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Ce dortoir d'écholocalisation pourrait révéler les origines de l'un des superpouvoirs les plus cool de la nature

Lorsque le soleil se couche sur les forêts du Vietnam, un petit rongeur secret émerge de l'obscurité et commence à se faufiler entre les branches d'un arbre à la recherche de fruits et de graines. Typhlomys, également connue sous le nom de souris arboricole à poil doux ou dortoir pygmée chinois, mesure environ 3 pouces de long et arbore une queue en touffes de blanc plus longue que son corps. Mais il fléchit si vite que, pour l’œil humain, il n’apparaît qu’un flou nocturne.

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C'est particulièrement impressionnant, car Typhlomys est presque complètement aveugle.

Lorsque les scientifiques ont examiné les globes oculaires de Typhlomys au microscope, ils ont rapidement compris que ses organes visuels étaient un désordre total. Des plis rétiniens irréguliers "détruisent la continuité de la projection d'image", ont écrit les chercheurs, tandis qu'un espace réduit entre l'objectif et la rétine gâchait la capacité de l'animal à se focaliser. Ils ont également un nombre réduit de cellules ganglionnaires recevant des images, qui sont généralement un indicateur de perception. Les rongeurs arboricoles semblent capables de déterminer la différence entre la lumière et l'obscurité, mais guère plus.

Alors, comment Typhlomys évite-t-il de tomber jusqu'à la mort ou de courir directement dans la gueule d'un prédateur? Selon un article publié dans Integrative Zoology en décembre dernier, cette furball à longue queue a un tour dans son sac: elle émet des signaux sonores ultrasoniques, puis navigue dans son environnement en fonction des échos qui rebondissent. Si cela ressemble beaucoup à un autre mammifère nocturne, vous avez raison: certains scientifiques pensent que Typhlomys pourrait être une sorte «d'animal en transition» qui pourrait être la clé de la compréhension de l'évolution des chauves-souris.

C'est parce que Typhlomys fait écho à une attaque biologique, une astuce biologique que l'on pensait exister uniquement chez les chauves-souris, les cétacés et le casse-cou de Marvel. (On pensait autrefois que certaines musaraignes faisaient écho, mais de nouvelles recherches semblent réfuter cela.) Jusqu'à ce que les scientifiques russes puissent observer deux de ces loirs vietnamiens en captivité et enregistrer leurs cris ultrasoniques.

«La structure de ses appels est étonnamment similaire à celle des appels de chauves-souris à modulation de fréquence», explique Aleksandra Panyutina, morphologiste fonctionnelle à l'Institut Severtsov de Moscou et auteur principal du document décrivant l'écholocation du loir.

La différence, dit Panyutina, est que les appels du Typhlomys sont incroyablement faibles. Ils échappent à la fois à l'oreille humaine et à des dispositifs appelés «détecteurs de chauve-souris» que les scientifiques utilisent habituellement pour écouter les conversations en chauve-souris. Mais cela a également du sens, dit-elle, car même si Typhlomys est rapide «comme un coup de foudre», il est toujours beaucoup plus lent qu’une chauve-souris volant dans les airs et les objets qu’il doit naviguer sont beaucoup plus proches.

BE1X3E.jpg La queue de la luna moth produit un faible écho de signal qui perturbe les chauves-souris prédatrices. (Papilio / Alamy)

La découverte d'un rongeur superpuissant est passionnante pour de nombreuses raisons. Pour commencer, c'est une première pour l'ordre des rongeurs. Deuxièmement, il y a clairement beaucoup de rongeurs qui s'entendent bien sans l'aide de clics ultrasoniques, ce qui soulève la question de savoir ce qui conduirait Typhlomys dans cette voie évolutive. Mais rien de tout cela n’est aussi tentant que ce que signifie un rongeur en écho pour notre compréhension de l’évolution des chauves-souris.

Vous voyez, les scientifiques ont longtemps débattu de l'évolution exacte de l'écholocation. L'existence de roussettes sans écholocation a toujours semblé suggérer que la capacité d'écholocalisation était acquise après que certaines chauves-souris se sont envolées. D'autres scientifiques soutiennent que l'inverse aurait aussi pu être possible: ces petites créatures ressemblant à des chauves-souris utilisaient l'écholocation lorsqu'elles sautillaient et même glissaient à travers la canopée et acquéraient seulement plus tard un vol à part entière.

Cependant, cette «théorie de l'écholocation d'abord» posait un gros problème: nous n'avions aucune trace de l'existence d'un tel animal de transition, vivant ou fossile. "Personne ne pouvait même imaginer une telle créature", dit Panyutina, "jusqu'à notre découverte sur Typhlomys ."

Bien entendu, le débat est loin d’être conclu. En fait, une étude récente sur les os d'oreille de chauve-souris suggère que les chauves-souris n'ont jamais la capacité de faire une écholocalisation, ce qui constituerait un vote en faveur de la théorie du premier vol. Une autre étude a révélé que certaines espèces de chauves-souris peuvent produire des clics d’écholocation avec leurs ailes, ce qui est tout à fait gênant si l’on considère que tous les autres animaux qui résonnent en écho semblent émettre ces sons par la bouche.

Echolocalisation avancée: les chauves-souris à queue libre du Mexique, qui vivent dans d'énormes colonies pouvant atteindre plus d'un million d'individus, utilisent le sonar pour enrayer les signaux de leurs rivaux. Echolocalisation avancée: les chauves-souris à queue libre du Mexique, qui vivent dans d'énormes colonies pouvant atteindre plus d'un million d'individus, utilisent le sonar pour enrayer les signaux de leurs rivaux. (Danita Delimont / Alamy)

Ou peut-être que ce n'est pas si mal que ça après tout. Nous vivons dans un âge d'or de la recherche sur l'écholocation; Plus de 100 études portant le mot «écholocation» dans le titre ont été publiées depuis le début de l'année dernière seulement. Et comme le montrent les recherches sur Typhlomys, nous avons encore beaucoup à apprendre sur les origines et la nature de cette capacité remarquable. Est-il si exagéré de penser qu'il existe d'autres méthodes d'écholocation que les chercheurs n'ont pas encore imaginées?

Par exemple, une étude publiée l'automne dernier dans PLOS Biology a exploré la raison pour laquelle les grandes chauves-souris brunes agitent la tête comme des chiots et courbent le bout de leurs oreilles. Nous parlons de mouvements qui se produisent au cours de millisecondes et à l’échelle de millimètres, explique Melville Wohlgemuth, neuroscientifique à la Johns Hopkins University et auteur principal de l’étude Head Waggle.

Les mouvements ne sont pas simplement mignons: chaque changement subtil dans la position de la tête ou des oreilles de la chauve-souris lui permet de réduire son champ de vision, un peu comme si nous plissions les yeux ou mettons une main en coupe au-dessus d'une oreille. "En disposant d'une vue acoustique plus large, ils s'assurent de pouvoir toujours recevoir des échos de la cible, même si celle-ci se déplace de manière irrégulière devant eux", déclare Wohlgemuth. «Et c'est quelque chose que les insectes font fréquemment. Quand ils détectent qu’une chauve-souris est sur le point de les attraper, ils font une sorte de piqué de puissance.

Sans les caméras haute résolution sophistiquées mises à disposition ces dernières années, nous n'aurions jamais pu observer le comportement des chauves-souris avec autant de précision. Et ce n'est qu'un exemple de la complexité de l'écholocation classique. Il existe des formes encore plus étranges de cette superpuissance, qui apparaissent parfois comme une contre-mesure à l’écholocation.

Par exemple, certaines mites peuvent entendre quand une chauve-souris se rapproche. Mais d'autres espèces de mites n'ayant pas d'oreilles, elles doivent donc recourir à d'autres moyens pour contrecarrer leurs ennemis. La teinte brillante de la teinte luna a créé une queue tourbillonnante qui génère un signal d'écho faible et persistant, un signal qui perturbe la précision de la chauve-souris et la fait rater. Les papillons tigres, en revanche, produisent des clics ultrasoniques comme moyen de sensibiliser davantage les chauves-souris à leur présence. Ces papillons ne sonnent pas la cloche du dîner: ils sont carrément toxiques et leurs clics sont censés annoncer ce fait. ("Ne me mange pas, mon frère. Vous n'aimerez pas mon goût.")

Il y a aussi des papillons qui peuvent combattre le feu avec le feu, pour ainsi dire - comme le Bertholdia trigona de couleur sorbet, une espèce originaire du désert de l'Arizona. «Lorsque les chauves-souris sont approchées, les papillons ont émis leurs propres sons de cliquetis ultrasoniques à une vitesse de 4 500 fois par seconde, masquant ainsi l'environnement et se dissimulant de la détection par sonar», a écrit mon collègue du Smithsonian, Joseph Stromberg, en 2013.

Bien sûr, les dauphins, les baleines et les marsouins ont leurs propres astuces, et l'écholocation est un peu différente sous l'eau. Les ondes sonores se déplacent beaucoup plus loin dans les zones humides, ce qui donne aux mammifères marins l'avantage supplémentaire de la communication à longue distance. Mais cela ne signifie pas pour autant qu’ils souffrent d’hypocrisie: en fait, les dauphins peuvent utiliser leur sonar pour faire la différence entre des objets aussi petits qu’un grain de maïs et une boulette de BB.

Pour sa part, Wohlgemuth espère que nous pourrons utiliser nos connaissances en biologie des chauves-souris pour mieux comprendre comment notre cerveau traite le son. Il existe peut-être une ligne encore plus directe à tracer ici: des recherches ont montré qu'un "petit nombre d'aveugles", c'est-à-dire des humains, peuvent s'entraîner à naviguer dans des environnements complexes en utilisant l'écholocation.

L'une de ces personnes est Daniel Kish, aveugle depuis l'âge de 13 mois et dont la maîtrise de l'écholocation lui a valu le surnom de "Batman". Tout comme la plupart des chauves-souris, les humains qui se font l'écho utilisent leur langue ou parfois la réverbération de leur canne pour visualiser le monde qui les entoure. Une étude a révélé que, lorsque le cerveau humain traite ces échos au clic, il utilise des régions typiquement associées à la vision, par opposition à l’ouïe.

Des chercheurs comme Panyutina, entre-temps, se demandent combien d’autres espèces pourraient être en train de claquer. En fait, Typhlomys a un cousin, le loir à épines Malabar, également connu pour sa piètre vision et ses prouesses nocturnes grimpantes. Le loir épineux a cependant des yeux considérablement plus grands. Panyutina pense donc que cela pourrait représenter une étape plus primitive dans la direction de l'écholocalisation totale présentée par Typhlomys.

Si nous venons de découvrir l’écholocation dans un loir, qui sait quels secrets d’autres créatures pourraient nous apprendre sur les interactions prédateur-proie, la co-évolution ou même le fonctionnement interne du cerveau humain? Tout ce que nous avons à faire, semble-t-il, est de trouver de nouvelles façons d'écouter.

Ce dortoir d'écholocalisation pourrait révéler les origines de l'un des superpouvoirs les plus cool de la nature