À la découverte de l’univers sensoriel des dauphins et de leurs trois « super-sens »

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Imaginez que vous êtes dans une pièce confortable avec votre chat. Vous êtes tous deux soumis au même espace, à la même température et au même éclairage. Néanmoins, alors que vous appréciez le décor, probablement le goût du chocolat chaud ou la programmation télévisuelle, le chat semble intrigué par autre chose. Peut-être est-il à la recherche des friandises que vous lui avez promises, ou bien veille-t-il à ce que personne ne s’introduise dans son coin détente, un vieux fauteuil près du chauffage. D’une certaine manière, même si vous évoluez dans le même environnement, vous et votre chat percevez différemment l’univers qui vous entoure.

En 1934, un scientifique allemand nommé Jakob von Uexküll s’est penché sur cette question et l’a définie comme l’« umwelt » (environnement en allemand). L’umwelt est la perception qu’à chaque individu du monde dans lequel il vit.

Mais alors comment les autres animaux perçoivent-ils leur environnement ? Je m’intéresse en particulier à ceux qui vivent au sein d’habitats drastiquement différents de ceux des humains, tels que les dauphins dans l’immensité de l’océan.

Mieux comprendre comment les autres animaux perçoivent leur environnement nous permet de mieux les protéger. Par exemple pour les dauphins, savoir comme ils perçoivent leur environnement permet de connaître l’impact du bruit sous-marin sur leur communication et prendre des mesures dans les aires marines protégées pour contrôler le bruit sous-marin.

Plongeons à la découverte des trois super-sens des dauphins, à savoir : la perception magnétique, la perception électrique et l’écholocalisation.

Les dauphins en France : Quelles espèces peut-on rencontrer?

La perception magnétique chez les dauphins

La perception magnétique a été mise en évidence pour la première fois chez les dauphins en 1981 : des chercheurs américains ont trouvé des fragments de magnétite étroitement liées à des connexions neuronales extraites du cerveau de quatre dauphins communs échoués. À l’époque, les scientifiques ont été surpris par leur découverte et ont suggéré que cette magnétite pouvait avoir une fonction sensorielle ou jouer un rôle dans la navigation.

En 1985, une autre équipe de chercheurs a découvert une relation entre les positions d’échouage des cétacés et le champ géomagnétique de la Terre : plusieurs espèces de baleines et de dauphins ont en fait tendance à s’échouer dans des endroits où l’intensité magnétique est faible. Une hypothèse pour expliquer ce phénomène est que, si les cétacés utilisent le champ magnétique terrestre pour se repérer, les zones où l’intensité magnétique est plus faible augmenteraient les probabilités d’échouage, faute de repérages.

C’est en 2014, avec une équipe de scientifiques de l’Université de Rennes 1, que j’ai mené une étude comportementale qui nous a permis de montrer que les grands dauphins possèdent un sens magnétique. Dans cette étude, nous avons testé la réponse spontanée de 6 dauphins captifs à la présentation de deux types d’appareils de même forme et densité : le premier dispositif contenait un bloc de néodyme (un métal) magnétiquement chargé tandis que le bloc du second était totalement démagnétisé.

Les dauphins s’approchaient beaucoup plus rapidement du dispositif lorsque celui-ci contenait un bloc de néodyme fortement magnétisé. Cela nous a permis de conclure que les dauphins sont capables de discriminer les deux stimuli sur la base de leurs propriétés magnétiques.

Ces données soutiennent l’hypothèse que les cétacés peuvent se repérer à l’aide du champ magnétique terrestre et que, par conséquent, quand ce champ est plus faible, les tendances à l’échouage sont plus importantes.

La perception électrique

Les poissons émettent de faibles champs électriques causés par le mouvement de leurs muscles et de leurs squelettes. Certains prédateurs, notamment dans des zones benthiques (au fond de l’océan) à visibilité réduite, sont capables de percevoir leurs proies via ces champs électriques. Une capacité partagée par diverses espèces aquatiques et semi-aquatiques.

Chez les dauphins, l’électroréception a été mise en évidence en 2012 pour la première fois. Les structures appelées « cryptes vibrissales glabres » du rostre des dauphins de Guyane (l’une des plus petites espèces) servent d’électro-récepteurs. Dans cette étude, les chercheurs ont remarqué que les cryptes vibrissales possèdent une structure ampullaire bien innervée, rappelant les électro-récepteurs ampullaires d’autres espèces comme les elasmobranches (requins et raies), les lamproies, les poissons-spatule, les poissons-chats, certains amphibiens et chez les mammifères protères (par exemple les ornithorynques et les échidnés). Ces cryptes vibrissales marcheraient comme des récepteurs sensoriels capables de capter de petits champs électriques émis par les proies dans des environnements aquatiques.

La même étude a également trouvé des preuves comportementales de l’électroperception. Un dauphin de Guyane mâle a été entraîné à répondre à des stimuli électriques de l’ordre de grandeur de ceux générés par des poissons de taille petite à moyenne. Par exemple, un poisson rouge d’une longueur de 5-6 centimètres produit des champs électriques de 90 microvolts par centimètres, avec un pic d’énergie à 3 hertz. Des champs bioélectriques de 1 000 microvolts par centimètres ont été rapportés chez les limandes – une magnitude qui équivaut à un cent-millième de la charge électrique d’une ampoule électrique.

Le dauphin a été entraîné à placer sa tête dans un cerceau et à toucher une cible avec l’extrémité de son rostre. Il devait quitter le cerceau lorsqu’un stimulus était présenté, et devait rester dans le cerceau pendant au moins 12 secondes lorsqu’aucun stimulus n’était présenté.

Cette expérience a montré que les dauphins perçoivent des champs électriques faibles – une sensibilité comparable à celle des électrorécepteurs des ornithorynques. La première démonstration claire de l’électroréception chez l’ornithorynque a été réalisée à Canberra en 1985 par une équipe germano-australienne, qui a montré que les ornithorynques recherchaient et attaquaient les batteries immergées et invisibles par ailleurs.

En 2023, une équipe de chercheurs a trouvé des seuils de détection similaires chez le grand dauphin, en utilisant le même test comportemental.

On pense aujourd’hui que l’électroréception peut faciliter la détection des proies à courte distance et l’abattage ciblé des proies dans les fonds marins.

En outre, la capacité de détecter de faibles champs électriques pourrait permettre aux dauphins de percevoir le champ magnétique de la Terre grâce à une magnétoréception, qui leur permettrait peut-être de s’orienter à grande échelle.

L’écholocalisation

Le sens le plus étudié chez les dauphins reste l’écholocalisation.

Cette fois-ci, c’est un sens plus actif que pour la détection de champs électriques ou magnétiques. En effet, les dauphins produisent des séquences de clics avec leurs lèvres phoniques (situées dans l’évent, la narine située sur la tête des dauphins). Les clics produits sont très directionnels, vers l’avant. Lorsqu’ils touchent une surface, l’onde sonore revient et est perçue à travers la mâchoire inférieure du dauphin. Ainsi, les dauphins perçoivent extrêmement bien les ondes acoustiques, sans avoir d’oreilles externes et tout en conservant leur hydrodynamisme.

Grâce à ces informations, le dauphin peut non seulement connaître l’emplacement d’une cible, mais aussi déduire sa densité : un dauphin peut distinguer à une distance de 75 mètres si une sphère d’un pouce (2,54 cm) de diamètre est faite d’acier solide ou remplie d’eau.

Les dauphins communiquent par des canaux qui nous sont inaccessibles

Mais cette impressionnante capacité à « voir avec les oreilles » ne s’arrête pas là. En effet, les dauphins peuvent écouter les échos des clics produits par leurs congénères, une capacité appelée « eavesdropping », que l’on pourrait traduire par « écoute clandestine ». Ils peuvent ainsi « partager » ce qu’ils détectent avec les membres de leur groupe et coordonner leurs mouvements.

Dans le cadre de mes recherches, je me suis intéressée à la manière dont les dauphins utilisent leurs clics pour synchroniser leurs mouvements. Pour ce faire, j’ai exploité une méthode d’enregistrement utilisant quatre hydrophones et une caméra à 360°, qui permettent de savoir quel dauphin émet un son – ce qui était jusque là impossible car les dauphins n’ouvrent pas la gueule pour vocaliser.

J’ai pu montrer que lorsque les dauphins sautent de manière synchronisée, dans un delphinarium, l’un des animaux produit les clics et les autres restent silencieux. Dans notre expérience, l’animal qui produisait les clics était toujours la femelle la plus âgée.

La même chose se produira-t-elle dans la nature lorsque les dauphins pêchent en coordination ? Pour le vérifier, il faudrait utiliser la même méthode d’enregistrement audiovisuel à 360° dans l’océan. Cela impliquerait établir une base d’observation dans une zone d’alimentation à bonne visibilité, par exemple lorsque les dauphins pêchent autour des fermes aquicoles. La proximité régulière des dauphins permettrait d’enregistrer leur comportement de pêche en solitaire, et de mieux comprendre comment ils coopèrent et se coordonnent.The Conversation

Juliana López Marulanda, Enseignante chercheuse en éthologie, Université Paris Nanterre – Université Paris Lumières

Cet article est republié à partir de The Conversation sous licence Creative Commons. Lire l’article original.

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Eric GARLETTI
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