Vision des oiseaux

Œil d'un faucon

La vision des oiseaux est l'une des visions les plus performantes du monde animal. La vue est, avec l'ouïe, le sens le plus important de ces espèces, qu'elles soient diurnes ou nocturnes.

Tous les oiseaux ne bénéficient pas des mêmes qualités de vue. Cependant, la plupart des espèces ont une vue comparable à celle des primates, pour le moins, qui possèdent pourtant la meilleure vision parmi les mammifères. La structure de leur œil est semblable à celle des mammifères cependant, elle est quadrichromique pour la plupart des oiseaux alors qu'elle n'est que trichromique pour les primates. En général, l'œil est plus grand, proportionnellement, que celui des mammifères, la densité de cellules nerveuses est plus importante ce qui permet une acuité visuelle plus fine, la vision est souvent plus panoramique et surtout plus rapide. Le cerveau et le cervelet des oiseaux sont assez développés pour traiter ces informations. De plus certaines espèces disposent de plusieurs types de paupières.

Anatomie

Pour consulter des articles plus généraux, voir : anatomie des oiseaux et Histoire évolutive de l'œil.

L'oeil des oiseaux est plus proche de ceux des reptiles que de ceux des mammifères. Contrairement aux mammifères, leurs yeux ne sont pas sphériques, et la position des yeux permet la plupart du temps un plus grand champ visuel.

membrane nictitante d'un coq domestique

L'œil est fixé avec un os du crane appelé Anneau sclérotique. Cet os, partagé avec certains reptiles, n'est pas présent chez les mammifères. Il permet une augmentation de la taille de l'image sur la rétine^[1]. Les paupières d'un oiseau ne clignent pas, l'œil est lubrifié par la membrane nictitante, une troisième paupière qui se déplace horizontalement.

Le système visuel est assez comparable et possède des ressemblances fondamentales avec celui des primates. Ces ressemblances témoignent autant d'une origine commune que d'une évolution convergente^[2]. On note cependant des originalités comme l'existence de cônes doubles, une gamme d'absorption différente, la présence de gouttelettes lipidiques qui jouent un rôle de filtre pour certaines longueurs d'onde  the presence of oil droplets, centrifugal efferents to the retina, and an emphasis on the collothalamic (tectofugal) visual pathway  ⇔  merci d’apporter votre expertise, et de préciser^[2].

Le système nerveux

Le cerveau des oiseaux ressemble à celui des reptiles^[2], cependant leurs hémisphères cérébraux, leurs lobes optiques et leur cervelet sont plus développés. Seuls les lobes olfactifs semblent moins développés. Les grands lobes optiques reflètent l'importance de la vision chez les oiseaux, ils sont cependant moins importants que les lobes optiques des ptérodactyles^[3].

Le système nerveux des oiseaux dispose de zones spécifiques. Il contient un aire spécialisée dans la vision de nuit comportant des molécules spécialisées qui transcrivent les informations magnétiques en indications visuelles. De cette manière les espèces migratrices s'orientent plus facilement avec les champs magnétiques et les étoiles. Ces cellules en bordure des ères visuelles classiques sont dénommées 'Groupe N', et s'avèrent inactives durant la journée^[4].

Anatomie de l'œil

Anatomie de l'oeil des oiseaux.

De nombreuses espèces ont deux fovéas comme les Trochilidae. La plupart des oiseaux ne peuvent pas déplacer leurs yeux, bien qu'il y ait des exceptions, comme chez le Grand Cormoran^[5]. Un grand nombre d'espèces sont quadrichromates.

Les oiseaux partagent les mêmes structures principales de leurs yeux avec ceux des autres vertébrés.
La couche externe de l'œil est la cornée, transparente, et deux couches de sclère - des robustes couches de fibres collagènes qui entourent l'œil, le soutient et le protège dans l'orbite oculaire. L'intérieur de l'œil est divisé par le cristallin en deux principaux segments : le segment antérieur et segment postérieur. La chambre antérieure est remplie de l'humeur aqueuse, et la chambre postérieure contient l'humeur vitrée ; des fluides transparents.

Un organe, que l'on retrouve également chez certains reptiles, le pecten a un rôle mal compris ; c'est un organe composé de tissus de la rétine replié sur lui-même.
Il est bien fourni en vaisseaux sanguins et permettrait, selon la théorie classique, d'approvisionner la rétine en éléments nutritifs. Selon une théorie plus récente, il interviendrait dans le changement de volume de l'œil ce qui permettrait une meilleure focalisation^[1] ou de mieux détecter les objets en mouvement.

Adaptations connexes

La position des yeux est une adaptation du régime alimentaire. Chez les oiseaux herbivores, les yeux sont disposés de chaque côté de la tête, de façon à bénéficier du plus large champ de vision possible afin de détecter les prédateurs. En contrepartie, cette disposition réduit la vision stéréoscopique, d'où leur difficulté à distinguer les surfaces vitrées se transformant en véritables « tueurs invisibles » contre lesquels les oiseaux se fracassent^[6]. Chez les carnivores, il est nécessaire de pouvoir évaluer les distances et les vitesses précisément, les yeux sont donc situés à l'avant de la tête, ce qui permet d'avoir une meilleure vision binoculaire. On estime aussi que l'évolution du cerveau liée à l'amélioration du système visuel a permis une modification des comportements sociaux^[2].

Certains rapaces comme les chouettes ont la faculté de pouvoir tourner leur tête à près de 360°.

Certains oiseaux aquatiques possèdent des lentilles flexibles spéciales qui leur permettent de corriger les différences de perception sous l'eau et sur terre^[7].

Rôle

La plupart des oiseaux se servent de leur vue pour se nourrir, les rapaces chassent à vue, les frugivores, nectarivores, la plupart des granivores se servent de celle-ci pour se nourrir. C'est même le sens principal pour la plupart des espèces. La vision quadrichromique permet à certaines espèces d'oiseaux de percevoir des différences subtiles dans les couleurs des plumes, ce qui leur permet de distinguer les mâles des femelles. Il semble aussi que les mâles de certaines espèces sont plus attrayants sexuellement si leurs plumes reflètent plus d’ultra-violets. Certains fruits sont davantage visibles car ils reflètent l’ultra-violet. Lorsque la végétation n'est pas très haute, les rapaces comme les crécerelles peuvent détecter le passage de petits rongeurs qui laissent des traces d'urine, qui reflètent la lumière ultra-violette.

Évolution du système visuel

On note chez les amniotes des similitudes très nombreuses. Il est difficile de dater l'apparition de l'œil ancestral pour ces animaux, mais il pourrait dériver d'un groupe d'espèces vivant il y a 300 Ma, les Captorhinidae^[8].

Les études sur les oiseaux modernes, les reptiles, et les mammifères montrent que les régions du cerveau où sont traitées les informations sont caractéristiques des anciens reptiles^[2]. Les comparaisons sont plus simples entre les oiseaux et les mammifères (surtout les primates), car comparativement les aires dédiées dans le cerveau de la plupart des reptiles sont moins sophistiquées. Les similitudes relevées sont causées par les contraintes de la biologie et sont résultantes des mutations génétiques par la pression de la sélection naturelle. Ce sont d'après les scientifiques, un exemple de convergence évolutive.

Les comparaisons du cerveau des crocodiliens, qui lui a peu changé depuis l'époque des ancêtres archosauriens communs à ces espèces et aux oiseaux, fournissent des indices. D'une façon générale, une meilleure compréhension de la phylogénie des oiseaux permet de mieux comprendre ces évolutions.

Les indices directs témoignant d'une évolution du système visuel sont rares et dépendent des fossiles découverts. Les fossiles d'oiseaux sont rares en général car leur squelette est fragile et les tissus mous ne se fossilisent pas. C'est surtout à partir de moulages endocrâniens que l'on peu faire des projections pour trouver les variables évolutives. Des simulations informatiques peuvent aider à comprendre.

Ces études d'anatomie comparée permettent de mieux comprendre la façon dont l'évolution s'opère.

Voir aussi

Articles connexes

• Cône (biologie)
• Intelligence des oiseaux

Bibliographie

• (en) Sinclair, Sandra, How Animals See: Other Visions of Our World, Beckenham, Kent, Croom Helm., 1985 (ISBN 070993336) 

Liens externes

• (fr)Les Oiseaux voient-ils les couleurs ?, Société ornithologique de la Région parisienne
• (fr)Jacques Lajoie, « La vision supérieure des oiseaux », Université du Québec à Montréal
• (fr)La vue chez les oiseaux sur ornithomedia.com
• (en)Linda Pesek, « THE MARVELOUS AVIAN EYE »
• L'oeil sur Radio piaf
• (en)Gary Ritchison, « Nervous System: Brain and Special Senses II », Department of Biological Sciences Eastern Kentucky University
• (en)Robert G. Cook, « Avian visual cognition », Department of Psychology Tufts University, site très complet
• (en)Gordon Ramel, « The Avian Eye and Vision »

Notes

1. ↑ ^{a et b} (Sinclair, 1985, p. 88–100)
2. ↑ ^{a, b, c, d et e} (en)Scott Husband & Toru Shimizu, « Evolution of the Avian Visual System », Department of Psychology, University of South Florida
3. ↑ (en)Scott Husband & Toru Shimizu, « Taking Flight: Post-Retinal Processing », Department of Psychology, University of South Florida
4. ↑ Oiseaux migrateurs : une aire cérébrale spécialisée dans la vision nocturne sur Futura-science.com, 10 juillet 2005
5. ↑ Craig R. White, Norman Day, Patrick J. Butler, Graham R. Martin, « Vision and Foraging in Cormorants: More like Herons than Hawks? », dans PLoS ONE, vol. 2, n^o e639, 25 juillet 2007 [résumé] 
6. ↑ Catherine Vincent, « Une campagne contre les "tueurs invisibles" d'oiseaux », Le Monde. Mis en ligne le juillet 2010, consulté le 21 juillet 2010
7. ↑ Gill F (1995) Ornithology WH Freeman and Company, New York ISBN 0-7167-2415-4
8. ↑ Carroll, 1988