Dérouter son prédateur avec de la bioluminescence, une stratégie à double tranchant

Publié par Adrien le 08/06/2020 à 09:00
Source: CNRS INEE
Les éléphants de mer se nourrissent de poissons et de calamars, certains étant bioluminescents. Cependant, l'importance et le rôle de la bioluminescence dans les interactions prédateur-proie restent méconnus. Une équipe internationale formée du Sea Mammal Research Unit (St Andrews, UK), du Centre d'Etudes Biologiques de Chizé (CNRS / La Rochelle Université) et Wildlife Conservation Society, Argentina and Marine Programs (Argentina) a développé des loggers qui, en plus de mesurer le comportement de chasse des éléphants de mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.), détectent les émissions bioluminescentes.

Leurs résultats, publiés dans le Journal of Experimental Biology montrent que les proies bioluminescentes, qui représentent jusqu'à 50 % du régime alimentaire (Pour les régimes alimentaires d'ordre culturel pratiqués par l'Homme voir pratique...), émettent des flashs brefs et intenses lorsqu'elles sont attaquées, ce qui rend leur capture (Une capture, dans le domaine de l'astronautique, est un processus par lequel un objet céleste, qui...) plus difficile. Cependant, certains éléphants de mer semblent parvenir à exploiter cette lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) dans les profondeurs abyssales avec succès.


Une femelle éléphant (Les éléphantidés (Elephantidae) forment l'unique famille de mammifères de l'ordre des...) de mer en Péninsule de Valdès équipée d'un logger DTAG mesurant à la fois le son, la bioluminescence et les mouvements de l'éléphant de mer afin d'étudier son comportement de chasse. Le capteur (Un capteur est un dispositif transformant l'état d'une grandeur physique observée en une...) de lumière est le carré (Un carré est un polygone régulier à quatre côtés. Cela signifie que ses...) gris situé sur l'avant du logger, sur la gauche.Crédit: Christophe Guinet, CEBC-CNRS

Chaque année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié...) en Novembre, après avoir passé (Le passé est d'abord un concept lié au temps : il est constitué de l'ensemble...) plusieurs semaines sur les plages des iles subantarctiques à allaiter leur petit, qui est maintenant sevré, les femelles éléphant de mer n'ont plus qu'une seule chose en tête: quitter leur ile et repartir en mer pour chasser des calamars et des poissons (Les Poissons sont une constellation du zodiaque traversée par le Soleil du 12 mars au 18...) lanternes. En effet, après cette longue période de diète, les femelles doivent impérativement reconstituer leur stock de graisse (La graisse est un corps gras se présentant à l'état solide à température...) aussi vite que possible. Bien que ces animaux aient été le sujet de nombreuses études, il reste à découvrir comment ces prédateurs affamés parviennent à trouver leurs victimes dans les fonds marins. Des études précédentes suggèrent que la bioluminescence pourrait être la clé du succès.

En effet, il y a malgré tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) de la lumière dans les profondeurs supérieures à 500m, produite majoritairement par des organismes bioluminescents. Ces animaux produisent deux types de bioluminescence: un éclairage continu de faible intensité pour se camoufler contre la lumière du jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...) qui arrive par le haut, et des flashs éblouissants, qui eux pourraient permettre de distraire leurs prédateurs. L'équipe de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) constituée du Sea Mammal Research Unit (St Andrews, UK), du Centre d'Etudes Biologiques de Chizé (CNRS) et Wildlife Conservation Society, Argentina and Marine Programs (Argentina) s'est demandé si les éléphants de mer utilisaient cette bioluminescence pour détecter leurs proies, ou au contraire si des proies intrépides gagnaient du temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) en éblouissant leurs attaquants pour tenter de s'échapper. Afin de mieux comprendre comment ce jeu du chat (Le chat domestique (Felis silvestris catus) est un mammifère carnivore de la famille des...) et de la souris (Le terme souris est un nom vernaculaire ambigu qui peut désigner, pour les francophones, avant...) se déroule sous la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...), l'équipe a décidé de surprendre les éléphants de mer en pleine action lorsqu'ils poursuivent leurs victimes lumineuses.

Pauline Goulet et Mark Johnson, du Sea Mammal Research Unit (St Andrews, UK), ont mis au point (Graphie) un logger capable de mesurer les mouvements des éléphants de mer lorsqu'ils chassent en mer, tout en enregistrant la présence de flashs lorsque ces mammifères choisissent des proies bioluminescentes. Ces émissions bioluminescentes sont très courtes, typiquement moins d'une seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui...), il a donc été nécessaire de développer un logger contenant un capteur de lumière à la fois très rapide et très sensible, ce qui représentait un défi technique majeur. Christophe Guinet, du Centre d'Etudes Biologiques de Chizé, et des membres des différents organismes suivant l'étude, se sont rendu (Le rendu est un processus informatique calculant l'image 2D (équivalent d'une photographie)...) aux îles Kerguelen et en Péninsule de Valdès (Argentine) afin d'équiper 5 femelles éléphant de mer avec les nouveaux loggers.

Deux mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps...) plus tard, 4 loggers ont été retrouvés lorsque les femelles sont retournées à terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...). La plupart de ces animaux ont effectué un trajet de 3000km dans les régions profondes et lointaines de l'océan Austral (L'océan Austral ou océan Antarctique ou océan glacial Antarctique est l'étendue d'eau qui...). Cependant, une femelle partie d'Argentine est descendue directement jusqu'à la pointe du continent (Le mot continent vient du latin continere pour « tenir ensemble », ou continens...) sud-américain, qu'elle a contournée pour atteindre une zone située à 2300km de son point de départ, au large du Chili. Elle a ainsi trouvé à cet endroit une grande abondance de proies et a enfin pu se nourrir, plus de trois semaines après avoir quitté la plage (La Plage est un film anglo-américain réalisé par Danny Boyle en 2000 et adapté...). Après avoir analysé plus de 15000 flashs ayant lieu à des profondeurs allant de 80 à 700m, les chercheurs se sont rendu compte que les proies bioluminescentes essayent d'intimider leurs attaquants. En effet, ces proies flashent à l'instant (L'instant désigne le plus petit élément constitutif du temps. L'instant n'est pas...) exact où l'éléphant de mer se jette à sa poursuite, ce qui suggère que ce flash est une réaction de défense lorsque la proie (Une proie est un organisme capturé vivant, tué puis consommé par un autre,...) réalise qu'elle se fait attaquer. De plus, les éléphants de mer parviennent à attraper leurs proies plus rapidement lorsque celles-ci n'émettent pas de flashs alors qu'ils semblent avoir plus de difficultés à capturer leur diner lorsque celui-ci les éblouit par surprise. Néanmoins, un des éléphants de mer semble avoir réussi à inverser la tendance et à être devenu expert dans la capture de proies bioluminescentes en forçant celles-ci à se trahir avec un petit mouvement de tête qui provoque un flash révélateur. Ces proies, qui ont alors représenté 50% de son régime alimentaire, se trouvaient regroupées dans un tourbillon d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) plus tempérée. Ces résultats sont publiés dans le Journal of Experimental Biology.

Il semble donc que les proies bioluminescentes se défendent en essayant de surprendre leurs prédateurs avec un flash, mais que certains éléphants de mer ont appris à exploiter cette lumière dans les profondeurs abyssales. Les chercheurs espèrent maintenant réussir à identifier les espèces qui figurent au menu des éléphants de mer en discernant les différentes familles de signaux lumineux. À terme, cela permettra de mieux comprendre le fonctionnement des écosystèmes de l'océan (Un océan est souvent défini, en géographie, comme une vaste étendue d'eau...) Austral (Le mot austral (du latin australis) est un adjectif qualifiant ce qui se situe dans l'hémisphère...), dont les interactions prédateur-proie restent peu connues, afin de mieux anticiper la réponse des prédateurs aux changements climatiques et pressions anthropogéniques à venir.

Référence:
Goulet P, Guinet C, Campagna C, Campagna J, Tyack PL, Johnson M. Flash and grab: deep-diving southern (Southern est le nouveau nom de la concession ferroviaire, initialement exploitée par Connex South...) elephant seals trigger anti-predator flashes in bioluminescent prey.
J Exp Biol. 2020;223(Pt 10):jeb222810. Published 2020 May 19.
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