Les poissons qui petent
La decouverte que les harengs communiquent a l'aide de leur propre flatulence est l'une des trouvailles les plus inattendues de la biologie marine. Bien que les poissons n'aient pas la complexite du microbiome intestinal qui genere la production de gaz chez les mammiferes, plusieurs especes ont developpe des utilisations fascinantes du gaz -- de la signalisation acoustique deliberee a la gestion de la flottabilite. L'ocean est, semble-t-il, legerement plus flatulent qu'on ne le pensait.
La decouverte de la communication du hareng
En 2003, les biologistes marins Ben Wilson et Robert Batty de la Scottish Association for Marine Science, ainsi que Lawrence Dill de l'Universite Simon Fraser, ont publie une etude marquante dans la revue Proceedings of the Royal Society B. Ils ont decouvert que les harengs du Pacifique et de l'Atlantique produisent des salves rapides de bulles depuis leur region anale, qu'ils ont appelees 'Fast Repetitive Ticks' ou FRT -- un acronyme dont le choix etait presque certainement delibere. Ces sons sont produits en liberant du gaz de la vessie natatoire par le conduit anal et sont distincts des gaz digestifs du hareng. Point crucial : la production de FRT augmente en presence d'autres harengs et diminue lorsqu'ils sont seuls, suggerant fortement une fonction de communication sociale. Les chercheurs ont emis l'hypothese que les FRT permettent aux harengs de maintenir la cohesion du banc dans l'obscurite, lorsque les signaux visuels ne sont pas disponibles.
La vessie natatoire : un organe polyvalent
La plupart des poissons osseux possedent une vessie natatoire -- un organe interne rempli de gaz utilise principalement pour le controle de la flottabilite. La vessie natatoire permet aux poissons de maintenir une flottabilite neutre a differentes profondeurs sans effort de nage constant, en ajustant la quantite de gaz qu'elle contient. Chez de nombreuses especes, la vessie natatoire joue egalement un role dans la production et la detection de sons. Chez le hareng en particulier, la vessie natatoire est reliee a la fois a l'oreille interne et au conduit anal, creant un systeme acoustique et de flottabilite remarquablement integre. Le gaz libere par le conduit anal produit les sons FRT distinctifs ; le gaz absorbe ou secrete a travers la paroi de la vessie natatoire ajuste la flottabilite. Cette double fonction dans un seul systeme d'organe represente un exemple elegant d'economie evolutive.
Requins, lamantins et autres creatures gazeuses
Les requins n'ont pas de vessie natatoire et gerent leur flottabilite en partie grace a un grand foie rempli d'huile (le squalene est moins dense que l'eau) et en partie en avalant de l'air a la surface, que certaines especes stockent temporairement dans leur estomac. Certaines especes ont ete observees liberant cet air stocke de manieres fonctionnellement equivalentes a un rot ou un pet. Les lamantins, etant des mammiferes avec des voies intestinales fonctionnelles, produisent des gaz intestinaux substantiels comme sous-produit de leur regime fibreux a base de plantes. La recherche sur les lamantins des Antilles a montre qu'ils regulaient leur flottabilite en partie en retenant ou liberant des gaz intestinaux -- utilisant effectivement la flatulence comme mecanisme de controle de profondeur. Un lamantin ayant des difficultes digestives peut devenir involontairement plus flottant et avoir du mal a plonger.
La science et l'heritage de l'etude FRT du hareng
L'etude FRT du hareng a remporte le prix Ig Nobel de biologie en 2004, decerne chaque annee pour une recherche qui 'fait d'abord rire, puis reflechir'. Le prix Ig Nobel est parfois rejete comme purement comique, mais la recherche sous-jacente etait evaluee par des pairs, methodologiquement solide et publiee dans une revue a fort impact. Elle a ensuite ete citee dans plus de 150 articles academiques sur l'acoustique des poissons, la communication sous-marine et le comportement de banc. La decouverte des FRT a egalement des implications pratiques pour la surveillance acoustique sous-marine : les sous-marins et navires de recherche qui s'appuient sur le sonar ont appris que les grands bancs de harengs peuvent produire des signatures acoustiques detectables, qui ont historiquement conduit a des lectures erronees dans les operations navales. La marine suedoise a apparemment enquete sur des sons sous-marins inexpliques pendant des annees avant que l'explication du hareng n'emerge.
Le saviez-vous ?
- L'etude FRT du hareng a remporte le prix Ig Nobel de biologie 2004 -- decerne pour une recherche qui fait d'abord rire, puis reflechir.
- Les lamantins utilisent la retention et la liberation de gaz intestinaux comme mecanisme partiel de controle de flottabilite.
- Les sons FRT des harengs sont produits depuis la vessie natatoire via le conduit anal, et non par fermentation intestinale.
- La marine suedoise a passe des annees a enqueter sur des sons sous-marins mysterieux attribues plus tard a la flatulence des harengs.
Le saviez-vous
Les chercheurs qui ont decouvert les FRT des harengs ont nomme leur phenomene acoustique avec l'acronyme deliberement. Lorsqu'on lui a pose la question dans un entretien de suivi, l'auteur principal Ben Wilson a confirme que le choix du nom etait intentionnel et que cela avait aide l'article a attirer l'attention -- un cas rare ou un jeu de mots scientifique sur la flatulence a fait avancer le domaine.
Sources
- Wilson, B. et al. (2004). Pacific and Atlantic herring produce burst pulse sounds. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 271(Suppl 3), S95-S97.
- Dunning, D.J. et al. (1992). Alewives avoid the underwater sounds produced by a moving vessel. North American Journal of Fisheries Management, 12(4), 724-733.
- Reynolds, J.E. & Rommel, S.A. (1996). Structure and function of the gastrointestinal tract of the Florida manatee, Trichechus manatus latirostris. Anatomical Record, 245(3), 539-558.
- Popper, A.N. & Fay, R.R. (2011). Rethinking sound detection by fishes. Hearing Research, 273(1-2), 25-36.