi publiait dans la revue Science une étude détaillée de l’écholocation chez le loir pygmée. Après avoir capturé les animaux directement dans les montagnes chinoises, les chercheurs sont parvenus à démontrer qu’au moins quatre espèces du genre Typhlomys utilisaient cette technique pour se déplacer.
Typhlomys cinereus. Photo de Alexei V. Abramov https://doi.org/10.3897/zookeys.164.1785
Typhlomys, littéralement « souris aveugle », est le nom de genre regroupant plusieurs espèces, parmi lesquelles Typhlomys cinereus, chapensis, daloushanensis et nanus. Ces petits rongeurs vivent dans les montagnes chinoises et vietnamiennes, grimpent aux arbres et se chassent la nuit. Leur morphologie reflète la manière dont ces animaux perçoivent le monde, à savoir grâce à leurs oreilles et leurs moustaches plutôt que leurs yeux.
La première étape de l’étude visait à montrer l’importance du son dans le comportement exploratoire du loir pygmée. Les scientifiques ont enregistré les vocalisations émises par les rongeurs lorsqu’ils se déplaçaient dans le noir. Résultat, un plus grand nombre de vocalisations ultrasoniques (USV en anglais) étaient enregistrées dans un environnement encombré plutôt qu’un environnement ouvert, et de manière accélérée à l’approche d’un obstacle. Envoyés en rafales, l’écho des ultrasons permettrait au loir de « cartographier » le milieu qui l’entoure et de mieux s’y déplacer.
Chaque espèce est capable de percevoir un ensemble limité de fréquences, que l’on mesure en Hertz (Hz). Les ultrasons émis lors de l’écholocation ont une fréquence supérieure à ce que peut percevoir l’oreille humaine.
Le test ultime consista à placer le rongeur sur une plateforme surélevée avec pour seul échappatoire une seconde plateforme joignable en réalisant un petit saut. Dans le noir, le loir ne peut s’aider ni de sa vision ni de son odorat puisque toutes les odeurs ont été effacées auparavant. Cependant, il va émettre des trains d’ultrasons dont l’écho va lui permettre de localiser la seconde plateforme et ainsi de sauter sereinement.
Si les quatre espèces du genre Typhlomys ont réussi ce test haut la main, leurs performances chutent et sont comparables à celles de souris domestiques lorsqu’on leur bouche les oreilles ! Ceci démontre que l’ouïe est un sens indispensable chez ces animaux pour se déplacer dans leur environnement.
Les souris domestiques aussi émettent des ultrasons, notamment lors de leurs interactions sociales. Alors qu’est ce qui fait qu’elles ne sont pas capables d’écholocation ? Une partie de la réponse serait purement anatomique. En passant aux rayons X les minuscules os de l’oreille interne du loir pygmée, les chercheurs ont observé une fusion entre l’os stylohyal et l’os tympanique, un trait qu’ils partagent avec les chauves-souris capables d’écholocation mais que le rat et la souris domestique n’ont pas. Même si les mécanismes restent peu connus à ce jour, ces os fusionnés pourrait servir de marqueur pour distinguer les espèces capables d’écholocation des autres.
Après avoir fourni des preuves comportementales et anatomiques de l’écholocation chez le loir pygmée, les scientifiques se sont ensuite penchés sur ses gènes. Ils ont découvert de nombreuses similitudes avec les autres mammifères déjà identifiés comme « écholocateurs ». En particulier, au niveau du gène prestin codant pour une protéine des cellules ciliées de l’oreille interne. Les propriétés de cette protéine influenceraient directement la perception des ultrasons.
Par ailleurs, les rongeurs du genre Typhlomys présentaient tous un défaut au niveau d’un gène de la vision, pouvant expliquer leur malvoyance.
Qu’est-ce que la convergence ?
La sélection naturelle peut conduire à l'acquisition de caractères similaires au sein de lignées évolutives très éloignées. Cette convergence n’est pas issue d’un ancêtre commun mais résulte de l’adaptation indépendante de plusieurs espèces soumises à des conditions environnementales semblables. L’écholocation est un exemple de convergence observée chez les cétacés, les chauves-souris et les loirs pygmées au niveau comportemental, anatomique et génétique. Tous évoluent dans un environnement où la vision est réduite au profit de l’ouïe.
Jusqu’à présent, l’écholocation demeurait le « super pouvoir » des chauves-souris et des cétacés. Cependant, de nouvelles études suggèrent que les loirs pygmées mais aussi d'autres espèces comme les tenrecs, de petits mammifères endémiques de Madagascar, en serait doté. Aucun doute, l’évolution a convergé chez ces espèces si éloignées et leur a conféré un atout commun : la capacité de « voir avec les oreilles ». L’inclusion des loirs dans cette équipe remet en cause l'idée que l’écholocation est une exception au sein du règne animal. Qui sait, peut-être accueillerons-nous de nouveaux membres l’année prochaine ?
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