Électrolocation

Définition

Une électrolocation (électrolocalisation) est un système de repérage des proies et des obstacles à l'aide d'un champ électrique. L'électricité est produite par des cellules musculaires modifiées ou électroplaques, chez certains poissons (poissons électriques, gymnotes, Torpilles, Raies).

L'électrolocation avec un poisson-éléphant :

Le poisson-éléphant émet un champ électrique dont il reçoit l'écho au niveau d'un organe électrique situé dans le dépdoncule caudal. Tous les poissons-éléphants de la famille Mormyridae sont des poissons électriques, mais très faiblement électriques. Ces espèces sont qualifiées de "électrofaibles".

Explications

L'électrolocation passive est une qualité biologique possédée par des espèces identiques et sympathiques telles que les requins. Cette caractéristique, qui est possédée par certaines créatures (généralement des chasseurs) et considérée comme un avantage. Elle leur permet de ressentir la bioélectricité de différentes espèces vivantes dans l'environnement.

Le requin peut détecter la bioélectricité d'autres poissons pour se nourrir, avec cette fonctionnalité; ainsi, ensemble, ils peuvent chasser leurs proies de manière stratégique.

Électrolocalisation

L'électrolocalisation est une modalité de perception animale par la détection de champs électriques qui peut être utilisée pour :

• détection d'objet;
• communication intraspécifique;
• comportement défensif et offensif, comme étourdir les proies et éloigner les prédateurs.

Les preuves comportementales de la détection normale des champs électriques proviennent des travaux de Lismann en 1958, établissant ainsi un nouveau domaine de recherche. Des neurones électrosensibles ont été trouvés dans une grande variété d'espèces, notamment :

• Élasmobranches comme les raies et les raies;
• poissons Téléostéens;
• mammifères tels que l'ornithorynque.

L'étude des systèmes électrosensoriels est particulièrement attrayante pour les études anatomiques, physiologiques, comportementales et évolutives.

Poissons-électriques

Les poissons électriques peuvent détecter et localiser des objets dans leur environnement grâce au sens électrique actif. Cette capacité est appelée électrolocation. Les mécanismes d'électrolocation sont similaires chez tous les poissons électriques, mais nous illustrons les principes chez Apteronotus albifrons (poisson-couteau fantôme noir), le poisson très étudié en laboratoire.

Conceptuellement, l'électrolocation implique trois étapes :

• le poisson génère un champ électrique autour de son corps : la décharge de l'organe électrique crée un champ électrique autour du poisson. Étant donné qu'Apteronotus possède une décharge électrique d'organe (EOD) de type ondulatoire, le potentiel en tout point de l'espace change constamment. On peut cependant imaginer prendre un "instantané" du champ électrique à un moment où la tête du poisson est à sa valeur positive maximale. Si nous cartographions le potentiel électrique maximal autour du poisson, nous trouverions une géométrie de champ semblable à celle d'un dipôle, similaire au motif familier de la limaille de fer placée à proximité d'un barreau magnétique. Les lignes de potentiel constant, appelées isopotentielles, sont autour d'Apteronotus (les unités sont en microvolts).
• les objets proches dans l'eau perturbent le champ électrique : le courant électrique descend le long du gradient de tension, ce qui signifie que les lignes de courant sont perpendiculaires aux lignes isopotentielles indiquées ci-dessus. Dans la région du tronc du poisson, les lignes de courant électrique coupent le corps à peu près à angle droit. Lorsqu'un objet est rapproché du poisson, cela modifie la configuration du courant. Les lignes de courant électrique circulent autour du poisson.

  Si l'objet est moins conducteur que l'eau (par exemple une roche), le courant électrique sera dérivé autour de l'objet. Cela entraînera une diminution locale de la densité de courant, qui à son tour créera une "tache sombre électrique" ou une "ombre électrique" sur la peau. Si l'objet est plus conducteur que l'eau (par exemple, un vairon), le courant électrique sera dérivé à travers l'objet car il représente un chemin de plus faible résistance. Cela entraînera une augmentation locale de la densité de courant, qui à son tour créera un "point lumineux électrique" sur la peau.

• les perturbations locales sont détectées par les électrorécepteurs situés à la surface du corps du poisson : le corps d'Apteronotus est recouvert d'environ 15 000 organes électrorécepteurs tubéreux spécialisés pour détecter les perturbations de son propre champ électrique. Chaque organe électrorécepteur est constitué d'une petite fosse (environ 0,1 mm de diamètre) dans la peau avec un groupe de cellules sensorielles au fond de la fosse. Les cellules réceptrices agissent comme des voltmètres miniatures et surveillent la chute de tension à travers la peau (ce qu'on appelle le potentiel transdermique). Chaque organe électrorécepteur donne naissance à une seule fibre nerveuse afférente qui transmet les informations sensorielles au cerveau.

  La densité des organes électrorécepteurs est la plus élevée dans la région de la tête du poisson (environ 10 à 20 par mm²) et nous considérons parfois la tête comme la "fovéa électrosensorielle". La densité est plus faible sur le tronc (environ 1 à 3 par mm²). Sur le tronc, la densité est plus élevée le long du bord dorsal du poisson que sur la surface latérale du corps. Cela s'avère important car nous constatons que la détection des proies se fait généralement le long du bord dorsal.

En rapport avec "électrolocation"

• écholocation

  

  L'écholocation ou l'écholocalisation est la capacité de certains animaux à connaître leur environnement à travers l'émission de sons et l'interprétation...

• translocation

  

  La translocation est initialement un transport à longue distance, comme la translocation de groupe, mais le terme prend différents sens selon le domaine...

• translocation de groupe

  

  En biologie, la translocation de groupe, ou transport de masse, est un mécanisme de transport à membrane active exclusif aux cellules procaryotes.

• accepteur d'électron

  

  Un accepteur d'électrons est une entité chimique capable de recevoir des électrons transférés d'un autre composé.