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Les légines ont une capacité impressionnante d’estimer jusqu’où elles ont nagé, et les scientifiques pensent que la compréhension de ce phénomène pourrait faire la lumière sur la façon dont tous les animaux ayant une épine dorsale ont évolué dans leur capacité à naviguer dans l’espace.

Les poissons estiment les distances

De plus en plus de preuves suggèrent que les poissons à nageoires rayées, connus sous le nom de téléostéens et qui représentent 96 pour cent de toutes les espèces de poissons d’eau douce et marins de la planète, ont une région du cerveau qui fonctionne comme notre hippocampe.
Cette partie du cerveau est essentielle à la façon dont nous nous déplaçons et – si elle est analogue chez les poissons – cela pourrait signifier que la mémoire spatiale a évolué pour la première fois il y a 400 millions d’années lorsque ces poissons, les mammifères et les oiseaux partageaient un ancêtre commun.
Si c’est vrai, les téléostats navigueraient comme les autres vertébrés. Mais malgré de nombreuses années à étudier comment les invertébrés comme les abeilles et les fourmis estiment les distances, les scientifiques en savent très peu sur le comportement des poissons à nageoires rayées.
Pour mieux comprendre cela, Cecilia Karlsson de l’Université d’Oxford et ses collègues ont formé le baliste-Picasso (Rhinecanthus aculeatus) à nager sur une certaine distance, puis à rentrer chez lui pour manger.

Un test avec cinq poissons

Ils ont formé cinq poissons à nager 80 centimètres dans un tuyau à parois rayées depuis un point de départ fixe jusqu’à l’endroit où il y avait un détecteur de mouvements infrarouge. Lorsque les poissons ont atteint le détecteur de mouvements, ils ont allumé des lumières au-dessus de l’aquarium et de la nourriture a été déposée dans la zone d’origine.
Une fois que ces poissons ont appris que la nage à 80 centimètres du détecteur de mouvement allume les lumières de l’aquarium et provoque l’apparition de nourriture, les chercheurs ont tenté une expérience différente. Ils ont déplacé le détecteur de mouvements plus loin – à 1,3 mètre plus bas dans le tube.
Les poissons nageaient encore à 80 centimètres dans le tube avant de rebrousser chemin pour réclamer leur récompense alimentaire, même s’ils n’avaient pas nagé assez loin pour allumer les lumières.
En d’autres termes, les poissons ne nageaient pas simplement dans le tube et ne réagissaient pas aux lumières qui s’allumaient comme un signal pour rentrer chez eux pour se nourrir. Au lieu de cela, ils se sont rendu compte qu’ils devaient parcourir une certaine distance pour recevoir de la nourriture, peu importe si l’aquarium était éclairé ou s’il restait dans l’obscurité. En moyenne, les poissons se retournaient toujours après avoir parcouru 80,3 centimètres.
Des études sur les humains et les rongeurs ont révélé qu’ils comptent sur le nombre de mesures prises pour suivre la distance, partiellement ou entièrement. Cependant, lorsque l’équipe a analysé les battements des nageoires, elle a constaté qu’ils étaient variables et ne pouvait expliquer comment les poissons pouvaient estimer la distance avec autant de précision.

Des cellules de grille

Le temps pris par les poissons pour accomplir cette tâche était également trop variable pour qu’ils puissent utiliser le temps pour mesurer la distance. Cela a amené les chercheurs à conclure que les poissons à nageoires rayées peuvent avoir des neurones spéciaux pour la navigation spatiale, semblables aux cellules de grille que possèdent les mammifères et qui s’activent à intervalles réguliers en se déplaçant.
Karlsson et ses collègues ont publié leurs conclusions en ligne, mais ont refusé d’en discuter avec New Scientist parce que leur étude fait actuellement l’objet d’un examen par les pairs.
Culum Brown, de l’Université Macquarie, en Australie, affirme que cet article constitue une percée dans l’étude de la façon dont les poissons estiment la distance qu’ils parcourent : « ce n’est pas un problème facile à résoudre. », dit-il.
Cet article élimine certaines explications, comme le battement des nageoires et le temps, bien qu’il existe peut-être d’autres techniques qui n’ont pas encore été testées, dit-il. Par exemple, si les poissons sont capables de compter, ils peuvent juger la distance en notant le nombre de rayures sur les parois des tuyaux, dit-il.

Les cellules de grille un outil universel

« Les cellules de grille pourraient bien être un outil universel pour les vertébrés qui pourrait avoir ses racines évolutives dans les poissons », explique M. Brown. « Cependant, il reste encore beaucoup de travail à faire dans ce domaine pour déterminer le mécanisme exact. »
Cette recherche a été prépubliée dans bioRxiv.
Source : New Scientist
Crédit photo : Pixbay