Pigeon : le secret de son sens de l'orientation remis en cause

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Le "sixième sens" qui permet aux pigeons voyageurs de s'orienter grâce au champ magnétique terrestre ne se situerait pas dans leur bec, comme on a pu le croire, selon une étude publiée en ligne mercredi par la revue britannique Nature qui relance le mystère.

"Il y a de plus en plus de preuves pour dire que le pigeon a un véritable système de navigation dans la tête, comme un GPS : il est capable d'enregistrer des valeurs de champ magnétique, mais également des repères visuels et des indices olfactifs", a expliqué à l'AFP Hervé Cadiou, (CNRS, Strasbourg, France) un des chercheurs qui a participé à l'étude.

De précédentes recherches ont suggéré que la boussole interne qui permet à l'oiseau de s'orienter grâce au champ magnétique -la magnétoréception- se situerait sous la peau qui recouvre la partie supérieure du bec de l'oiseau. Selon cette hypothèse, des cellules nerveuses contenant des petits cristaux de magnétite, un oxyde de fer, expliqueraient la sensibilité magnétique.

Mais la nouvelle étude mise en ligne mercredi par Nature vient défier cette hypothèse : David Keays (Institut de Pathologie Moléculaire, Vienne, Australie) et ses collègues ont [b]montré que les cellules riches en fer du bec des pigeons sont en fait des macrophages et non des neurones (ou cellules nerveuses).[/b]

Les chercheurs ont utilisé l'IRM et le scanner pour réaliser, en les colorant en bleu, une cartographie des cellules riches en fer de la partie supérieure du bec de pigeons voyageurs. Ils ont ainsi révélé "une variation inattendue dans leur distribution et leur nombre, observation incompatible avec un rôle dans la sensibilité magnétique".

Une analyse de ces cellules a par ailleurs mis en évidence des caractéristiques propres à des macrophages, cellules qui font partie du système immunitaire.

"L'équipe de Vienne a démontré que les dépôts de fer dans le bec du pigeon n'étaient pas cristallins, mais plutôt des dépôts organiques, et que ce fer n'appartenait pas à des neurones, mais à des macrophages", explique Hervé Cadiou.

Or, "pour qu'il y ait un sens, une réception sensorielle, il faut qu'il y ait des neurones".

Même s'ils ne peuvent exclure la possibilité qu'un petit nombre de récepteurs magnétiques épars soient situés "dans un endroit indéterminé" de la partie supérieure du bec des pigeons, les chercheurs n'ont trouvé aucune preuve de l'existence d'un système de sensibilité magnétique dans ce bec.

"Le bec n'est pas un organe magnétorécepteur", a conclu Hervé Cadiou.

Le mystère de la magnétoréception des pigeons resterait donc à élucider.

Mais les chercheurs ont d'autres pistes. "Ces cellules énigmatiques pourraient résider dans l'épithélium olfactif (muqueuse de la paroi du nez, ndlr), une structure sensorielle qui a été impliquée dans la magnétoréception de la truite arc-en-ciel", suggèrent-ils.



Sciences et Avenir 11/04/2012

[BelleMuezza 0]

Des animaux peuvent percevoir le champ magné-tique terrestre, notamment pour s'orienter lors de longs déplacements. Si ce fait est établi, les mécanismes cérébraux en jeu restent obscurs. Une nouvelle étude décrit pour la première fois les neurones traitant les informations géomagnétiques chez les pigeons.

Les résultats sont là : ces oiseaux seraient dotés d’un véritable GPS biologique fonctionnant parfaitement de jour comme de nuit.

De nombreuses espèces bactériennes, végétales ou animales sont sensibles au champ magnétique terrestre. Certaines, par exemple les saumons ou des oiseaux migrateurs, l’utilisent même pour s’orienter avec une efficacité redoutable. Ce fait est maintenant largement reconnu et documenté. En revanche, de nombreuses zones d’ombres persistent sur les mécanismes de perception et d’interprétation des informations géomagnétiques mis en jeu.

L’existence de récepteurs magnétosensibles a déjà été démontrée dans le bec, les yeux et les oreilles des oiseaux. Une étude récente vient cependant d’invalider la théorie du bec. Les cellules riches en magnétite (un matériau ferromagnétique agissant comme une boussole) trouvées en 2007 seraient de simples macrophages du système immunitaire.

Mais des expériences menées sur des plantes ont bien montré que des cryptochromes, des cellules observées dans la rétine des oiseaux, étaient sensibles au champ magnétique terrestre, uniquement en présence de lumière bleue. Les oreilles abriteraient quant à elles des cellules riches en matériau ferromagnétique, comme le bec auparavant.

Le substrat neuronal traitant les informations perçues était totalement inconnu jusqu’à ce que David Dickman et Le-Qing Wu, du Baylor College of Medicine (BCM) à Houston, s’y intéressent et publient leurs résultats dans la revue Science.

Des neurones réagissant aux différents paramètres du champ magnétique ont été localisés avec précision. Plus aucun doute n’est possible, les oiseaux disposent bien d’un véritable GPS intégré, d’une efficacité redoutable.

Mais au fait, ont-ils besoin de lumière ?

Sept pigeons ont été placés successivement au milieu d'une salle baignant dans une obscurité totale ; donc sans aucun repère visuel ni lumière bleue. Par ailleurs, leurs têtes ont été immobilisées afin de limiter les informations vestibulaires fournies par les oreilles, i.e. pour ne pas faire réagir des neurones intervenant notamment dans l'équilibre. Le champ magnétique terrestre a ensuite été annulé grâce à un jeu de bobines électromagnétiques.

Un champ artificiel a ensuite été recréé au moyen d'un second jeu de bobines. Sa direction, son élévation et son intensité pouvaient être modifiées en toute indépendance. La direction, ou azimut, permet aux animaux de situer la position du nord et du sud. L’élévation fournit des informations sur la latitude. Elle dépend de l’angle que forment les lignes de champ avec la surface de la Terre.

Il vaut 90° aux pôles magnétiques et 0° au niveau de l’équateur magnétique. Des électrodes ont ensuite été utilisées pour enregistrer l’activité de neurones spécifiques du tronc cérébral en réponse aux variations expérimentales des différents paramètres physiques du champ artificiel.

Pour déterminer les zones cibles à suivre dans le cerveau, des pigeons ont été exposés à des variations de champs magnétiques quelconques. Des marqueurs de gènes précoces immédiats ont été utilisés pour colorer les cellules cérébrales répondant rapidement à ces variations. Elles ont ensuite été localisées grâce à des observations histologiques.

Les GPS biologiques existent bel et bien

Près de 53 neurones du tronc cérébral ont réagi aux variations expérimentales du champ magnétique. Sans exception, les trois paramètres testés provoquent des réponses.

Celles-ci sont d'ailleurs maximales lorsque l'intensité du champ artificiel vaut celui de la Terre. Quoi qu’il en soit, ces réponses indiquent que la présence de lumière n’est pas requise. Les cellules situées dans les oreilles fourniraient donc bien des informations géomagnétiques.

Ainsi, le substrat neuronal réagissant au champ magnétique terrestre vient d’être identifié pour la première fois chez un vertébré. Cette zone, en étant capable d’interpréter tous les paramètres physiques du champ, constituerait donc bien le cœur du GPS biologique. Les informations de géolocalisation par rapport à la surface de la Terre seraient fournies en temps réel.


Futura Sciences 30/04/2012