L'œil des rennes de l’Arctique change de couleur selon la saison

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Des chercheurs britanniques et norvégiens ont mis en évidence, chez le renne, une modification saisonnière de la physiologie de l’œil. Celle-ci permet au cervidé d’adapter sa vue tour à tour à la longue nuit de l’hiver arctique, puis au long jour estival.  


 Rangifer tarandus, appelé renne en Europe et caribou au Québec, est un cervidé des régions arctiques et subarctiques de l'Europe, de l'Asie et de l'Amérique du Nord. Plusieurs milliers de rennes ont été également introduits dans l'archipel sub-antarctique des îles Kerguelen où ils vivent désormais à l'état sauvage.  Alexandre Buisse / CC-BY-SA-3.0,2.5,2.0,1.0

Soleil de minuit et jour quasi-permanent en été, nuit sans fin en hiver : les conditions lumineuses de l’Arctique varient du tout au tout selon les saisons. Mais les rennes qui y vivent parviennent néanmoins à surveiller l’approche des prédateurs tout au long de l’année. Ceci grâce à un phénomène physiologique que viennent de mettre en évidence des scientifiques de l’University College de Londres et de l'Université de Tromsø (Norvège).

Beaucoup de mammifères (notamment des animaux nocturnes) possèdent derrière la rétine un tissu appelé tapetum lucidum ("tapis lumineux") qui réfléchit la lumière vers les photorécepteurs de l’œil pour améliorer la vision de nuit. Mais le renne, lui, possède un tapetum "à géométrie variable" (ou plutôt de couleur variable) : doré durant l’été, il réfléchit les longueurs d’onde de la lumière estivale, tandis que d’un bleu profond pendant l’hiver, il réfléchit les longueurs d’onde de la lumière hivernale bleutée.


 TL ( a ) hiver ( b ) les yeux d'été après le retrait de la cornée, le cristallin et le corps vitré. L'œil d'hiver était d'un bleu profond et l'oeil d'été était d'or avec des éléments de turquoise sur les bords.( c , d ) Exemple de préparation où les œilletons ont été aplaties pour révéler la TL dans la montagne entière.  2013 les auteurs /CCby3.0


La fonction d’amplification de la lumière ambiante est ainsi assurée par le tapetum tout au long de l’année. Le changement de couleur de ce tissu serait dû aux variations de pression au niveau de l’œil : l’hiver, la pupille continuellement dilatée augmente cette pression, empêchant le fluide du globe oculaire de s'écouler naturellement. Ceci comprime le tapetum, réduisant l'espace inter-collagène dans ce tissu, qui reflète alors les courtes longueurs d'onde de la lumière bleue de l’hiver arctique.

"C'est la première fois qu'un changement de couleur de ce genre est démontré chez des mammifères. En changeant la couleur du tapetum de leurs yeux, les rennes ont la possibilité de mieux composer avec les différences saisonnières extrêmes entre niveaux de lumière dans leur habitat. Cela leur donne un avantage, en termes de repérage des prédateurs, qui peut leur sauver la vie.", conclut le Pr Glen Jeffery, de l’University College de Londres, directeur de l’étude publiée dans Proceedings of the Royal Society B.


Maxisciences 1/11/2013 - Wikipedia

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Marron durant l'été, les yeux des cervidés changent de couleur durant la saison froide. Une première dans le monde animal. (voir article précédent)

La vie d'un renne en Arctique n'est pas de tout repos. D'abord, il lui faut endurer des températures glaciales, inférieures à -40°C. Mais il doit aussi encaisser d'incroyables écarts de luminosité. Et pour cause. Durant les trois mois que dure l'été, les jours sont très longs et la luminosité est particulièrement importante, du fait de la réflexion des rayons du Soleil sur le sol recouvert de neige et de glace. En revanche, durant le long et rigoureux hiver polaire qui suit, la nuit est interminable. Ce qui facilite alors grandement le travail des prédateurs tels que les loups et les ours.

 Un renne Philip Lee Harvey / Cultura Creative

Pour survivre dans cet environnement hostile, les rennes ont développé une étonnante capacité qu'une équipe mixte de chercheurs du Collège Universitaire de Londres (UCL) et de l'université norvégienne de Tromsø a découvert récemment. Les scientifiques ont en effet remarqué que durant l'été, les yeux des rennes ont une belle couleur brun doré. Mais lorsque l'hiver arrive, ils se teintent d'un bleu profond. 

Cette découverte, Glen Jeffrey, chercheur à l'institut d'ophtalmologie de l'UCL, l'a faite de manière fortuite. En effet, chaque année, le chercheur effectuait un voyage à la même période afin d'examiner les yeux de rennes (son équipe travaille depuis plusieurs années sur la capacité qu'ont développé ces cervidés à percevoir la lumière ultraviolette). Mais pour des raisons techniques, le scientifique a un jour été amené à décaler son voyage. Au lieu d'arriver en été comme de coutume, le chercheur a donc effectué son déplacement pour la première fois en hiver. Ce qui lui a permis de constater cet incroyable changement de coloration.

La découverte a été une sacrée surprise : "Il y avait une nette distinction de couleur entre les yeux d'été et les yeux d'hiver, a-t-il expliqué aux journalistes de Reuters. Nous ne nous attendions pas du tout à cela". Leur curiosité piquée au vif, les chercheurs se sont alors donnés pour mission de percer ce mystère. Et la solution de cette énigme a fait l'objet d'une publication dans la revue Proceedings of the Royal Society B en octobre 2013.

Les chercheurs y expliquent l'étonnant mécanisme qui régit ce changement de couleur. Il serait le fait d'un tissu de cellules réfléchissantes situé derrière la rétine, connu sous le nom de tapetum lucidum. Ce dernier, présent chez de nombreux vertébrés (dauphins, crocodiles, chauve souris, chats...) qui pratiquent la chasse de nuit, a pour fonction de réfléchir la lumière de manière à améliorer la vision nocturne. C'est cette couche de cellules qui fait briller les yeux des chats dans le noir lorsqu'une lampe torche est braquée sur eux.

À l'aide d'électrodes les chercheurs ont mesuré la pression qui régnait dans le tapetum lucidum des rennes à différentes périodes de l'année. Ce qui leur a permis de constater que durant l'hiver, la pression augmentait considérablement dans l'oeil des animaux, en raison d'un ralentissement de certains mécanismes cellulaires de drainage des fluides oculaires. Du fait de cette augmentation de pression, les cellules qui composent le tapetum lucidum se rapprochent, ce qui modifie la longueur des ondes lumineuse qu'elles réfléchissent. Le tapis cellulaire réfléchit alors principalement de la lumière bleue.

D'après les chercheurs, cette lumière permettrait aux rennes de mieux percevoir les mouvements des prédateurs dans l'obscurité. Mais, en contrepartie, les images imprimées sur la rétine seraient moins nettes. Ce qui expliquerait l'intérêt évolutif pour l'animal de retrouver une vision plus nette durant les mois d'été à la forte luminosité. Pour le moment on ne connaît aucun autre mammifère capable de modifier ainsi la couleur de leurs yeux consécutivement à un changement de saison.


Sciences et avenir 25/12/2014