Comment les céphalopodes voient les couleurs... sans les voir.

Les céphalopodes sont capables de changer de couleur pour se camoufler alors qu’ils voient en noir et blanc. Comment font-ils ?

Pieuvreweb1

Les couleurs occupent une place importante chez les céphalopodes. Elles leur permettent de se camoufler, mais jouent également un rôle dans l’accouplement et l’intimidation. Pourtant, ils voient en noir et blanc ! © Klaus Stiefel

Les céphalopodes, ces animaux intrigants qui peuplent les mers et les océans, ont plus d’un tour dans leur sac. Particulièrement intelligents, ils sont aussi capables de modifier la coloration de leur peau pour se camoufler et se fondre dans leur environnement. Mais comment font-ils pour s’adapter aux couleurs environnantes alors qu’ils ne voient qu’en noir et blanc ? Alexander et Christopher Stubbs, de l’Université de Californie à Berkeley, avancent une explication : ils seraient capables de déterminer la composition spectrale de la lumière renvoyée par les objets, même avec un seul photorécepteur, en tirant parti d'un phénomène optique nommé aberration chromatique.

Pieuvresweb2

Les céphalopodes sont capables de changer la couleur de leur peau rapidement pour se camoufler. Saurez-vous repérer celui qui se cache sur cette image ? © Ken

Les céphalopodes ne possèdent en effet qu’un seul type de photorécepteurs et ne peuvent donc pas voir les couleurs. Plusieurs hypothèses avaient déjà été proposées pour expliquer leur capacité de «camouflage chromatique».

Pour certains, ces animaux possèdent des photorécepteurs dans la peau, pour d’autres, ils ne changent pas vraiment de couleur mais piègent le système optique humain en adaptant la brillance et les motifs de leur peau. Mais ces hypothèses ne se sont pas révélées concluantes. Et ce d’autant plus que des expériences menées dans les années 1950 par A. Kühn ont montré que les céphalopodes sont capables d'appréhender les différentes couleurs, puisqu’ils utilisent les chromatophores (les cellules pigmentaires de leur peau réfléchissant la lumière) correspondantes aux couleurs environnantes.

F4 large

Les chercheurs ont simulé plusieurs yeux avec des formes d'ouverture différentes. Les ouvertures pleine et annulaire (A, C) produisent un flou chromatique plus important qu’une ouverture petite et axée (B), parce qu’elles laissent passer des rayons lumineux plus éloignés de l'axe optique. © Alexander Stubbs/PNAS 2016

Grâce à une série de simulations numériques, Alexander et Christopher Stubbs ont mis en évidence un mécanisme qui fournit aux céphalopodes des informations sur le spectre de lumière. Leur hypothèse est que ces invertébrés marins peuvent ajuster la focale de leurs yeux pour détecter les différentes longueurs d’ondes de la lumière et ainsi reconstituer une image en couleur de leur environnement.

La pupille de ces animaux est désaxée et prend la forme d’un « U ». Cette structure maximise la séparation des couleurs aux dépends de la résolution de l’image, par le phénomène d'aberration chromatique. Bien connue des astronomes amateurs, l'aberration chromatique survient lorsqu’un rayon lumineux traverse le bord d’une lentille : les différentes longueurs d'ondes qui le composent convergent alors à des distances différentes, ce qui provoque l'apparition de bandes colorées et floues sur les bords de l'image.

Pour tester cette hypothèse, les deux chercheurs ont mis au point un modèle informatique de l’œil d’un céphalopode représentatif, c’est-à-dire n’appartenant à aucune espèce en particulier mais rassemblant des caractéristiques plus ou moins communes. Ils ont ensuite effectué des simulations en faisant varier divers paramètres, comme la focale, c’est-à-dire la distance entre la lentille et le point de convergence des rayons lumineux (le foyer optique).

Cette étude ne dit pas comment les céphalopodes parviennent à faire varier la focale de leurs yeux, mais elle est cohérente avec les travaux qui montrent qu'ils distinguent les couleurs et d’autres portant sur l’œil de ces animaux.

Pour Alexander Stubbs, ce phénomène montre que la forme complexe des yeux des céphalopodes est issue d’un cheminement évolutif différent de celui des yeux des vertébrés, ce qui explique pourquoi leur mode de perception des couleurs n’est pas le même. Reste à savoir, désormais, comment ce phénomène optique se traduit biologiquement dans l’œil des céphalopodes.

William Rowe-Pirra - © Pour la Science - http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/a/actu-comment-les-cephalopodes-voient-les-couleurs-sans-les-voir-37315.php#i52JWThxHM9s666v.99

Ajouter un commentaire

Code incorrect ! Essayez à nouveau