Les scientifiques pensent que ces animaux chanceux ont maîtrisé la technique du sonar biologique.
L’écholocation, ou sonar biologique, est un outil auditif unique utilisé par un certain nombre d’espèces animales. En émettant une impulsion sonore à haute fréquence et en écoutant l’endroit où le son rebondit (ou « écho »), un animal écholocateur peut identifier des objets et naviguer dans son environnement même s’il ne peut pas voir.
Qu’il s’agisse de chercher de la nourriture sous le couvert de la nuit ou de nager dans des eaux troubles, la capacité de localiser des objets et de cartographier naturellement leur environnement sans se fier à la vue conventionnelle est une compétence précieuse pour les animaux suivants qui utilisent l’écholocation.
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Chauves-souris
On pense que plus de 90 % des espèces de chauves-souris utilisent l’écholocation comme un outil essentiel pour attraper les insectes volants et cartographier leur environnement.1 Elles produisent des ondes sonores sous forme de gazouillis et de cris à des fréquences généralement supérieures à l’audition humaine. La chauve-souris émet des gazouillis à des fréquences variables qui rebondissent sur les objets de l’environnement de manière différente selon la taille, la forme et la distance de l’objet. Les oreilles de la chauve-souris sont spécialement conçues pour reconnaître leurs propres cris lorsqu’ils sont répercutés, ce qui, selon les scientifiques, est une évolution de l’ancêtre commun de la chauve-souris, qui avait des yeux trop petits pour pouvoir chasser la nuit, mais qui a développé un cerveau auditif pour compenser cela.
Alors qu’une conversation humaine normale est mesurée autour de 60 décibels de pression sonore et que les concerts de rock bruyants se situent entre 115 et 120 décibels (la tolérance humaine moyenne est de 120), les chauves-souris dépassent fréquemment ce seuil lors de leurs chasses nocturnes. Certaines espèces de chauves-souris bouledogue, que l’on trouve dans les tropiques d’Amérique centrale et d’Amérique du Sud, ont été enregistrées comme dépassant 140 décibels de pression sonore à seulement 10 centimètres de leur bouche, l’un des niveaux les plus élevés rapportés pour un animal en suspension dans l’air.
Baleines
L’eau, qui est plus dense que l’air et plus efficace pour transmettre le son, offre un cadre idéal pour l’écholocation. Les baleines à dents utilisent une série de clics et de sifflements à haute fréquence qui rebondissent sur les surfaces de l’océan, leur indiquant ce qui se trouve autour d’elles et la nourriture disponible, même dans les océans les plus profonds. Les cachalots produisent des clics dans la gamme de fréquences de 10 Hz à 30 kHz à des intervalles rapides de 0,5 à 2,0 secondes pendant leurs plongées profondes (qui peuvent dépasser 6 500 pieds) à la recherche de nourriture. À titre de comparaison, l’adulte humain moyen détecte des sons jusqu’à 17 kHz.
Il n’existe aucune preuve que les baleines à fanons (celles qui utilisent des fanons dans leur bouche pour filtrer l’eau de mer et attraper des proies, comme les baleines à bosse et les baleines bleues) puissent écholocaliser. Les baleines à fanons produisent et entendent les sons de plus basse fréquence parmi les mammifères, et les scientifiques pensent que même les premières formes évolutives de ces animaux, qui remontent à 34 millions d’années, pouvaient faire de même.
Dauphins
Les dauphins utilisent des méthodes d’écholocation similaires à celles des baleines, produisant des clics courts à large spectre mais à des fréquences beaucoup plus élevées. Alors qu’ils utilisent généralement des fréquences plus basses (ou « sifflets ») pour la communication sociale entre individus ou groupes, les dauphins émettent des clics plus aigus lorsqu’ils utilisent l’écholocation. Aux Bahamas, le dauphin tacheté de l’Atlantique commence par utiliser une basse fréquence comprise entre 40 et 50 kHz pour communiquer, mais émet un signal de fréquence beaucoup plus élevée – entre 100 et 130 kHz – lors de l’écholocalisation.
Comme les dauphins ne peuvent voir qu’à environ 150 pieds devant eux, ils sont biologiquement configurés pour l’écholocation afin de combler les lacunes. Outre les canaux de l’oreille moyenne et de l’oreille interne, ils utilisent une partie spéciale de leur front, appelée melon, et des récepteurs sonores dans leurs mâchoires pour faciliter la reconnaissance acoustique à un demi-mile de distance.
Marsouins
Les marsouins, qui sont souvent confondus avec les dauphins, ont également une fréquence de crête élevée d’environ 130 kHz. Préférant les régions côtières à la haute mer, le marsouin commun a une longueur d’onde de signal biosonar à haute fréquence d’environ 12 millimètres (0,47 pouce), ce qui signifie que le faisceau sonore qu’il projette lorsqu’il écholocalise est suffisamment étroit pour isoler les échos d’objets beaucoup plus petits.
Les scientifiques pensent que les marsouins ont développé leurs capacités d’écholocalisation hyper raffinées afin d’échapper à leurs plus grands prédateurs : les orques. Une étude sur les marsouins communs a révélé qu’au fil du temps, la pression sélective exercée par la prédation des orques a pu pousser l’animal à émettre des sons de plus haute fréquence afin d’éviter de devenir une proie.
Merles à huile (Oiseau huilier)
L’écholocation chez les oiseaux est extrêmement rare et les scientifiques n’en savent toujours pas grand-chose. L’oiseau pétrolier d’Amérique du Sud, un oiseau nocturne qui se nourrit de fruits et se perche dans des grottes sombres, est l’un des deux groupes d’oiseaux capables d’écholocaliser. Les capacités d’écholocation de l’oiseau pétrolier ne sont rien comparées à celles d’une chauve-souris ou d’un dauphin, et elles se limitent à des fréquences beaucoup plus basses, souvent audibles pour les humains (bien qu’assez fortes). Alors que les chauves-souris peuvent détecter de petites cibles comme les insectes, l’écholocation des oiseaux de mer ne fonctionne pas pour les objets dont la taille est inférieure à 20 centimètres.
Ils utilisent leur capacité d’écholocation rudimentaire pour éviter d’entrer en collision avec d’autres oiseaux de leur colonie de nidification et pour esquiver les obstacles ou les obstructions lorsqu’ils sortent de leur grotte la nuit pour se nourrir. Les brefs claquements de l’oiseau rebondissent sur les objets et créent des échos, les échos les plus forts indiquant des objets plus grands et les échos les plus petits signalant des obstructions plus petites.
Les martinets
Les martinets sont des oiseaux diurnes qui se nourrissent d’insectes et que l’on trouve dans toute la région Indo-Pacifique. Ils utilisent leurs organes vocaux spécialisés pour produire des clics simples et des clics doubles pour l’écholocation. Les scientifiques pensent qu’il existe au moins 16 espèces de martinets capables d’écholocaliser, et les défenseurs de l’environnement espèrent que de nouvelles recherches pourront inspirer des applications pratiques de surveillance acoustique afin de faciliter la gestion des populations en déclin.
Les clics des martinets sont audibles par l’homme, entre 1 et 10 kHz en moyenne, bien que les doubles clics soient si rapides qu’ils sont souvent perçus comme un seul son par l’oreille humaine. Les doubles clics sont émis environ 75 % du temps et chaque paire dure généralement de 1 à 8 millisecondes.
Loirs
Grâce à sa rétine pliée et à un nerf optique peu performant, le loir pygmée vietnamien est complètement aveugle. En raison de ses limitations visuelles, ce minuscule rongeur brun a développé un sonar biologique qui rivalise avec les experts de l’écholocalisation comme les chauves-souris et les dauphins. Une étude publiée en 2016 dans Integrative Zoology suggère que l’ancêtre lointain du loir a acquis la capacité d’écholocalisation après avoir perdu la vue. L’étude a également mesuré des enregistrements de vocalisations ultrasoniques dans la gamme de fréquences de 50 à 100 kHz, ce qui est assez impressionnant pour un rongeur de poche.
Musaraignes
Petits mammifères insectivores dotés d’un long museau pointu et de petits yeux, certaines espèces de musaraignes utilisent des gazouillis aigus pour localiser leur environnement. Dans une étude sur les musaraignes communes et les grandes musaraignes à dents blanches, des biologistes allemands ont testé leur théorie selon laquelle l’écholocation des musaraignes est un outil que les animaux réservent non pas à la communication, mais à la navigation dans des habitats obstrués.
Alors que les musaraignes étudiées n’ont pas modifié leurs cris en réponse à la présence d’autres musaraignes, elles ont augmenté leurs sons lorsque leurs habitats ont été modifiés. Les expériences sur le terrain ont conclu que les gazouillis des musaraignes créent des échos dans leur environnement naturel, ce qui suggère que ces cris spécifiques sont utilisés pour examiner leur environnement, tout comme d’autres mammifères écholocateurs.
Tenrecs
Bien que les tenrecs utilisent principalement le toucher et l’odeur pour communiquer, des études suggèrent que ce mammifère unique à l’apparence de hérisson utilise également des vocalisations gazouillantes pour se repérer. Présents uniquement à Madagascar, les tenrecs sont actifs à la nuit tombée et passent leurs soirées à chercher des insectes sur le sol et dans les branches basses.
Des preuves de l’utilisation de l’écholocation par les tenrecs ont été découvertes pour la première fois en 1965, mais il n’y a pas eu beaucoup de recherches concrètes sur ces créatures insaisissables depuis. Un scientifique du nom d’Edwin Gould a suggéré que l’espèce utilise un mode d’écholocation rudimentaire couvrant une gamme de fréquences comprise entre 5 et 17 kHz, ce qui l’aide à s’orienter dans son environnement la nuit.
Aye-Ayes
Connu pour être le plus grand primate nocturne du monde et pour être confiné à Madagascar, certains scientifiques pensent que le mystérieux aye-aye utilise ses oreilles de chauve-souris pour l’écholocation. Les aye-ayes, qui sont en fait une espèce de lémuriens, trouvent leur nourriture en tapant sur les arbres morts avec leur long majeur et en écoutant les insectes sous l’écorce. Les chercheurs ont émis l’hypothèse que ce comportement imite fonctionnellement l’écholocation.
Une étude de 2016 n’a trouvé aucune similitude moléculaire entre les aye-ayes et les chauves-souris et dauphins écholocateurs connus, ce qui suggère que les adaptations de recherche de nourriture par tapotement de l’aye-aye représenteraient un processus évolutif différent.15 Cependant, l’étude a également trouvé des preuves que le gène auditif responsable de l’écholocalisation pourrait ne pas être unique aux chauves-souris et aux dauphins, de sorte que d’autres recherches sont nécessaires pour vraiment confirmer le sonar biologique chez les aye-ayes.