Le 6ème sens des requins à l'écoute

Requin contemplant une proie? Via HowStuffWorks.

Les requins sont connus pour posséder certains des électrorécepteurs les plus sensibles du monde animal. Autrement dit, des pores spéciaux autour du visage d'un requin peuvent détecter les courants électriques émanant d'organismes sous-marins et transportés avec une grande efficacité grâce à l'eau salée. C'est comme si les requins avaient un sixième sens spécial, ce qui leur permettait de chasser sous l'eau malgré le fait qu'ils ne voient pas très bien. Fin mai 2018, les physiologistes du Julius Lab de l'Université de Californie à San Francisco ont annoncé un nouveau travail comparant les capacités d'électroréception des requins par rapport aux poissons appelés raies. David Julius, auteur principal de la nouvelle étude, a déclaré:

Les requins ont cette capacité incroyable de capter des courants nanoscopiques tout en nageant à travers une tempête de neige de bruit électrique. Nos résultats suggèrent que l'organe électrosenseur d'un requin est réglé pour réagir à n'importe lequel de ces changements d'une manière soudaine, à tout ou rien, comme pour dire «attaque maintenant».

Les post-doctorants Nicholas W. Bellono et Duncan B. Leitch ont dirigé les travaux, Julius agissant en tant que conseiller principal. L’équipe a montré que les réactions des requins aux champs électriques se propageant dans l’eau de mer semblaient très différentes de celles des raies, cousines des requins et des raies. Cette réponse pourrait aider à expliquer pourquoi les requins semblent utiliser les champs électriques uniquement pour localiser leurs proies.

Les patins, par contre, les utilisent pour trouver de la nourriture, des amis et des partenaires.

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Dans cette étude, les chercheurs ont comparé les réactions à de faibles courants électriques véhiculés dans l’eau salée entre des chaînes de chats (Scyliorhinus retifer) et des raies. Image via Julius Lab / NIH.

Petite raie mâle, Leucoraja erinacea, dans l’Atlantique Nord, au large des côtes de l’État américain du Massachusetts. Image via Elasmodiver.

Ces scientifiques sont des physiologistes; ils étudient comment les corps des requins, ou des patins, ou des humains, font ce qu'ils font. Leurs travaux récents ont également abordé la génétique et les substances chimiques spécifiques du corps sous-jacentes au sixième sens unique des requins. Leur déclaration a expliqué:

À la fois [requins et patins], des réseaux d'organes, appelés ampoules de Lorenzini, surveillent en permanence les champs électriques par lesquels ils nagent. L'électricité pénètre dans les organes par les pores qui entourent la bouche des animaux et forment des motifs complexes au bas de leur museau. Une fois à l'intérieur, il est transporté via un gel spécial à travers une vigne de canaux, se terminant par des grappes de cellules sphériques pouvant détecter les champs, appelées électrorécepteurs.

Enfin, les cellules transmettent ces informations au système nerveux en libérant des paquets de messagers chimiques, appelés neurotransmetteurs…

Chez les requins, les électrorécepteurs sont des structures en forme de pores appelées ampoules de Lorenzini, représentées ici par des points rouges. Illustration via Chris_huh sur Wikimedia Commons.

Dans cette étude, l'équipe a comparé les courants électriques sous-marins dans les petites raies par rapport à une espèce de requin connue sous le nom de catshark. Ils ont constaté que, bien que les deux cellules soient sensibles à la même plage étroite de zaps de tension, les réponses étaient très différentes. Les courants de requin étaient beaucoup plus importants que les courants de raie et avaient la même taille et la même ondulation pour chaque zap. En revanche, les cellules de raie réagissaient avec des courants dont la taille et l’ondulation variaient selon chaque zap.

D'autres expériences suggèrent que ces réponses contrastées pourraient être dues à différents gènes de canaux ioniques, qui codent pour des protéines qui forment des tunnels dans la membrane ou la peau d'une cellule. Lorsqu'ils sont activés, les tunnels s'ouvrent et créent des courants électriques en permettant à des ions, ou à des molécules chargées, d'entrer et de sortir de la cellule. Nicholas Bellono a commenté:

Dans presque tous les cas, le système électrosensoriel des requins ressemble à celui des patins. Nous nous attendions donc à ce que les cellules des requins réagissent de manière graduelle. Nous avons été très surpris lorsque nous avons constaté que le système de requin réagissait complètement différemment aux stimuli.

En fin de compte, ces différences ont affecté la manière dont les requins et les raies ont réagi aux champs électriques qui imitaient ceux produits par les proies. Pour tester cela, les chercheurs ont exposé des requins et des raies nageant seuls dans des bassins à une large plage de fréquences de champs électriques basse tension, puis ont mesuré leur vitesse de respiration. Comme prévu, les patins ont eu diverses réactions. Certaines fréquences ont provoqué une accélération de la respiration au-dessus du repos, tandis que d'autres ont entraîné des changements minimes. Les résultats peuvent aider à expliquer pourquoi une étude précédente a révélé que les raies peuvent utiliser leurs perceptions électrosensorielles pour détecter à la fois leurs proies et leurs partenaires.

Et les requins? Ils ont fondamentalement eu une réaction simple. Presque tous les champs ont augmenté leur rythme respiratoire à un niveau comparable à celui d'une odeur de nourriture, ce qui suggère que leur système est réglé pour une chose: attraper une proie.

En passant, l’année dernière, David Julius a dirigé une étude montrant la physiologie de la perception des champs électriques par les requins et les patins. À l'époque, il a expliqué:

Comprendre comment cela fonctionne, c'est comme comprendre comment les protéines de la lumière perçoivent les yeux - cela nous donne un aperçu d'un tout nouveau monde sensoriel.

Et, au cas où vous vous le demanderiez, le corps humain crée également des impulsions électriques. Cela se produit lorsque nos muscles se contractent. Lorsque nous sommes sur la terre ferme, l'air libre ne conduit pas nos impulsions électriques loin de notre corps. Mais l'eau salée est un bon conducteur d'électricité.

Conclusion: les chercheurs ont comparé les réactions des requins et des raies à la faiblesse des champs électriques transportés en eau salée. Les requins ont réagi simplement à un large éventail de champs, ce qui suggère que leur système est conçu pour une chose: attraper une proie.

Source: Réglage moléculaire de l'électroréception chez les requins et les raies

Via NIH

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