La nuit, ils sont capables de le voir dans les couleurs, mais comment?
2013/06/01 Errasti Diaz de Gereñu, Gadea - EHUko biologia lizentziaturako ikaslea | Muñoz Uriarte, Urtzi - EHUko biologia lizentziaturako ikaslea Iturria: Elhuyar aldizkaria
La vision est l'un des facteurs les plus importants dans la survie d'un individu, indispensable dans la persécution des proies, dans l'évitement des prédateurs et dans le processus de découverte de son partenaire. Il présente une grande variabilité et sa capacité d'adaptation à différentes situations, ainsi qu'à son évolution. Ainsi, quelques structures d'oeil, comme le tapetum luciduma, sont devenues fonctionnellement égales dans des lignées sans relations évolutives étroites.
Les structures indispensables pour pouvoir le voir sont les photorécepteurs situés sur la rétine de l'œil. Ils peuvent être des cônes (vision des couleurs) et des cannes (intensité de la lumière). Dans les cônes apparaîtra la molécule d'opsine, qui peut être de trois types: Les S opsines sont sensibles à la lumière de longueur d'onde courte, les M opsines à la longueur d'onde intermédiaire et les L opsines aux grandes longueurs d'onde, permettant de visualiser respectivement la couleur bleu-violet, verte et rouge. Les types d'opsine que chaque être aura seront génétiquement déterminés. Sur les bâtons, au lieu d'opsine, apparaît la rodopsine, qui selon l'intensité lumineuse de la zone aura un niveau d'activité différent. En dépit d'être inactif dans des éclairages très élevés, il est très utile pour profiter de l'éclairage faible existant.
La sélection naturelle, en tant que mécanisme évolutif, agit différemment à chaque moment et lieu concret et n'avancent que les gènes qu'elle favorise au fil du temps. À l'origine, la vision dans la lignée des mammifères était dichromatique (ils distinguaient deux couleurs), mais elle a varié en fonction de l'évolution de chaque ligne évolutive, selon les besoins de chacun et l'influence de la sélection. Dans la situation originale, l'opsine S apparaissait toujours et avec elle l'opsine M ou L. Dans les cétacés actuels, par exemple, le gène codant l'opsine S a disparu et sont monochromates (ils le voient dans une seule gamme de couleurs). Dans la lignée humaine, pour sa part, dans les gènes qui déterminaient la dichromate originale aurait eu lieu une duplication et le gène dupliqué aurait développé une nouvelle fonction, entraînant la situation actuelle à une trichromate (les trois opsines sont à la fois dans la rétine, étant en mesure de distinguer trois gammes de couleurs).
Dans la variabilité visuelle, il y a des situations caractéristiques comme le modèle de vision développé dans les animaux nocturnes. Pour ces animaux, il est très important que la faible lumière nocturne (étoiles, lune...) se dirige vers la rétine et pour cela les bâtons de la rétine soient aussi sensibles que possible. Ainsi, Solovei et al. ont découvert en 2009 que, sur les bâtons d'animaux nocturnes, le modèle de distribution de l'ADN qui apparaît sur les bâtons des autres animaux est inversé, permettant une plus grande production de rodopsine, augmentant la sensibilité à la lumière.
En plus de développer la vision nocturne, il y a aussi des animaux qui ont développé une situation plus extrême : ceux capables de le voir de nuit et de couleurs. Il a toujours été considéré que les changements visuels produits lors de l'évolution des mammifères sont liés à la persécution des aliments et des proies. Ainsi, la dichromatie a été liée aux animaux du jour, tandis que chez les animaux nocturnes, on a considéré que la couleur était peu importante. Curieusement, cependant, les recherches actuelles ne soutiennent pas cette idée, car il a été vu que certains mammifères nocturnes peuvent distinguer les couleurs. Bien qu'ils n'atteignent pas la résolution des trichromates actuels, ils maintiennent deux opsines.
En ce qui concerne les raisons pour lesquelles l'existence de deux opsines a été maintenue, les chercheurs ont formulé deux hypothèses. Selon la première, chez ces animaux la dichromatie n'est pas si avantageuse en elle-même, mais la caractéristique plesiomorphologique (héritée des ancêtres) des animaux nouvellement convertis en nocturnes. Dans la deuxième hypothèse, la dichromatie serait une caractéristique avantageuse pour les animaux nocturnes, ou les gènes de l'avis, en plus d'une fonction liée à la couleur, rempliraient une autre. Des études montrent que les opsines M et L sont restées inchangées dans certaines lignées nocturnes par rapport à leur état d'origine, comme l'aye-aye (Daubentonia madagascariensis) et quelques chauves-souris.
Aye-ayea
En 2007, Perry et al. Ils ont comparé la séquence d'ADN de l'aye-aye à celle d'autres lemuriformes pour observer s'il y avait ou non des changements dans les gènes de l'opsine et, à partir de là, répondre à la capacité de vision nocturne et en couleur. Ainsi, dans les opsines de l'aye-ayea aucune modification n'a été détectée par rapport à la dichromatique originale, et on peut penser que la séparation des couleurs constituerait un avantage pour ces animaux nocturnes et que les changements produits, n'étant pas favorisés, disparaissaient.
L'aye-ayea, qui s'est partagé depuis longtemps entre le reste du groupe, a développé pendant tout ce temps une série de caractéristiques pour s'adapter à sa niche écologique. Cependant, les gènes opsine ont maintenu leur état d'origine au fil du temps, renforçant de nouveau l'hypothèse sur leur fonctionnalité.
Chiroptères
Les chauves-souris sont divisées en deux grands groupes : Les mégachiroptères fruités ( Yinpterochiroptera ) et les insectivores Microchiropteras ( Yangochiroptera ) ont développé différentes formes d’écholocation, puisque leurs besoins sont différents. Les premières ont une bonne évolution visuelle et olfactive et l'éco-localisation développée est de type low-duty-cycle. Les sons émis sont de courte durée et ne se chevauchent pas avec écho. Dans le cas des secondes, l'écholocation est laryngée et les ondes sont constamment émises, superposant avec les ondes de retour.
Avec l'efficacité différente des deux formes d'écholocation, et les yeux moins développés sur Microchiropter, on pense généralement que ces chauves-souris sont basées sur l'éco-localisation et n'ont pas une très bonne vision. Cependant, l'opsine S a été maintenue dans les deux groupes, étant en mesure de voir la lumière ultraviolette et, par conséquent, ne sont pas aveugles, comme on dit souvent. Une des raisons pour lesquelles les chauves-souris peuvent voir la lumière ultraviolette peut être liée aux ailes des lépidoptères gautans qui font partie de leur alimentation, dont 80% reflètent la lumière ultraviolette. D'autre part, une autre preuve de l'utilité de la vue est sous forme de chasse aux chiroptères. En fait, après avoir approché le barrage à travers les ondes d'écholocation, dans la dernière étape ils utilisent la vue, car en étant en mesure de détecter les vagues les insectes seraient évités.
En revanche, chez Megachiropter, en raison principalement de son régime alimentaire, l'éco-localisation est moins importante. Et c'est pour détecter quand les fleurs sont pleines de nectar et les fruits mûrs, l'odorat et la vue sont fondamentaux.
Selon les résultats obtenus dans les études génétiques, tous les groupes de chauves-souris ont maintenu l'opsine S, ainsi que l'opsine M ou L, soulignant la seconde. Le choix pour le maintien de l'allèle L peut être lié à la vision de la couleur rouge, indicateur de la maturité de nombreux fruits. Les arbres phylogénétiques qui sont construits avec les données obtenues dans les études réalisées avec ces gènes, en outre, reflètent adéquatement l'évolution donnée dans la lignée des chiroptères et confirment le regroupement actuel.
Comme on le voit, la vision a eu différentes formes de développement, atteignant des situations souvent convergentes en fonction des besoins et du comportement écologique des animaux. Cependant, chez certains animaux nocturnes, non mammifères et phylogénétiquement éloignés, on a également trouvé la possibilité de différencier les couleurs la nuit; le gecko et quelques sits de la famille Sphingidae sont capables de distinguer 6 couleurs, comme la lumière de la lune ou les étoiles. Il reste encore beaucoup à faire dans ce domaine.
Références
