Africa-Press – Senegal. À peine plus grand que la fleur qu’il butine, le colibri s’approche doucement des pétales éclatants, attiré par la douce fragrance du nectar. Avec une agilité remarquable, il s’abreuve du précieux liquide sans même effleurer la fleur, ses ailes battant à toute allure pour le maintenir en vol stationnaire. Mais comment parvient-il à accomplir l’exploit de rester suspendu près des fleurs sans les heurter ?
Des chercheurs de l’Université de Californie à Los Angeles (Etats-Unis) ont enfin percé ce mystère. Leur étude, publiée le 29 mai 2024 dans la revue Current Biology, révèle que les colibris créent une carte tridimensionnelle de leur corps. En détectant l’intensité de la pression de l’air influencée par la proximité des objets, des cellules nerveuses spécialisées permettent aux colibris d’évaluer leur orientation par rapport à leur environnement.
Le vol exceptionnel du colibri
Le colibri, ou oiseau-mouche, grâce à la morphologie de ses ailes, est capable de voler très vite en effectuant environ 50 battements par seconde, et jusqu’à 100 pour certaines espèces. Cette capacité permet à ce virtuose du vol d’effectuer d’impressionnants piqués, du sur place, et même de reculer, une faculté qu’il est le seul oiseau au monde à posséder. Mais bien que la mécanique de leur vol ait été bien étudiée, leur sens du toucher leur permettant de siroter le nectar des fleurs sans les heurter reste peu connu.
La découverte des chercheurs
“Chez les mammifères, nous savons que le toucher est traité à la surface externe du cerveau antérieur dans le cortex”, explique Duncan Leitch, auteur et professeur de biologie intégrative à l’institute of the Environment and Sustainability à l’UCLA, dans un communiqué. Le cortex est une structure en couches qui traite les informations sensorielles, comme le toucher. “Cependant, les oiseaux ne possèdent pas cette structure en couches dans leur cerveau. Cela nous a conduit à nous interroger sur la représentation du toucher dans leur cerveau. Nous avons précisément localisé les régions où différents types de perception activent des neurones spécifiques, ainsi que la manière dont le toucher est organisé dans leur cerveau”, ajoute le chercheur.
Pour comprendre, Duncan Leitch et ses collègues du Royal Veterinary College et de l’Université de la Colombie-Britannique ont pu observer l’activité neuronale des colibris et des pinsons en temps réel en plaçant des électrodes sur ces oiseaux, puis en les touchant doucement avec des cotons-tiges ou des souffles d’air. Un ordinateur amplifiait les signaux des électrodes et les convertissait en sons pour les analyser plus facilement.
De petits champs récepteurs pour une grande précision de vol
Leurs recherches révèlent que les colibris créent une carte tridimensionnelle (une représentation en trois dimensions) de leur corps grâce à l’activation de neurones situés en deux points distincts du cerveau antérieur (la partie avant du cerveau): le rostral Wulst et le nucleus basorostralis (Bas). Ces neurones s’activent en réponse aux mouvements de l’air touchant les plumes à l’avant de leurs ailes et la peau de leurs pattes. Le rostral Wulst (rWulst) est responsable de la représentation du corps non facial, incluant les pattes arrière, la poitrine et les ailes. Le nucleus basorostralis (Bas) traite les informations tactiles de la tête et du bec. Ces deux zones ont une organisation spécifique qui reflète des circuits dédiés au traitement des sensations tactiles spécifiques.
L’intensité de la pression de l’air modulée par la proximité des objets est détectée par un réseau de cellules nerveuses aux extrémités des ailes. Les informations sont ensuite transmises au cerveau, qui évalue l’orientation du corps par rapport à l’objet pour permettre à l’oiseau d’ajuster son vol avec une grande précision. Chez le colibri, la présence de champs récepteurs extrêmement petits, notamment au niveau du bec ou du visage, témoigne de sa sensibilité exceptionnelle au toucher le plus léger. Une caractéristique absente chez les pinsons zèbres qui possèdent des champs récepteurs plus grands et donc moins sensibles. Cette particularité contribue probablement à la précision et à la constance de leur vol. “Les colibris réagissaient souvent aux seuils les plus légers que nous pouvions leur donner”, remarque Duncan Leitch.
De plus, ils ont découvert que les pattes des oiseaux sont très sensibles au toucher, et que cette sensibilité est fortement représentée dans le cerveau, probablement pour aider les oiseaux à se percher. Ces zones pourraient être encore plus développées chez les perroquets et d’autres oiseaux qui utilisent leurs pieds pour saisir et manipuler des objets. Les chercheurs suggèrent que cette organisation distincte et la présence de zones du corps reliées à des parties spécifiques du cerveau pourraient être similaire au phénomène de “magnification corticale” observé chez les mammifères, un phénomène par lequel certaines parties du corps, importantes pour les comportements et les sensations, occupent une plus grande proportion du cortex cérébral, augmentant leur sensibilité et leur précision.
Avancées technologiques et pratiques mieux adaptées aux oiseaux
En apprendre davantage sur la façon dont les animaux perçoivent le toucher sur leur corps pourrait mener à des avancées technologiques à partir de capteurs pour se déplacer ou accomplir une tâche par exemple, comme les membres prosthétiques ou les dispositifs autonomes. De plus, “si nous parvenons à comprendre comment les animaux perçoivent leur sens du toucher, nous pourrons développer des pratiques moins perturbantes pour eux”, déduit Duncan Leitch.
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