La VISION dans le monde animal / MIREIA QUEROL ROVIRA
La Nature nous a doté d’un appareil visuel extraordinaire. Mais cet œil est-il unique en son genre ? Qu’est-ce qui nous différencie visuellement des autres animaux ? Et surtout, pour quelle raison ?
Il est d’usage, et c’est bien naturel, de partir de la vision humaine pour la confronter à celle d’autres espèces animales. Après tout, pour la majorité des études scientifiques, nous utilisons notre corps comme point de référence. Il en va de même lorsqu’il s’agit de comprendre les mécanismes de la vision des animaux.
On entend souvent que tel ou tel animal voit mieux ou moins bien que l’Homme, parce que celui-ci ne voit pas certaines couleurs, que nous sommes au contraire à même de distinguer, ou parce que celui-là a la capacité de voir les rayons Ultra-violets.
Mais tout est une question de besoin, et la performance oculaire, qui est le degré de perfection de l’image formée sur la rétine à partir de l’objet qui envoie des rayons lumineux sur l’œil, diffère selon l’usage que l’on fait de notre vue.
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La performance oculaire se compose de quatre éléments, dont l’ordre d’importance va changer selon les nécessitées de chaque espèce.
Ces quatre éléments sont :
- La netteté
- La résolution
- Le contraste
- Les mouvements
La vision des animaux : liée aux besoins de chacun
Pour nous autres être humains, notre but premier est de voir le mieux possible. On estime que l’on a une bonne vue lorsque celle-ci est nette et que l’on distingue parfaitement les différentes couleurs. Et puis, on s’adapte en fabricant des objets nous permettant de l’améliorer si nécessaire.
La différence avec le règne animal, est que nos besoins de chasseur, notre instinct de proie ou de prédateur ont, avec l’avènement des civilisations, évolué. Ce n’est pas le cas pour les animaux, dont la vision varie en fonction de leur alimentation ou de leur milieu de vie.
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L’œil humain est un formidable outil, capable de détecter un maximum de couleurs, de textures. Mais il ne semble plus disposer d’une spécificité particulière offrant un talent naturel inhérent à notre espèce dans un domaine bien précis.
Prenons l’exemple de notre vision nocturne. Dans l’obscurité, ce sont les bâtonnets qui fonctionnent car ils sont sensibles à la lumière. Les cônes, eux, détectent les formes et les couleurs, et ont beaucoup de mal à fonctionner dans le noir. C’est pour cette raison que notre vision nocturne est principalement liée à la présence ou non d’une source de lumière.
Ce n’est pas le cas pour les animaux, du moins, pour ceux qui possèdent une vision nocturne réellement performante dans le noir.
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La rétine du chien, par exemple, compte bien plus de bâtonnets que celle de l’être humain. En prime, sa pupille se dilate davantage, ce qui lui permet de bien voir même en cas de faible source de lumière. Le meilleur ami de l’Homme possède également une membrane réfléchissante, située derrière la rétine, que l’on nomme le tapetum lucidum.
Cette couche réfléchissante située au fond de l’œil améliore la vision sous faible luminosité, bien que l’image perçue peut s’en trouver troublée par un effet d’interférences entre la lumière incidente et la lumière réfléchie.
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C’est ce tapetum lucidum qui fait briller les yeux des animaux en présence d’une source lumineuse.
Chez les oiseaux de proie nocturnes, qui se nourrissent d’animaux vivant la nuit, il fallait nécessairement capter le plus de lumière possible la nuit. C’est ainsi que la pupille de ces animaux se dilate à l’extrême, offrant une vision extrêmement efficace en pleine nuit.
Pour certains, la vue est donc directement liée aux types de proies chassée.
La chaleur comme indice...
C’est également le cas pour les serpents, mais cette fois d’une toute autre manière. En effet, ces derniers ne sont que très peu, voire pas du tout, sensibles à la lumière et vont utiliser la température pour voir.
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La performance est très différente des autres animaux et des être humains, mais elle n’en est pas moins efficace. Il faut simplement se mettre dans la peau du serpent, qui a des besoins bien différents des nôtres !
La vision nocturne des serpents est rendue possible par la détection thermique et non par la détection de photons.
Les serpents possèdent des membranes sensibles aux infrarouges. Ce système permet aux reptiles de faire la différence entre la chaleur émanant d’un animal en mouvement et celle de l’environnement.
Les serpents détectent la chaleur, comme un appareil infrarouge @Pixabay
Des radiations infrarouges réchauffent la membrane de leurs fossettes. Dès lors que la température atteint un certain seuil (environ 25°C, température qui correspond à la chaleur émise par les proies du serpent, comme les souris ou les lapins) un récepteur appelé TRPA1 ouvre un petit canal de transmission des ions, permettant aux cellules nerveuses de générer un signal électrique.
On constate donc, notamment à travers ces exemples, qu’avoir une bonne vision ne signifie pas la même chose selon les espèces. Celle-ci s’adapte notamment au mode de vie et à la nécessité de trouver de la nourriture.
Un œil pour chaque milieu
L’autre point qui marque une différence flagrante entre notre façon de voir et celle des animaux, c’est bien entendu le milieu naturel dans lequel ces derniers évoluent.
Sous l’eau, notre cristallin ne peut se déformer suffisamment, ce qui entraîne une vision floue. Chez les animaux aquatiques, la cornée n’intervient pas. C’est bien le cristallin qui est responsable de ce que l’on appelle la réfraction statique.
Celui-ci possède une forme sphérique et se situe loin de la rétine, très près de la cornée.
Chez certains poissons et amphibiens, la pupille est divisée en deux parties par des expansions de l’iris.
L’anableps, petit poisson à l’acuité visuelle étonnante @Pixabay
C’est le cas d’un poisson assez étonnant, l’anableps. Ce petit poisson, vivant dans les mangroves, a la particularité de voir aussi bien sous l’eau qu’en dehors.
Cela confirme que l’œil s’adapte au milieu dans lequel l’espèce évolue (le niveau de l’eau dans les mangroves peut être très bas). Ainsi, l’œil de l’animal possède une pupille ventrale et une pupille dorsale.
Son cristallin est ovale, et, sous l’eau, la lumière passe par la pupille ventrale, traverse le cristallin et converge sur la rétine dorsale. Celle émanant hors de l’eau est réfractée par la cornée puis convergente vers la rétine ventrale.
Enfin, l’organisation et le mode de vie des espèces à un rôle à jouer sur la vision des animaux.
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À l’instar du chat, chasseur nocturne qui voit bien mieux de nuit que de jour, ou de l’aigle, à la vue impeccable en journée mais difficile la nuit, la vision des insectes est paramétrée par rapport à leurs instincts, besoins, contraintes et devoirs.
Des yeux si différents
Les yeux à facettes @Pixabay
Chez les insectes, et chez presque tous les invertébrés en général, les yeux sont à l’opposé de ce que nous connaissons chez les mammifères. Ils sont composés de nombreuses petites lentilles, ou ommatidies. Ainsi, on dit que leurs yeux sont « à facettes. »
Là encore, il est intéressant de noter que, même parmi une même espèce, la nature adapte l’œil selon le rôle qu’elle donne à une espèce. C’est pourquoi, chez les abeilles, les ouvrières possèdent 4 500 facettes par œil tandis que la reine, dont la vision n’est pas réellement nécessaire, en possède 3 500. Le mâle lui, qui doit être capable de repérer une reine depuis de plus longues distances, en possède 7 500.
Les ommatidies sont composées :
- d’une lentille frontale recouverte de chitine, comme la cuirasse qui protège le corps de l’insecte (ce revêtement correspond à la cornée de notre œil);
- d’un cône cristallin transparent qui réfracte la lumière;
- d’un récepteur photographique;
- de cellules pigmentées qui absorbent les rayons lumineux
- de cellules réceptrices sensibles à la couleur
Détecter le mouvement !
Petits animaux, les insectes volants ont besoin d’une analyse rapide pour fuir. C’est pour cela qu’ils vont attacher beaucoup d’importance à la vision du mouvement.
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Lorsqu’un objet se déplace dans le champ de vision, les ommatidies sont actionnées ou éteintes à tour de rôle, ce qui permet aux insectes de pouvoir déterminer si cet objet est immobile ou en mouvement.
Ainsi, ils peuvent adapter leur réaction. Grâce à leur œil complexe, il ont une plus grande capacité d’analyse que nous, et une fréquence plus élevée de vision séquentielle.
Etudier la vision des animaux démontre la complexité incroyable de la nature. Cela dénote surtout de l’importance du phénomène de perception des choses, et de la manière dont une espèce est capable d’évoluer dans son environnement, mais aussi, justement, en tant qu’espèce animale, avec des besoins précis.
Sources : snof.org, sciences et avenir, visionanimale.fr, futura-sciences.com
Avez-vous déjà entendu dire que les chiens voient en noir et blanc ? Ou que les chats peuvent voir dans le noir ? Pourquoi avons-nous les yeux devant le visage ? Et pourquoi les chèvres ont une pupille horizontale ?
La formation des images
Les yeux sont les récepteurs chargés de capter la lumière et d'envoyer le signal par le nerf optique au cerveau, qui en fait l'interprétation. La lumière est une onde électromagnétique comme l'infrarouge, l'ultraviolet, les rayons X, les micro-ondes, etc. Dans cet article, nous ferons référence à la lumière visible, c'est-à-dire la partie du spectre que peuvent percevoir les humains et la plupart des mammifères.
Fondamentalement, la lumière passe à travers la pupille . Il peut réguler la quantité de lumière grâce aux muscles associés à l'iris (qui donne la couleur à l'œil). L' objectif focalise les objets. L'image est projetée à l'envers dans la rétine , pour être envoyée sous forme de signal électrique au cerveau.
POURQUOI VOIR EN COULEUR ?
Dans la rétine, il existe deux principaux types de cellules photoréceptrices : les bâtonnets et les cones
Bâtonnets
- Plus sensible dans quelques conditions de luminosité
- Pas de vision des couleurs
- Sensible au mouvement
- Moins de détails sur l'image
Cônes
- Activé dans des conditions de forte luminosité
- Vision des couleurs
- Sensible au contraste
- Détails d'image élevés
En généralisant beaucoup, les vertébrés diurnes ont plus de cônes que de bâtonnets et les nocturnes ont plus de bâtonnets que de cônes, ce qui leur permet de mieux voir dans l'obscurité. Mais peuvent-ils vraiment voir dans le noir ?
VOIR DANS LE NOIR
En l'absence totale de lumière, il est impossible de voir, bien que certains animaux puissent détecter d'autres rayonnements tels que les infrarouges ( serpents ) ou les ultraviolets ( abeilles ). En plus de la relation entre les bâtonnets et les cônes, d'autres facteurs qui améliorent la vision dans des conditions de faible luminosité sont :
LA CORNÉE
Plus l'œil et la cornée sont grands, meilleure est l'utilisation de la lumière. Le mammifère avec la plus grande cornée par rapport à l'œil est le tarsier des Philippines ( Carlito syrichta ) un primate de la vie nocturne.
LA PUPILLE
Une autre façon de tirer parti des conditions de faible luminosité consiste à augmenter la taille de la pupille. Selon la forme de celui-ci, le contrôle de la lumière entrante est plus précis : c'est le cas de nombreux chats. Par rapport à une pupille ronde, la pupille allongée s'ouvre et se ferme latéralement et selon la position de la paupière, la surface pupillaire exposée à la lumière peut être mieux contrôlée.
LE TAPIS LUMINEUX
Les chats, les chiens, les chauves-souris, les chevaux, les baleines, les crocodiles, les bovins et certains primates nocturnes ont dans la rétine ou derrière elle une couche brillante appelée tapetum lucidum, qui augmente jusqu'à 6 fois la capacité de collecte de la lumière par rapport aux humains. Comme s'il s'agissait d'un miroir, le tapetum lucidum réfléchit la lumière atteignant l'œil pour la retourner vers la rétine et capter la lumière au maximum.
Le tapetum lucidum est responsable du fait que les yeux du chat semblent briller dans le noir et que les pupilles du chat et du chien brillent en bleu/vert lorsque la lumière tombe sur l'œil.
POURQUOI CERTAINS ANIMAUX ONT LES YEUX DEVANT LE VISAGE ALORS QUE D'AUTRES LES ONT SUR LES CÔTÉS ?
La position de l'œil chez les mammifères peut être frontale, comme un chat, ou latérale, comme un lapin. Cela signifie des avantages distincts :
- Vision binoculaire (stéréoscopique) : permet une bonne estimation de la distance, mais le champ de vision est plus petit. Une image 3D est générée. C'est typique des carnivores qui doivent concentrer leur attention sur leurs proies ou des primates qui doivent calculer la distance entre les branches.
- Vision latérale (périphérique) : permet à chaque œil d'envoyer un signal différent au cerveau, il est donc plus facile de remarquer son environnement avec un champ de vision d'environ 360 degrés. C'est typique des herbivores , qui doivent faire attention à la présence de prédateurs potentiels.
Champ visuel d'un chat et d'un cheval. La zone aveugle est plus petite chez les hervibores. Source : Sjaastad, Sand et O. Hove K. Photo extraite de Eye Opener
POURQUOI LES CHÈVRES ONT-ILS UNE PUPILLE HORIZONTALE ?
Outre la position des yeux, la forme de la pupille est également liée si vous êtes un prédateur ou une proie. Les chèvres ou les chevaux ont des pupilles horizontales, tandis que les chats les ont verticales.
Banks dit que « pour calculer les distances, les prédateurs se basent sur la vision stéréoscopique (fonctionne mieux avec une petite pupille) et la netteté (fonctionne mieux avec une plus grande). Les pupilles verticales sont petites horizontalement et grandes verticalement »
Dans le cas de proies terrestres attaquées par des prédateurs, la tendance de la pupille est d'être à l'horizontale car « peut capter plus de lumière et et aussi réduit l'ensoleillement, ce qui pourrait éblouir ». Les exceptions telles que les lapins ou les souris à pupille circulaire sont dues au fait qu'ils doivent également faire attention au ciel, d'où un oiseau de proie peut attaquer.
QU'EST-CE QUE LA TROISIÈME PAUPIÈRE ?
Certains animaux ont la membrane nictitante ("troisième paupière"), une membrane transparente ou translucide qui sert à protéger et à humidifier l'œil sans perdre la visibilité. Les chameaux, les phoques et les ours polaires l'ont complète, alors que chez d'autres mammifères, comme les chiens ou les humains, elle n'en reste que réduite.
EST-IL VRAI QUE LES CHIENS ET LES TAUREAUX VOIENT EN NOIR ET BLANC ?
En fait, les chiens et les chats sont capables de détecter les couleurs, en particulier le gris, le jaune et le bleu dans des tons plus doux. Les chats peuvent être capables de percevoir plus de couleurs.
Dans le cas des taureaux , il est également répandu le mythe qui fait rage contre la couleur rouge. En fait, les taureaux ont une vision dichromatique, comme la plupart des mammifères diurnes, car ils n'ont que des cônes bleus et verts. Par conséquent, ils ne peuvent pas voir le rouge, mais cela ne signifie pas qu'ils voient en noir et blanc.
ET LES AUTRES MAMMIFÈRES ?
Les chevaux voient dans les tons bleus et rouges. La plupart des rongeurs voient en noir et blanc. La plupart des espèces de la famille des chèvres, des moutons et des taureaux voient du vert au violet. De plus, des études récentes indiquent que de nombreux mammifères (notamment nocturnes), contrairement à ce que l'on croyait, peuvent également percevoir les rayonnements ultraviolets : rats et souris, rennes, éventuellement chats et chiens, vaches, cochons, furets, okapis…
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