Yeux de céphalopode, une fenêtre sur une existence extraterrestre

Alors que l'évolution de l'homme et des céphalopodes a divergé il y a des centaines de millions d'années, leurs yeux partagent une similitude remarquable avec les nôtres. L'un des exemples les plus intrigants d'évolution convergente, car les yeux des céphalopodes sont une fenêtre sur l'évolution de la vue - et sur la façon dont les invertébrés les plus intelligents de la planète (pieuvres, poulpes) perçoivent le monde.

Le céphalopode vampire, espèce Vampyroteuthis infernalis.

Les céphalopodes, avec leur camouflage étrange, leurs tentacules qui se tordent et leur intelligence étrange, ont tendance à revêtir une qualité mystique dans nos histoires et notre folklore. Du redoutable calmar géant de "Vingt mille lieues sous les mers", à Paul le poulpe clairvoyant pieuvre de la Coupe du monde, en passant par Hank dans "Le Monde de Dory", qui change de couleur, la culture populaire aime peindre nos amis sous-marins spongieux comme des créatures astucieuses dotées de capacités surhumaines. Que notre fascination soit canalisée vers la peur, l'admiration ou l'émerveillement, le secret de l'attrait des céphalopodes réside dans leur nature intrinsèquement ambiguë. Alors que l'intelligence et la curiosité des céphalopodes peuvent parfois sembler remarquablement humaines, leurs multiples bras de préhension, leurs corps désossés polyvalents et leur présence sous-marine inquiétante sont un vaisseau d'intelligence aussi étranger que possible (sur cette planète, en tout cas).

À certains égards, notre perception des céphalopodes en tant qu'extraterrestres n'est pas loin de la réalité. Du point de vue de l'évolution, les lignées humaines et céphalopodes ont divergé il y a plus de 500 millions d'années (pour mettre cela en perspective, les premiers dinosaures sont apparus il y a environ 230 millions d'années). En plus de cela, nos ancêtres Tétrapodes sont sortis de l'océan pour la première fois il y a près de 400 millions d'années. Alors que certains reptiles et mammifères ont finalement décidé de donner une seconde chance à l'eau salée, les humains se bousculent ici depuis. Bien que les technologies des deux derniers siècles aient rendu l'océan plus accessible que jamais à notre biologie de l'élimination des terres, il s'agit toujours d'un écosystème étranger. La zone "minuit" en particulier, avec son manque de soleil, sa pression écrasante et ses bouches thermiques bizarres,est notoirement plus mal exploré et compris que la surface de la lune. Et les plus gros céphalopodes de tous, avec des yeux de la taille d'une assiette et des tentacules crochus géants, sont ceux qui appellent minuit leur maison.

La plupart des invertébrés sous-marins céphalopodes rappellent une époque plus simpliste pour la vie animale. Sans prétention et passives, les créatures comme les concombres de mer, les vers tubicoles et les huîtres ont l'apparence que vous attendez de quelque chose qui est sorti de la soupe primordiale, pensant " c'est assez loin, merci " et se sont accroupis pour le long terme. Les céphalopodes, d'autre part, ont développé des systèmes nerveux complexes, des bras qui permettent un art élaboré de l'évasion d'aquarium et, peut-être le plus troublant de tous, des yeux de mammifère qui ont l'audace de vous regarder fixement. Ce sont ces grands yeux, avec leurs pupilles pas tout à fait droites, qui soulèvent la question : Comment une intelligence extraterrestre pourrait-elle percevoir le monde ? Et surtout, comment pourrait-elle nous percevoir ?

Ces yeux fascinent les scientifiques depuis des années. Si étrangement similaires aux nôtres, ils sont un exemple d'évolution convergente, le terme donné à des traits similaires évoluant dans des lignées non apparentées. L'évolution convergente se produit généralement en raison de pressions environnementales similaires ou de besoins similaires satisfaits. Alors que nos ancêtres ont évolué dans un environnement radicalement différent de celui des céphalopodes, le résultat final était un oeil de type caméra composé des mêmes composants de base. En fait, un oeil composé. Comment cela pourrait-il arriver ? Eh bien, pour commencer, les deux types d'oeil sont dérivés de la même poignée d'opsines - des protéines sensibles à la lumière dans les cellules de la rétine - et du même gène de "contrôle principal" (Pax6). Ces blocs de construction ont été préservés depuis au moins la période Cambrienne et sont présents chez tous les animaux bilatéraux.

Cependant, tous les animaux bilatéraux n'ont pas d'yeux de caméra - pas de loin - et ni les mollusques ni les cordés n'ont commencé à développer quoi que ce soit ressemblant à un oeil complexe jusqu'à des millions d'années après avoir divergé. Cela rend étrangement frappante la similitude entre les yeux humains et complexes des céphalopodes. Comme les humains, ils ont un iris qui contrôle la quantité de lumière entrant dans l'oeil, une cornée qui aide à réfracter la lumière pour focaliser l'oeil, une lentille qui fonctionne avec la cornée pour focaliser la lumière en changeant sa forme, et une rétine sensible à la lumière à le fond de l'oeil. Grâce à Pax6 et à une poignée d'opsines anciennes, les humains et les poulpes, deux espèces séparées par des centaines de millions d'années, sont capables de scruter le monde d'une manière remarquablement similaire.

Il existe cependant une différence clé qui a incité les scientifiques à "se gratter la tête". Les céphalopodes peuvent imiter leur environnement dans les moindres détails, ajuster leurs mouvements à la lumière ondulante des vagues et communiquer par la couleur, mais ils sont eux-mêmes complètement daltoniens. Les scientifiques ont d'abord été déconcertés par la découverte que tous les céphalopodes n'ont qu'un seul récepteur de couleur. Les humains ont trois récepteurs de couleur dans leurs yeux, qui absorbent les longueurs d'onde petites, moyennes et grandes sur le spectre des couleurs. Tous les trois doivent travailler ensemble pour percevoir l'ensemble du spectre, et si un humain en manque même un, ils deviennent effectivement daltoniens. Parce que les céphalopodes partagent notre oeil de type caméra, on a supposé que leur maigre récepteur de couleur devait les condamner à une vie en noir et blanc.

Cette hypothèse a été remise en question. L'équipe père-fils Stubbs et Stubbs a avancé une nouvelle hypothèse : que le récepteur de couleur unique présent dans les yeux du poulpe, de la seiche et du calmar n'est pas aussi limitatif que nos idées préconçues nous l'avaient laissé croire. En fait, soutiennent-ils dans leur étude, cela pourrait être un avantage pour les prédateurs sous-marins sournois. La vision des couleurs perd de son utilité dans les environnements à faible luminosité, qui caractérisent la majeure partie de l'océan. Au lieu de cela, de nombreuses créatures océaniques profitent de la lumière polarisée, que les humains ne peuvent pas détecter. Les seiches sont particulièrement douées pour percevoir la lumière polarisée, capables de réagir à un décalage d'un peu plus d'un degré dans son orientation. Cependant, la perception de la lumière polarisée à elle seule ne tient pas compte de l'utilisation dramatique de la couleur chez les seiches, les pieuvres et les calmars.

Au lieu de cela, la nouvelle étude a découvert une troisième méthode possible de perception de la lumière – une qui expliquerait ces pupilles étranges en forme de W. Le duo Stubbs pense que les céphalopodes pourraient tirer parti d'un phénomène naturel appelé aberration chromatique, qui brouille les images tout en divisant la lumière blanche en ses couleurs composantes. Alors que la plupart des animaux ont développé de petites pupilles précises pour une image plus nette, cette nouvelle étude indique que les céphalopodes pourraient avoir transformé un défaut en un atout, soulignant l'effet de flou dépendant de la couleur en ayant des pupilles allongées et hors axe. Avec la perception de la lumière polarisée, cela pourrait être la stratégie optimale pour distinguer les couleurs dans des conditions de forte ou de faible luminosité.

Et comme les céphalopodes sont fascinants à plusieurs titres, découvrez la pieuvre couverture Tremoctopus violaceus, l'animal avec la plus grande différence de taille entre la femelle de 2 mètres et le mâle de seulement 2,5 cm.