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Electrogénération

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Champ électrique
Erik Harvey-Girard

Champ électrique de A.leptorhynchus en pseudo-couleurs pris à différents temps du cycle. Chaque couleur représente une intensité donnée du champ électrique (voir l'échelle en bas). Pour ce poisson avec un cycle de décharge de 1,25msec, sa fréquence de décharge est de 800Hz.

Certains poissons faiblement électriques, tel les mormyridés et les deux gymnotiformes, le carapo à queue longue (Gymnotus carapo) et le gymnote électrique (Electrophorus electricus), émettent leur décharge électrique de façon pulsative, c’est-à-dire qu’il y a des pauses entre les pulses qui sont beaucoup plus longues que les pulses eux-mêmes. La plupart des gymnotiformes cependant émettent leur décharge électrique de façon ondulatoire : les pulses et les pauses sont de même durée.

 

Courant électrique généré par le poisson-couteau brun enregistré avec deux électrodes placées à chaque bout du poisson. La fréquence est autour de 700Hz: il s'agit fort probablement d'une femelle mature.
Brian Rasnow et Chris Assad du Cal-Tech Institute et
Philip Stoddard à l’Université Internationale de Floride, ont mesuré le champ électrique de plusieurs aptéronotes. Ils ont modélisé leur champ électrique et produit de petits films en pseudo-couleurs, dont un sur le poisson-couteau noir, Apteronotus albifrons. On y voit le champ électrique de cet aptéronote en pseudo couleurs (rouge, jaune pour les valeurs positives et, bleu et mauve pour les valeurs négatives) qui varie selon le cycle de décharge de l’organe électrique (EOD). On y voit aussi le potentiel en fonction du temps pour mieux se situer sur le cycle de la EOD. Si vous mettez en boucle (menu Séquence) le film, vous aurez une bonne idée de l’aspect ondulatoire du champ électrique. Notez cependant qu’il est ralenti environ 4000 fois par rapport à la réalité.

 

Loin du poisson, le champ électrique produit par la décharge de l’organe électrique (EOD) a une géométrie dipolaire, mais le champ rapproché est beaucoup plus complexe. Les pics de potentiels et le croissement à zéro se propagent vers la queue suggérant que les segments de l’organe électrique sont actifs séquentiellement plutôt que de façon synchrone. Pour ce poisson avec un cycle de EOD de 1,25msec, sa fréquence de décharge est de 800Hz. La vélocité (5-10cm/ms) des pics du champ électrique tout au long de la queue est consistante avec la vitesse de conduction des axones spinaux contrôlant l’organe électrique.

 

L’intensité du champ électrique émis par la EOD diminue selon le cube de la distance. Ainsi, un poisson qui double son espace actif doit augmenter par huit l’intensité de sa EOD. Un équilibre doit s’établir entre la dépense d’énergie pour générer le champ électrique avec les besoins de d’électroréception, les capacités de nage, les habitudes de vie et les nécessitées de reproduction.

 

Les habitudes de nage des gymnotiformes sont d’une grande importance pour le système électrosensoriel. Plusieurs espèces, particulièrement celles ayant de longs organes électriques, nagent en ondulant seulement une nageoire ventrale ou dorsale allongée tout en maintenant leur corps aussi rectiligne que possible. Ces nageoires et ses habitudes de nage permettent aux gymnotiformes de nager aussi bien d’arrière que d’avant et de maintenir leur corps en arc autour des objets pendant le « scanning ». Ces habitudes permettent de garder le réseau de détecteurs (les électrorécepteurs dans la peau) dans une orientation fixe par rapport au générateur de champ électrique (l’organe électrique) afin d'obtenir une perception électrosensorielle la plus stable possible.

 

Apteronotus leptorhynchus (photo: R.Lacombe, U.Ottawa)






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Références
Erik Harvey-Girard.  "Champ électrique."  Apteronote. Ed. Erik Harvey-Girard. Ottawa: Mai 29, 2005. <  >
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