Magnétoréception
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La magnétoréception, aussi appelée magnétoception, est un sens qui permet de détecter un champ magnétique, généralement de sorte à ce que l’être vivant puisse percevoir sa direction et sa position. C'est un terme qui est apparu pour la première fois en 1972, et nous pouvons actuellement dénombrer trois types de magnétoception : une perception indirecte, reposant sur la sensibilité aux courants induits, ainsi que deux mécanismes directs, assurant la transduction grâce à la magnétite ou aux dits radicaux libres.
Ce sens serait donc en rapport direct avec la migration animale, puisqu’il détecte le champ magnétique terrestre. Il permettrait donc aux animaux de constituer des « cartes » du monde et de naviguer. La magnétoréception a pu être observée chez toutes sortes d’êtres vivants : des bactéries, des invertébrés comme le homard, mais aussi des vertébrés, chez certaines espèces d’oiseaux, de tortues ou de requins.
Magnétoréception indirecte utilisant l’électroréception
L’électroréception ou électroperception est une particularité sensorielle présente chez certains animaux, comme les requins et les raies. En effet, ces espèces possèdent un organe appelé ampoule de Lorenzini, qui détecte la moindre variation de potentiel électrique. Cet organe permettrait donc à son possesseur de détecter indirectement le champ magnétique, aussi faible soit-il, d’une proie ou d’un prédateur : selon la loi de Faraday, si un conducteur est en mouvement à travers un champ magnétique, un potentiel électrique est créé.
Magnétoréception directe
La perception directe d’un champ magnétique est possible grâce à des éléments qui possèdent des propriétés magnétiques. Les éléments possédant ces caractéristiques sont la magnétite et les radicaux libres.
Magnétoréception utilisant la magnétite
Le tétraoxyde de trifer ou magnétite est un oxyde présent dans la nature et qui est sensible aux champs magnétiques. Si sa longueur est inférieure à 50 nm, le morceau de magnétite est aimanté seulement en présence d’un champ magnétique ; si elle est plus grande, il est constamment aimanté.
La démonstration de l’utilisation d’un champ magnétique pour s’orienter a été prouvée avec des bactéries magnétotactiques : elles possèdent une chaîne de cristaux, appelée magnétosome, composée de magnétite ou de sulfate de fer, et qui se comporte comme l’aiguille d’une boussole. De ce fait, les bactéries se déplacent en suivant les lignes de champ de la Terre.
Magnétoréception utilisant les radicaux libres
Les radicaux libres sont présents lors de réactions chimiques faisant intervenir un champ magnétique. Les cryptochromes, un certain type de radicaux libres sensibles à la lumière bleue, affectent la sensibilité lumineuse au niveau des neurones de la rétine selon le champ magnétique environnant.
Ceci aurait pour conséquence que le triton d’Amérique du Nord, qui possède des cryptochromes, pourrait « voir » le champ magnétique terrestre. Des chercheurs ont également remarqué que sous une lumière ne comprenant pas de bleu, le triton se déplace à 90° de la direction choisie sous une lumière comprenant le bleu. Néanmoins, le champ magnétique de la Terre est de 0.5 Gauss, il est donc difficile d’imaginer que des réactions chimiques soient possibles en présence d’un champ magnétique si faible.
Magnétoréception chez les êtres vivants
Les êtres vivants utilisent ce sens pour différentes raisons : certains pour migrer, d’autres pour se déplacer plus localement, ou d’autres encore pour la chasse.
Magnétoréception chez les invertébrés
Le Tritonia gigantea (aussi nommé Tochuina tetraquetra) est un mollusque qui a été étudié dans le but de trouver des indices sur le mécanisme neuronal de la magnétoréception chez les espèces. Les études, visant à démontrer l’orientation particulière du corps du Tochuina, n’ont pas permis de conclure que ce mollusque s’oriente grâce aux champs magnétiques bien que les résultats soient dignes d’intérêts.
La Drosophila melanogaster ou mouche du vinaigre est un invertébré qui semble s’orienter grâce à un champ magnétique. Celles-ci possèdent des cryptochromes, donc en présence de lumière bleue, les mouches peuvent repérer un champ magnétique. Les études mises en place ont permis de conclure qu’elles sont capables de percevoir un champ magnétique de 5 Gauss, mais rien ne prouve qu’elles puissent reconnaitre celui de la Terre, qui est dix fois plus petit.
Magnétoréception chez les mammifères
Des travaux entrepris sur les rats-taupes, les souris et les chauves-souris ont permis de montrer que certains mammifères semblent être dotés de magnétoréception. Mais si les tests conduis sur les mulots ont été critiqués pour un manque de rigueur, ils en restent néanmoins intéressants : les mulots sont déplacés en dehors de leurs nids, et dépourvus de vue et d’odorat. Ils se déplacent pourtant vers leurs nids, du moins jusqu’à ce qu’un champ magnétique différent y soit appliqué. Ceci n’arrive pas lorsque le mulot n’est pas privé de ses sens. Il semblerait donc que la magnétoréception soit un sens utilisé seulement en cas de nécessité absolue.
Le rat-taupe, un mammifère souterrain, semble posséder la même particularité que le mulot, à la différence que celui-ci ne change pas d’attitude lorsqu’il peut y voir. De ce fait, le rat-taupe possède un sens plus développé de la magnétoréception, probablement dû à son habitude de vie souterraine.
La chauve-souris semble également être douée de magnétoception. Nous savons qu’elle utilise l’écholocation pour se situer à courte distance, mais nous ne savons pas ce qu’il en est pour des grandes distances. Des études ont permis de conclure que les chauves-souris s’orientent grâce aux champs magnétiques, puisque celles-ci sont désorientées lorsqu’il est altéré. Cependant, nous ne savons pas de quelle façon la chauve-souris possède ce sens.
Magnétoréception chez les pigeons voyageurs
Des travaux menés sur les pigeons voyageurs ont amené l’hypothèse selon laquelle les pigeons se servent du champ magnétique terrestre pour s’orienter, en plus du soleil. D’autres études sont allées plus loin en montrant que le pigeon, mis en contact avec un aimant, n’est plus capable de s’orienter correctement.
Le pigeon voyageur possède deux mécanismes en relation avec la magnétoréception : des radicaux libres, mais aussi de la magnétite dans le bec. Celui-ci peut détecter un champ magnétique de 1.86 Gauss, mais les études ont été peu concluantes pour savoir de quel mécanisme la magnétoréception du pigeon dépend.
Problèmes liés à la recherche
Malgré 40 ans de recherche sur la magnétoception, aucun récepteur sensoriel n’a été identifié. Ces récepteurs pourraient être d’un millimètre cube, et la région du traitement de l’information dans le cerveau semble difficile à déterminer. De plus, certains animaux possèdent plusieurs mécanismes liés à la sensation de champs magnétiques, et il est difficile de savoir lequel (ou lesquels) entre en jeu, et à quel degré ce système est sensible, c’est-à-dire s’il pourrait permettre de percevoir le champ magnétique terrestre : beaucoup de travaux ont été faits en utilisant des champs bien supérieurs à celui de la Terre.
Notes et références
- (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Magnetoreception » (voir la liste des auteurs).
Liens externes
- (en) Ilia Solov'yov, Klaus Schulten, Cryptochrome and magnetic sensing, Theoretical and Biophysical Computations Group, University of Illinois at Urbana–Champaign
- (en) H. Schiff, Modulation of spike frequencies by varying the ambient magnetic field and magnetite candidates in bees (Apis mellifera), Dipartimento di Informatica, Università di Torino, Turin, Italy, 1991. PMID 1685393.
- (en) Johnsen S, Lohmann KJ, The physics and neurobiology of magnetoreception, Department of Biology, Duke University, USA, 2005, PMID 16100517.
Sitographie
- (fr) Henri Brugère, La magnétoréception, un nouveau chapitre de la physiologie sensorielle, Alfort : École nationale vétérinaire d’Alfort, (Extrait de mémoire en physiologie-thérapeutique), 2009, Tome 162, no 2, p. 117-124. [ [Extrait du mémoire en ligne (page consultée le 12/05/2014)]]
- (fr) Henri Brugère, Comment les animaux perçoivent les champs magnétiques. SCIENCE… et pseudo-science, 2009, no 285, p. 25. [[Lire en ligne (page consultée le 12/05/2014)]]
