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Une petite histoire de l’électroréception

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Une petite histoire de l’électroréception
Erik Harvey-Girard

La valse des organes sans fonction

 

Les problèmes que la nature présente aux scientifiques sont parfois compris avec beaucoup de difficulté, à coup d’avancées et de reculs. Le cas de l’électroréception est un cas particulièrement exemplaire. Sa découverte s’est faite par de longues discussions, d’erreurs d’interprétation et de réfutations. D’ailleurs, comment imaginer l’électroréception, un sens qui nous est totalement étranger?

 

Pendant près de 200 ans, des scientifiques ont observé et étudié le comportement animal qui impliquait la détection de courants et de champs électriques sans jamais conceptualiser l’idée d’électroréception. Peut-être comme le proposa Moller (1993), est-ce par anthropocentrisme qu’on ne pouvait concevoir un sens absent chez les humains?

 

Lorenzini décrivit en 1705, la présence de nombreux trous, larges et petits,  distribués de façon ordonnée sur la tête de Torpedo. Sans pouvoir leur attribuer une fonction particulière (on sait aujourd’hui que ces ampoules de Lorenzini servent à l’électrolocation). Puis, Walsh (1773) nota que les anguilles électriques, appelées gymnotes (Electrophorus electrophorus), qu’il étudiait approchaient immédiatement une électrode d’un circuit électrique qu’il avait court-circuité à l’extérieur de l’aquarium et qu’elles déchargeaient. Schilling (1772) croyait que les anguilles percevaient les champs magnétiques. Ingenhousz (1782) postula que le sens des anguilles soit radicalement différent de ceux des humains, mais réfuta complètement qu’il puisse exister un sens non humain dévolu à détecter les champs magnétiques.

 

Au siècle suivant, Faraday (1839, 1844) observa que les gymnotes étaient capables de distinguer entre la matière vivante et la matière morte. Puis, Wagner (1847) proposa que les organes découverts par Savi (1844) dans la peau des raies soient électrosensibles. Ce qui fut réfuté par de réputés physiologistes comme Müller et Du Bois-Reymond. Du Bois-Reymond nia aussi que les ampoules de Lorenzini soient sensibles à l’électricité et les réduisit à des « organes sans fonction ».

 

Entre 1846 et 1864, les anatomistes Erdl et Marcusen réalisèrent que les mormyridés, que l’on classait à l’époque dans le groupe des poissons « pseudo-électriques » et qui possédaient selon Du Bois-Reymond des organes électriques incomplets (voir Le 19e), avaient un cerveau hypertrophié pour des poissons. En fait, leur cerveau, couvert entièrement par leur gigantesque cervelet, rivalise avec le cerveau des humains au niveau du ratio poids cérébral-poids corporel (1:50), un des arguments qui appuient nos prétentions de « génies de la création ». Erdl et Marcusen spéculèrent sur un lien entre les faibles courants électriques des mormyridés et la dimension de leur cerveau, mais furent, eux aussi, refroidis par Du Bois-Reymond.

 

"Savais-tu que les humains utilisent surtout les yeux pour se retrouver?" "Es-tu sérieux, j'étais pas au courant. C'est pour ça qu'ils sont incapables de se retrouver la nuit !"
Au début du 20e siècle, on s’approcha un peu plus de l’idée d’un sens électroréceptif chez les poissons. Fritsch (1891) observa que les mormyridés étaient « surpris » par une paire d’électrodes et l’évitaient avec une grande agilité. En 1938, Cordier montra que les mormyridés avaient les nerfs de la ligne latérale très développés, et croyait que les mormyridés étaient des animaux « latéraux », comme les oiseaux sont visuels et les chiens olfactifs. Il était à deux doigts de la solution.

 

Précédemment, en 1917, Parker et van Heusen montrèrent la capacité remarquable d’un poisson-chat (Ictalurus nebulosus) à distinguer entre des tiges métalliques et des tiges de verre partiellement immergées. De plus, un faible courant à travers les tiges de métal repoussait fortement les poissons-chats. Ils croyaient que la capacité du poisson-chat de détecter les courants électriques venait de ses papilles gustatives.

 

A l’aquarium de New York, Cox (1938) et Coates (1947) observèrent la capture de proie par des gymnotes et notèrent : « […] les répétitions stables des décharges minimes qu’ils émettent pendant qu’ils nagent, semblent leur permettre de détecter les poissons… » Pour prouver leur point, ils enduirent d’une peinture isolante la tête des anguilles. Celles-ci furent incapables de chasser leur nourriture, même s’ils la placèrent juste sous leur nez. Ils en conclurent que les gymnotes avaient un « radar » électromagnétique.

La découverte d’un sens électrique

 

Dans les années ’30 et ’40, Lissmann travaillait sur la locomotion avec Gray à Cambridge. Lors d’une visite au Zoo de Londres, il découvrit le gymnote. « Il y avait cette élégante créature qui se déplaçait avec grâce à l’aide de sa nageoire dorsale et qui pouvait même nager à reculons (cit. P.Moller, 1995). Il reçut en cadeau de mariage un gymnarque du Nil (Gymnarchus niloticus). Au laboratoire avec son cadeau, Lissmann démontra avec un oscilloscope que le gymnarque émettait continuellement un signal électrique de 250-300Hz. Le poisson évitait les électrodes de cuivre (comme l’avait montré Fritsch en 1891), mais un enregistrement de son propre signal fut retourné au gymnarque qui se mis soudain à attaquer l’électrode émettrice. Malheureusement, le gymnarque n’a pas survécu longtemps au laboratoire de Lissmann. Plus tard, Lissmann et son groupe ont démontré la relation de récepteurs non identifiés, les mormyromastes, et la présence de faibles champs électriques générés par un poisson faiblement électrique. Des expériences comportementales leur permirent de conclure que les « décharges des organes faiblement électriques sont une partie intégrante d’un système sensoriel, et servent au balayage (scanning) de son environnement et aux interactions avec ses congénères » (cit. P Moller, 1995).






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Références
Erik Harvey-Girard.  "Une petite histoire de l’électroréception."  Apteronote. Ed. Erik Harvey-Girard. Ottawa: Mai 28, 2005. <  >
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