Pourquoi les chats ont une pupille verticale

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Des chercheurs de l'Université de Californie ont récemment publié une étude sur la forme des pupilles et leur lien étroit avec le statut de proie ou de prédateur.

La forme de la pupille confère à l'espèce un statut de prédateur ou de proie, explique un groupe de chercheurs de l'Université de Californie, dont l'étude a été publiée le 7 août dans la revue Science Advances. Pour affirmer cela, ces spécialistes de l'optométrie (voir encadré plus bas) se sont basés sur 214 espèces animales dont ils ont étudié la forme des pupilles, la manière de s'alimenter ainsi que les plages horaires de cette activité. 

Conclusion ? Les espèces à pupilles verticales s'avèrent être des prédateurs, traquant leurs proies jour et nuit. Tandis que les espèces à pupilles horizontales sont pour la majorité des proies herbivores, s'alimentant le jour. Qu'est-ce qui explique donc le lien étroit entre pupille et niche écologique ?

 Les espèces à pupilles verticales s'avèrent être des prédateurs, traquant leurs proies jour et nuit. Crédit : Steve Meddle/REX/REX/SIPA

En quoi avoir une pupille verticale fait de vous un chasseur ? C'est simple : elle permet de mieux estimer les distances pour traquer sa proie. Pour ce faire, la vision enclenchée par ce genre de pupille se base sur la stéréopsie (ou vision stéréoscopique). Ce mécanisme permet de transformer les disparités rétiniennes (différences de projection de deux éléments d'une image sur la fovéa, zone particulière de la rétine permettant d'analyser l'image avec une plus grande précision) en relief. 

L'objet le plus proche se forme sur la fovéa, au contraire de l'objet le plus éloigné qui se forme en-dehors, ce qui créé ainsi une disparité rétinienne. Le cerveau va donc traiter cette disparité en la transformant en une profondeur de champ : l'oeil évalue la distance entre l'objet le plus proche et l'objet le plus éloigné du champ visuel afin de donner une image nette. La pupille en fente a cette qualité qui fait qu'elle peut maintenir la qualité de l'image, même lorsqu'elle se contracte pour limiter l'entrée de lumière. Au lieu de devenir floue avec l'effet de contraction, l'image garde sa qualité grâce aux zones périphériques de la pupille. Cette constriction pupillaire lui permet de ne pas se retrouver ébloui par le soleil pour chasser. A l'inverse, à forte dilatation, ils sont capables de traquer leur proie dans des conditions sombres, comme notre ami le chat.

Mais alors comment expliquer la forme arrondie des pupilles des plus gros matous comme le tigre ou le lion ? Selon les chercheurs, les grands félins ont moins besoin d'user de stéréopsie en raison de leur plus grande taille. Pour preuve, 82% des espèces à une hauteur inférieure à 42 cm ont des pupilles verticales alors que seulement 17% des animaux à une hauteur supérieure à 42 cm en possèdent. Le rapport avec la taille ? En ayant une vision plus proche du sol, les yeux des animaux à petite taille sont touchés par une plus grande étendue de flou au niveau de leur rétine. 

Et qu'en est-il des pupilles horizontales ? Sur 42 herbivores, 36 ont des pupilles horizontales, un chiffre conséquent et révélateur de leur mode de survie. Etant une proie, il faut vite savoir quand et par où se sauver. Heureusement, les pupilles horizontales sont là pour ça. Cette vue permet de produire une image panoramique en fonction de deux facteurs : une plus grande absorption de la lumière sur les côtés de l'oeil et une vision latérale. Sur 27 animaux catégorisés comme proies, 26 peuvent effectuer une vision à un angle latéral supérieur à 87°. L'écartement des yeux (chez les chèvres ou les chevaux par exemple) et la forme horizontale de la pupille permettent d'observer rapidement les irrégularités du terrain, et trouver la meilleure orientation à prendre pour échapper à leur prédateur. De même, en basant leur modèle sur l'oeil d'une chèvre, les chercheurs ont pu découvrir que leurs yeux étaient capables de pivoter sur un axe vertical jusqu'à 50° et rester parallèle au sol. Ainsi, elles peuvent surveiller la présence de tout prédateur tout en broutant tranquillement.

Comme l'exprimait au New-York Times Jenny Read, chercheuse à l'Université de Newcastle et spécialiste de la vision binoculaire, cette étude est "un exemple incroyablement parfait" de la façon dont l'évolution et la sélection naturelle ont avantagé les yeux au cours des millénaires. En effet, si l'on se rapporte à la portée phylogénétique de ces travaux, les pupilles verticales proviennent d'un ancêtre commun à pupilles circulaires ou subcirculaire.

Optométrie : Mesure de la santé de l'oeil et du système visuel, incluant la réfraction, la fourniture des équipements optiques, la détection des états oculaires anormaux et la réhabilitation de la vision.

Sciences et avenir 12/8/2015