Tree shrews combine panoramic vision with an expanded oculomotor repertoire
Cette étude démontre que les scrognes, malgré des yeux placés latéralement, possèdent un répertoire oculomoteur étendu incluant un contrôle du regard précis piloté par l'œil et une surreprésentation du champ visuel central, prouvant ainsi que la vision panoramique et les mouvements oculaires indépendants sont des traits séparables plutôt que des adaptations mutuellement exclusives.
Article original sous licence CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Ceci est une explication générée par l'IA d'un preprint qui n'a pas été évalué par des pairs. Ce n'est pas un avis médical. Ne prenez pas de décisions de santé basées sur ce contenu. Lire la clause de non-responsabilité complète
La plupart des mammifères voient le monde grâce à des yeux placés sur les côtés de leur tête, une configuration qui offre une vue panoramique étendue pour repérer les prédateurs, mais qui rend difficile la concentration sur un seul objet sans tourner toute la tête. En revanche, les primates et les autres animaux aux yeux frontaux ont des yeux tournés vers l'avant, ce qui leur permet de déplacer leur regard rapidement et précisément vers de nouvelles cibles en utilisant uniquement leurs yeux, indépendamment des mouvements de leur tête. Pendant longtemps, les scientifiques ont cru que ces deux traits étaient liés : si un animal avait des yeux latéraux, il devait compter sur le mouvement de sa tête pour regarder autour de lui, sacrifiant ainsi la capacité de déplacer ses yeux librement. Ce compromis semblait être une règle fondamentale de la nature, où un champ de vision large se payait au prix d'un contrôle oculaire précis.
Des chercheurs de l'Université Cornell ont entrepris de tester si cette règle était réellement incassable. Ils ont porté leur attention sur la musaraigne arboricole, un petit mammifère acrobate qui vit dans les arbres et possède des yeux positionnés sur les côtés de sa tête. Bien que les musaraignes arboricoles soient évolutivement proches des primates, le placement latéral de leurs yeux suggérait qu'elles devraient suivre les mêmes règles rigides que d'autres animaux aux yeux latéraux comme les rats ou les souris. Les scientifiques voulaient savoir si un animal aux yeux latéraux pouvait réellement briser le moule et contrôler son regard avec la même indépendance et la même précision qu'un animal aux yeux frontaux. Pour le savoir, ils ont construit un système pour observer les yeux des musaraignes arboricoles pendant que leurs têtes étaient maintenues immobiles, mesurant chaque minuscule mouvement pour voir si les animaux pouvaient regarder autour d'eux sans essayer de bouger la tête.
L'équipe a découvert que les musaraignes arboricoles ne suivent pas les anciennes règles. Lorsque leurs têtes étaient fixées en place, les musaraignes arboricoles bougeaient fréquemment et avec une grande vitesse les yeux, déplaçant leur regard pour regarder différentes parties de la pièce. Crucialement, ces mouvements oculaires se produisaient sans que les animaux ne tentent de bouger la tête. En fait, près de quatre-vingt-dix pour cent des mouvements oculaires se produisaient sans aucun mouvement de tête détectable. Cela contrastait fortement avec les rats, que les chercheurs ont également testés ; les rats bougeaient très rarement les yeux lorsque leurs têtes étaient immobiles, et lorsqu'ils le faisaient, ils essayaient presque toujours de bouger la tête en même temps. Les musaraignes arboricoles, cependant, pouvaient déplacer leur regard horizontalement et verticalement, tout comme un primate, prouvant que le fait d'avoir les yeux sur le côté de la tête n'oblige pas un animal à compter sur sa tête pour regarder autour de lui.
Les chercheurs ont ensuite demandé si ces mouvements oculaires étaient simplement aléatoires ou si les animaux pouvaient réellement viser des choses spécifiques. Ils ont entraîné les musaraignes arboricoles à regarder des cibles visuelles apparaissant sur un écran. Les animaux ont rapidement appris à diriger leurs yeux vers les cibles, effectuant des mouvements rapides et précis pour se verrouiller sur elles. Plus impressionnant encore, les musaraignes arboricoles pouvaient maintenir leur regard fixe sur une cible pendant plusieurs secondes, une compétence appelée fixation qui est essentielle pour voir les détails fins. Cette capacité à la fois de déplacer le regard rapidement et de le maintenir stable est une caractéristique des animaux aux yeux frontaux, pourtant les musaraignes arboricoles y parvenaient avec des yeux qui sont clairement positionnés pour une vue panoramique étendue.
Pour comprendre comment cela était possible, les scientifiques ont regardé plus profondément dans la biologie de la musaraigne arboricole. Ils ont examiné le cortex visuel du cerveau, la partie du cerveau qui traite ce que les yeux voient. Ils ont découvert que le cerveau de la musaraigne arboricole consacre une quantité disproportionnée d'espace au centre du champ visuel, la zone sur laquelle l'animal se concentre lorsqu'il regarde une cible. C'est similaire à la façon dont les cerveaux des primates sont organisés, même si les musaraignes arboricoles ne possèdent pas le point central spécialisé dans l'œil que les primates ont. De plus, l'équipe a étudié les muscles qui déplacent les yeux. Ils ont découvert que les musaraignes arboricoles possèdent un type complexe de terminaison nerveuse dans ces muscles, appelée terminaison en palissade, que l'on trouve typiquement chez les animaux ayant un contrôle oculaire précis. Les rats, qui comptent davantage sur les mouvements de la tête, possèdent des terminaisons nerveuses beaucoup plus simples, tandis que les musaraignes arboricoles ont les structures élaborées et détaillées observées chez les espèces aux yeux frontaux.
L'étude suggère que le lien entre le placement des yeux et le contrôle du regard n'est pas aussi rigide qu'on le pensait auparavant. Les musaraignes arboricoles ont réussi à combiner une vue panoramique avec le contrôle oculaire indépendant et sophistiqué habituellement réservé aux animaux aux yeux tournés vers l'avant. Les chercheurs proposent que cette combinaison unique peut avoir évolué pour aider ces animaux à naviguer dans leur monde complexe et tridimensionnel des arbres. Lorsqu'elles sautent de branche en branche, une musaraigne arboricole doit garder sa tête orientée pour l'équilibre et le mouvement tout en scannant simultanément la prochaine zone d'atterrissage. La capacité de déplacer les yeux indépendamment de la tête permet à l'animal d'inspecter une cible future sans interrompre le mouvement du corps. Cette découverte révèle que la conception d'un système visuel est plus flexible que ce qui était précédemment cru, montrant que la nature peut mélanger et assortir les caractéristiques pour résoudre des défis de survie spécifiques.
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