Les crevettes-mantes sont des crustacés de l’ordre des Stomatopoda. Si au premier abord l’animal ne semble pas exceptionnel, il est pourtant doté d’une propriété particulière : il possède l’un des systèmes, si ce n’est le système de vision le plus abouti du règne animal. Chaque œil est indépendant, pouvant pivoter à 360°, et structuré en trois pseudo-pupilles indépendantes lui conférant une vision 3D en relief. Ils disposent de 12 photopigments (contre trois pour les humains), et peuvent détecter la lumière polarisée ainsi que les UV et la fluorescence. Pour comprendre ce système optique exceptionnel, des chercheurs ont analysé la structure cérébrale des crevettes-mantes.

En utilisant diverses techniques de microscopie, des chercheurs suédois, américains et australiens ont analysé un ensemble de structures du système nerveux de l’animal pour mieux comprendre comment une si petite créature possède le système de vision le plus abouti du règne animal. L’étude a été publiée dans la revue The Journal of Comparative Neurology.

En tout, il y a plus de 450 espèces dans l’ordre Stomatopoda. Malgré leur nom commun, aucun d’eux n’est une crevette, ou une mante d’ailleurs. Ils sont plus étroitement liés aux crabes et aux homards, leur taille variant d’environ 10 centimètres à plus de 30 centimètres. Un point commun à tous est un système visuel extrêmement performant.

Un système de vision extrêmement performant

La raison pour laquelle ils ont une vision si remarquable n’est pas tout à fait claire, elle implique potentiellement l’identification du partenaire ou même le partage de messages secrets que d’autres espèces ne peuvent pas les capter. Notre vision est plutôt correcte, mais la plupart d’entre nous doivent se contenter de quelques types de cellules de détection de la lumière, fournissant des pics de sensibilité dans seulement trois parties du spectre électromagnétique.

Malgré tout, même avec seulement trois canaux de couleur, notre cerveau peut distinguer environ 10 millions de couleurs. Nous ne pouvons qu’imaginer ce que voit la crevette mante. Ses deux yeux composés contiennent plus d’une douzaine de types de photorécepteurs, dont plusieurs recouvrent les ultraviolets. De plus, ils peuvent également détecter la lumière polarisée de manière circulaire grâce à des structures optiques spécialisées.

Les corps réniformes et leurs liens avec le reste du cerveau

C’est aussi beaucoup de données visuelles pour un si petit animal. Les scientifiques s’intéressent donc naturellement à savoir comment son cerveau, relativement simple, traduit les informations données par des yeux aussi complexes. En guise de point de départ, l’équipe de recherche s’est concentrée sur une masse de cellules nerveuses en forme de rein à l’intérieur de chaque tige oculaire, appelée corps réniforme.

corps reniforme

À partir du corps réniforme de la crevette-mante, les chercheurs ont établi une cartographie des différentes liaisons cérébrales. Crédits : Marcel Sayre/Roy L. Caldwell

Identifiées pour la première fois chez les invertébrés il y a plus d’un siècle, la présence et la fonction de la structure chez diverses espèces ont toujours été intéressantes. Les chercheurs ont utilisé des techniques classiques de coloration et de microscopie pour suivre les voies des nerfs reliant les corps réniformes des crevettes mantes à d’autres parties du cerveau, créant ainsi une sorte de carte fonctionnelle de leur système visuel.

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Lobula et corps pédonculaire : ils sont cruciaux à la vision de la crevette-mante

Un lien significatif a été identifié avec une unité appelée lobula. Chez d’autres invertébrés, cette partie du cerveau prend la somme d’informations visuelles traitées par d’autres sections et la convertit en quelque chose de significatif, telle qu’une forme clairement définie. « Cet arrangement pourrait permettre à la crevette mante de stocker des informations visuelles de haut niveau » explique le neuroscientifique Nicholas Strausfeld de l’Université de l’Arizona.

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Un autre lien apparemment important concerne une structure neurologique couramment trouvée chez les insectes, appelée corps pédonculaire (corpora pedunculata).

Ces arrangements de nerfs en forme de T sont en gros responsables de l’apprentissage, tout en traitant également les odeurs.

Strictement parlant, on ne pense pas que les crustacés aient une telle structure, mais les stomatopodes ont quelque chose qui, à toutes fins utiles, semble avoir le même objectif.

lobula corps pedonculaire

Les chercheurs ont découvert que le corps réniforme possédait notamment des liaisons avec le lobula et le corps pédonculaire, deux structure importantes du système visuel des crevettes-mantes. Crédits : Hanne Halkinrud Thoen et al. 2019

Ce lien complexe suggère que les informations visuelles sont transformées en images par le lobula puis partagées avec une partie du cerveau qui traite les souvenirs.

« Le fait que nous puissions maintenant démontrer que le corps réniforme est également lié au corps pédonculaire et lui fournit des informations, suggère que le traitement olfactif peut avoir lieu dans le contexte de mémoires visuelles déjà établies » déclare Strausfeld.

Il y a quelques années, Strausfeld et ses collègues ont montré que les corps réniformes de crabes servaient de centres d’apprentissage et de mémoire.

Pour la crevette mante, cela pourrait signifier une duplication des centres de mémoire. La grande question est maintenant de savoir comment et quand les stomatopodes ont développé de telles unités neurologiques spécialisées. La prochaine étape pour les chercheurs est d’identifier des structures de type réniforme chez d’autres animaux et de comprendre comment elles fonctionnent.

Sources : The Journal of Comparative Neurology

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