par Marlowe Hood
Des scientifiques ont révélé dimanche pour la première fois comment certains serpents peuvent détecter la faible chaleur corporelle exsudée par une souris à un mètre (trois pieds) de distance avec suffisamment de précision et de vitesse pour chasser dans le noir.
On sait depuis des décennies que les serpents à sonnettes, les boas et les pythons ont des organes dits pit entre l’œil et la narine qui peuvent détecter des quantités même infimes de rayonnement infrarouge — la chaleur — dans leur environnement.
Parmi les pit vipers, le crotale diamantin occidental, originaire du nord du Mexique et du sud-ouest des États-Unis, est dans une classe à part, sa capacité de recherche de chaleur étant jusqu’à 10 fois plus vive que celle de tous ses cousins.
Même avec de minuscules plaques couvrant ses yeux, le serpent a montré sa capacité à traquer et à tuer des proies les yeux bandés.
Mais la manière exacte dont ces reptiles détectent et convertissent les signaux infrarouges en impulsions nerveuses est restée un mystère, et fait l’objet d’un vif débat.
Un candidat était le processus photochimique sous-jacent à la vision, par lequel l’œil voit le rayonnement électromagnétique — la lumière visible pour les humains — sous la forme de photons qui activent les cellules réceptrices, qui à leur tour convertissent l’énergie en un signal biochimique au cerveau.
Certains poissons, par exemple, peuvent voir dans la longueur d’onde infrarouge du spectre électromagnétique.
Mais David Julius, un biologiste moléculaire de l’Université de Californie à San Francisco, a démontré dans des expériences de laboratoire qu’une voie neurologique différente était à l’œuvre pour le « sixième sens » serpentin.
« Dans ce cas, le rayonnement infrarouge est en fait détecté à l’intérieur de l’organe de la fosse comme de la chaleur », a déclaré Julius dans une interview téléphonique. « Nous avons trouvé la molécule responsable ».
Une membrane très fine à l’intérieur de l’organe de la fosse – essentiellement une cavité osseuse creuse – se réchauffe lorsque le rayonnement pénètre par une ouverture dans la peau, a-t-il expliqué.
Parce que la membrane est dans un espace creux, elle est extrêmement sensible aux changements de température.
« Le tissu chauffé transmet alors un signal aux fibres nerveuses pour activer les récepteurs que nous avons identifiés », connus sous le nom de canaux TRPA1.
La voie neurochimique impliquée suggère que les serpents ressentent la chaleur plutôt que de la voir.
« La molécule que nous avons trouvée appartient à une famille de récepteurs liés aux voies de la douleur chez les mammifères », a déclaré Julius.
Chez l’homme, le mécanisme équivalent est appelé « récepteur du wasabi » car il permet à notre système nerveux sensoriel de détecter les irritants — comme le condiment japonais — qui appartiennent à la famille de la moutarde.
Il n’est cependant pas activé par la chaleur.
La découverte, publiée dans Nature, pourrait également éclairer la façon dont les serpents, qui se glissent sur la planète depuis plus de 100 millions d’années, ont évolué.
« Étudier le changement dans les molécules sensorielles est une façon intéressante d’examiner l’évolution parce que lorsque les animaux habitent différentes niches, sentent et goûtent différentes choses, chassent différents animaux, leurs systèmes sensoriels doivent s’adapter », a déclaré Julius.
Les résultats suggèrent également que les forces de la sélection naturelle ont produit le même mécanisme remarquable de recherche de chaleur chez les reptiles à des occasions distinctes.
Contrairement aux boas et aux pythons, qui ont également des organes de fosse, les vipères — y compris les crotales — sont des arrivées relativement récentes, en termes d’évolution, et doivent donc avoir développé la même capacité indépendamment.
« Il est étonnant de penser que la mutation aléatoire aurait pu aboutir au même type de solution plus d’une fois », a déclaré Julius.
(c) 2010 AFP