Une expérience menée en mer montre que des requins à pointes noires en liberté peuvent réagir à des sons sous-marins jusqu’à environ 74 mètres de distance. Les animaux avaient tendance à s’éloigner brusquement de la source sonore, ce qui suggère qu’ils sont capables d’en déterminer la direction. Cette découverte offre un nouvel aperçu de l’étonnante biologie de ce groupe d’animaux encore mal compris et de leurs adaptations écologiques.
L’audition permet à de nombreux vertébrés de percevoir leur environnement, de détecter des proies ou des prédateurs et de communiquer avec leurs congénères. Elle s’est développée au cours de l’évolution des vertébrés, dont les premières lignées étaient aquatiques.
Chez de nombreux poissons osseux, la vessie natatoire, une poche remplie de gaz, peut contribuer à la perception des sons en transmettant les variations de pression acoustique aux structures auditives. Contrairement à ces poissons, les requins ne possèdent pas de vessie natatoire. Ils sont néanmoins capables de réagir aux sons et pourraient en déterminer la provenance.
On pense que les requins s’appuient principalement sur leur oreille interne pour détecter les sons. Celle-ci comprend notamment une structure sensorielle spécialisée appelée macula neglecta, dont le rôle potentiel dans la détection des mouvements particulaires associés au son reste à préciser.
L’audition des requins demeure cependant largement méconnue, en partie parce que les études antérieures se sont principalement concentrées sur des expériences en laboratoire. Dans un bassin, le son peut se propager et se réfléchir à plusieurs reprises sur les parois, produisant des schémas acoustiques complexes qui rendent les réactions des animaux plus difficiles à interpréter que dans leur milieu naturel.
« Tenter de réaliser des expériences auditives dans un bassin provoque la réverbération du son sur les parois, ce qui engendre des signaux complexes et confus ; c’est comme se trouver dans un palais des glaces. C’est pourquoi il est si important de mener ce type d’expériences en mer avec des requins sauvages afin d’obtenir une réaction naturelle », explique Caroline Sullivan, chercheuse à l’Université de Floride Atlantique (FAU), dans un billet de blog.
Dans leur étude publiée dans la revue Integrative Organismal Biology, Sullivan et ses collègues quantifient la distance à laquelle des requins à pointes noires en liberté réagissent à des sons sous-marins. Leurs observations indiquent que les mouvements des animaux leur permettent également de déterminer la direction de la source sonore.
Palm Beach, un laboratoire à ciel ouvert
L’équipe a mené l’expérience sur des requins à pointes noires (Carcharhinus limbatus) au large de Palm Beach, dans le sud-est de la Floride. Selon les chercheurs, cette espèce se prête particulièrement bien à l’étude, car ses individus se rassemblent de manière prévisible dans la région. Une grande partie de la population y revient chaque hiver, tandis qu’une fraction plus réduite y réside toute l’année.
Les eaux claires et peu profondes ont également permis aux chercheurs d’observer individuellement les requins depuis la surface, tout en limitant les perturbations de leur comportement naturel.
« Leur abondance et leur accessibilité nous ont permis de les observer d’en haut sans perturber leur comportement naturel, tout en présentant des sons sous-marins contrôlés », explique le coauteur de l’étude, Stephen Kajiura, professeur de sciences biologiques au Charles E. Schmidt College of Science de la FAU.
Les chercheurs ont ancré leur bateau au large de Palm Beach, puis immergé un haut-parleur sous-marin qu’ils ont laissé dériver au gré du courant, jusqu’à une distance de 19 mètres. Cette configuration visait à limiter l’influence du bateau sur le comportement des animaux.
Trois séries de sons de basse fréquence ont été diffusées dans l’eau par le haut-parleur, couvrant les plages de 100 à 200 Hz, de 200 à 400 Hz et de 400 à 800 Hz. Un son témoin de 10 kHz, situé au-delà de la plage auditive connue des requins, a également été utilisé.
Plutôt que de chercher à attirer les animaux vers le haut-parleur, les chercheurs ont diffusé les sons à un volume suffisamment élevé pour provoquer une réaction de sursaut.
Pendant l’expérience, un drone survolait la zone à une altitude comprise entre 40 et 50 mètres afin de filmer les groupes de requins et d’enregistrer leurs mouvements pendant la diffusion des sons expérimentaux et des sons témoins.
Les vidéos ont ensuite été analysées image par image pour mesurer la distance entre chaque requin et le haut-parleur, ainsi que les changements brusques de direction de nage.
Une réaction qui ne doit rien au hasard
Selon l’équipe, les requins ont réagi aux trois gammes de fréquences, mais pas au son de 10 kHz. Ils ont réagi aux sons de basse fréquence jusqu’à une distance de 74 mètres, soit une portée supérieure à celles rapportées jusqu’alors chez des requins observés en milieu naturel.
Les animaux changeaient rapidement de direction pour s’éloigner de la source sonore, ce qui indique qu’ils pouvaient en déterminer la direction. Ils se montraient par ailleurs plus sensibles aux basses fréquences, qu’ils détectaient à plus grande distance.
« Ce qui rend cette découverte particulièrement intéressante, c’est que les requins réagissaient à des sons situés au-delà de leur champ acoustique proche, là où le son se comporte différemment qu’à proximité de la source », souligne Kajiura. « Cela suggère qu’ils détectent le mouvement des particules associé au son même à des distances considérables de la source – chose que nous n’avions pas pu démontrer auparavant chez les requins en liberté. »
Ces observations suggèrent que les sons sous-marins peuvent renseigner les requins sur des événements survenant à distance, avant même qu’ils puissent en voir la source. Les chercheurs prévoient désormais d’étudier plus précisément la manière dont le système sensoriel des requins détecte et traite ces signaux acoustiques éloignés.
« La question suivante est de savoir comment leur système sensoriel leur permet de capter et d’interpréter ces sons lointains », conclut Kajiura.
