Lorsqu’un serpent à sonnette secoue sa queue, entend-il le cliquetis ? Les scientifiques ont longtemps lutté pour comprendre comment les serpents, dépourvus d’oreilles externes, perçoivent les sons. Maintenant, une nouvelle étude montre que les ondes sonores provoquent des vibrations dans le crâne du serpent qui sont ensuite « entendues » par l’oreille interne.
« Il y a eu ce mythe tenace selon lequel les serpents sont sourds », explique le neurobiologiste Bruce Young de l’Université du Massachusetts, Lowell, qui n’a pas participé à la nouvelle recherche. « Des études comportementales ont suggéré que les serpents peuvent en fait entendre, et maintenant ce travail a fait un pas de plus et a expliqué comment. »
Chez les humains, les ondes sonores voyageant dans l’air frappent le tympan, provoquant le mouvement de petits os et les vibrations de minuscules cellules ciliées dans l’oreille interne. Ces vibrations sont ensuite traduites en impulsions nerveuses qui se rendent au cerveau. Les serpents ont des structures d’oreille interne entièrement formées mais pas de tympan. Au lieu de cela, leur oreille interne est directement reliée à leur mâchoire, qui repose sur le sol lorsqu’ils glissent. Des études antérieures ont montré que les vibrations voyageant dans le sol – comme les pas des prédateurs ou des proies – provoquent des vibrations dans la mâchoire du serpent, relayant un signal au cerveau via cette oreille interne.
On ne savait pas encore, cependant, si les serpents pouvaient entendre les sons voyageant dans l’air. Le biologiste Christian Christensen, de l’université d’Aarhus au Danemark, s’est donc intéressé de plus près à un type particulier de serpent, le python royal (Python regius). Il n’a pas été facile de les étudier. « Il n’est pas possible d’entraîner les serpents à réagir aux sons par certains comportements, comme on pourrait le faire avec des souris », explique Christensen. Au lieu de cela, lui et ses collègues ont utilisé des électrodes fixées sur la tête des reptiles pour surveiller l’activité des neurones reliant les oreilles internes des serpents à leur cerveau.
Chaque fois qu’un son était diffusé par un haut-parleur suspendu au-dessus de la cage du serpent, les chercheurs ont mesuré si le nerf relayait une impulsion électrique (les serpents ne montraient aucune réaction extérieure aux sons). Les impulsions nerveuses étaient les plus fortes, ont constaté les chercheurs, avec des fréquences comprises entre 80 et 160 hertz – à peu près la fréquence des notes les plus graves d’un violoncelle, mais pas nécessairement des sons que les serpents rencontrent souvent dans la nature.
Les scientifiques ont longtemps lutté pour comprendre comment les serpents, dépourvus d’oreilles externes, perçoivent les sons. Maintenant, une nouvelle étude montre que les ondes sonores provoquent des vibrations dans le crâne d’un serpent qui sont ensuite « entendues » par l’oreille interne. (Astrid Riecken/FOR THE WASHINGTON POST) Les serpents ne semblent pas répondre aux vibrations que ces sons provoquent dans le sol, car ces vibrations étaient trop faibles pour provoquer une activité nerveuse lorsqu’elles n’étaient pas accompagnées de sons dans l’air, ont constaté Christensen et ses collègues. Cependant, lorsque les chercheurs ont fixé un capteur sur le crâne des serpents, ils ont découvert que les ondes sonores provoquaient suffisamment de vibrations dans l’os – directement à travers l’air – pour que les serpents les ressentent. Les résultats sont apparus récemment dans The Journal of Experimental Biology.
Young qualifie ce travail d' »extrêmement beau », mais il note que l’équipe n’a étudié qu’une seule espèce de serpent. « Étant donné qu’il existe près de 3 000 types de serpents, la prochaine question serait de savoir comment cela diffère entre eux. » Certains serpents, note-t-il, sont connus pour être meilleurs pour détecter les vibrations à travers le sol, de sorte que leur capacité à détecter les ondes sonores dans l’air pourrait être réduite. Étant donné que de nombreux sons sont trop faibles pour provoquer des vibrations transmises par le sol que les serpents peuvent percevoir, le fait de posséder les deux capacités les aide à détecter une gamme plus large de bruits. Certaines salamandres et grenouilles n’ont pas non plus de tympan, note-t-il, et elles peuvent écouter de la même façon que les serpents.
Young dit aussi qu’il y a probablement d’autres façons pour les serpents de détecter les vibrations dans l’air et dans le sol. « Nous savons que les serpents ont certains organes sensoriels spéciaux dans leur peau et leur tête qui réagissent probablement aux vibrations. Et nous avons quelques preuves qu’ils détectent les vibrations sur toute la longueur de leur corps », dit-il. « Il est peu probable que ce soit le dernier mot sur la façon dont les serpents perçoivent le son et les vibrations. »
Cet article est adapté de ScienceNOW, le service d’information quotidien en ligne de la revue Science.