Chauve - souris echolocalisation

Synthèse

A. Présentation des chiroptères :

Les chauves-souris appartiennent au groupe des chiroptères, ce sont les seuls mammifères qui sont réellement capable de voler de manière soutenue, leurs grands doigts étendent le patagium et le transforment en ailes cutanées, les muscles moteurs font battre l’aile, la taille moyenne de ces invertébrés peut aller d’une taille d’un rat à 1.4 mètres d’envergure pour le Pteropus vampyrus. (Manaranche Robert encyclopédie Universalis) Les chauves-souris chassent principalement la nuit et elles sont bien adaptées à la vie nocturne grâce à l’écholocalisation ou l’écholocation qui leur permettent de repérer les obstacles et leurs prédateurs. Les chiroptères ont plusieurs régimes alimentaires, ils mangent pour la majorité des insectes( insectivores)ou des fruits (frugivores )ou ils sont carnivores ou piscivores. L’étude de l’écholocation sera uniquement développée pour les insectivores, les frugivores possèdent un système de repère basé sur l’odorat et leur sonar est assez simple ou inexistant. Les chauves-souris sont divisées en deux sous-ordres : les mégachiroptères (170 espèces, une famille) et microchiroptères (800espèces pour 15 familles), les principales différences sont leurs dimensions les mégachiroptères étant plus grand que les microhiroptères. Ils existent un millier d’espèces qui peuplent la totalité du globe sauf dans les milieux polaires, en effet les chauves-souris préfèrent les climats chauds.

B. Historique de la découverte et de la compréhension de l’écholocation

Les naturistes étaient troubler par la facilité de déplacement des chauves-souris dans les grottes profondes où l’obscurité est totale, même une hypersensibilité des yeux ne permet pas de se repérer dans un milieu sans lumière. Pour vérifier l’hypothèse qu’ils ne se servent pas des yeux pour se diriger, des chauves-souris aveugles sont lâcher dans des pièces obscures munis de fils et d’objets pour empêcher la progression des chiroptères, le résultat des expériences montrent qu’elles évoluent sans se cogner aux obstacles donc la vue n’est pas indispensable pour se déplacer. Les naturalistes vont tester l’ouie en obstruant les conduits auditifs et ils en arrivent à la conclusion que les chauves-souris perdent leur sens d’orientation. Au 18ème siècle, Spallanzani et jurine veulent mettre en évidence le mystère du « sixième sens », Jurine arrive à la conclusion que : « Chez les chauves-souris, la vue n’est pas indispensable pour se diriger. L’ ouie semble remplacer la vue pour leur permettre de détecter des objets et leur fournir les informations pour se déplacer et éviter les obstacles ».

Au 20ème siècle, l’Américain G.M.Allen pense que le tragus (lobe de peau en avant du pavillon de l’oreille de la chauve-souris)aide à capter des signaux retour, cette idée vient d’une comparaison avec l’invention de Langevin un précurseur du sonar, cette avancée technologique établit une émission d’un signal et sa réception par écho retour. En 1939, au Harvard Medical School Laboratory , l’acquisition d’une machine qui enregistre des fréquences inaudibles à l’homme par les Américains Galombos et Griffin ont permis l’utilisation des ultrasons pour se diriger. Il faut se rappeler que c’est l’invention du sonar qui a permis de comprendre l’écholocation et non l’inverse, il aura fallu deux siècles pour percer le mystère de la « vision »nocturne des chiroptères. Les chiroptères emploient l’écholocation depuis cinquante millions d’années.

C. L’écholocalisation

La propriété d’émettre des ultrasons proviendrait de l’adaptation de la chauve-souris à vivre dans le noir, certaines espèces des chiroptères ne possèdent pas cette caractéristique. Les ultrasons sont des ondes élastiques dont la fréquence est comprise entre quinze kilohertz et plusieurs centaines de mégahertz, en dessous de cette bande on parle d’infrasons, au-delà des hypersons, leur particularité est leur interaction avec le milieu où elles se propagent (Jessel Maurice ). Les modes et les types d’émission d’ultrasons varient selon les espèces et leurs morphologies. L’écholocation est apparemment une caractéristique commune à toutes les espèces du sous-ordre des Microchoptères, on ne connaît qu’une seule espèce du sous–ordre des Mégachiroptères qui écholocalise. Malgré une croyance répandue, les chauves-souris ne sont pas aveugles, les mégachiroptères se servent plus de la vue que de l’ouie mais une espèce seulement a évolué vers un mécanisme d’écholocalisation qui utilisent des « clics » audibles et sert uniquement pour se déplacer la nuit. La complexité de l’écholocation est en rapport avec le mode de vie des chiroptères. Les chiroptères ont un système d’orientation actif, ils émettent des ultrasons par les narines ou la bouche, ces ultrasons possèdent des fréquences variables et elles sont produites dans la gorge au niveau du larynx, ces échos sont réfléchies par les obstacles et les animaux qui se déplacent, ils sont aussi perçus par les oreilles de la chauve-souris grâce à cette « vision acoustique », elle récupère des informations précises sur leur environnement et sur leurs proies. Les échos renseignent l’animal sur l’emplacement et la distance et parfois sur la nature de l’objet dans l’espace. Le fait que l’écholocation serve à la communication à faible portée pourrait expliquer la petite taille des Microchiroptères, cette taille a des conséquences sur le métabolisme et elle permet d’avoir des ressources d’énergie pour l’ écholocalisation.

On peut établir un rapprochement entre le radar et l’écholocation. Le radar utilise des impulsions de très courte durée, le faisceau facilite l’orientation dans n’importe quelles directions, quand l’écho est perçu, le faisceau du radar va donner le relèvement et la distance de l’objet. L’animal dirige son faisceau sur des points précis ce qui lui permet de voir sans utiliser sa vue. Les différences entre ces deux mécanismes est la vitesse des ondes, l’écholocalisation utilise des ondes de l’ordre de 330m/secondes et le radar est à 300 000km/secondes. L’écholocation est aussi appelée sonar puisqu’il se sert d’ondes sonores. Les progrès ont permis l’invention d’un système sonar capable d’enregistrer les ondes respectives pour chaque espèce de chauve-souris. Cet appareil a monté que la fréquence varie ente 30 000 et 100 000 Hertz or l’homme ne perçoit que les sons compris entre 16 et 20 000 Hertz, ces données permettent de comprendre pourquoi l’homme entend une partie des sons produit par la chauve-souris et qu’il n’est pas en mesure d’entendre la totalité des sons. Les recherches mis en évidence une distinction pour les longueurs de