Dans leur quête pour comprendre l’intelligence et l’apprentissage, les humains se sont souvent concentrés sur la taille du cerveau comme facteur clé. Cependant, une étude fascinante sur les étoiles fragiles sans cervelle remet en question cette notion, révélant que ces créatures sont capables d’apprendre par l’expérience, malgré l’absence d’un cerveau centralisé.
Des étoiles fragiles énigmatiques
Les ophiures, apparentées aux étoiles de mer, sont des créatures marines fascinantes connues pour leur nature secrète. Ils passent la plupart de leur temps cachés sous des rochers ou enfouis dans le sable, leur corps étant constitué de cinq bras mobiles reliés à un anneau nerveux près de leur bouche, au lieu d’un cerveau traditionnel.
Julia Notar, l’auteur principal de l’étude menée à l’Université Duke sous la direction du professeur Sönke Johnsen, souligne le caractère unique du système nerveux de l’étoile fragile. « Il n’y a pas de centre de traitement », explique Notar. « Chacune des cordes nerveuses peut agir de manière indépendante, fonctionnant davantage comme un comité que sous la direction d’un patron central. »
Apprentissage par association
Les recherches de Notar postulent que les étoiles fragiles peuvent apprendre grâce au conditionnement classique, un processus d’apprentissage dans lequel un organisme apprend à associer différents stimuli.
Un exemple de conditionnement classique est démontré par les célèbres expériences de Pavlov avec des chiens. Lorsqu’ils sont nourris à plusieurs reprises au son d’une cloche, ils finissent par se mettre à baver rien qu’au son de la cloche, même sans nourriture.
De même, les humains en font souvent l’expérience. Lorsque vous entendez à plusieurs reprises le « ding » d’une alerte de smartphone, le son finit par prendre une signification particulière. Le simple ping ou le bourdonnement du téléphone de quelqu’un, s’il correspond au carillon de votre téléphone, peut vous inciter à atteindre votre téléphone par réflexe, en attendant le prochain SMS, e-mail ou publication Instagram.
Les chercheurs ont démontré le conditionnement classique des étoiles de mer dans quelques études antérieures. Cependant, la plupart des échinodermes, un groupe diversifié comprenant environ 7 000 espèces, dont des ophiures, des étoiles de mer sans cervelle, des oursins et des concombres de mer, n’ont toujours pas été testés dans cette zone.
Comment l’étude a été menée
Pour déterminer si les étoiles fragiles peuvent apprendre, les chercheurs ont placé 16 étoiles fragiles noires (Ophiocoma échinata) dans des réservoirs d’eau individuels et a enregistré leur comportement avec une caméra vidéo.
Ils ont entraîné la moitié des étoiles fragiles en atténuant les lumières pendant 30 minutes à chaque heure de repas. Chaque fois que les lumières s’éteignaient, les chercheurs plaçaient un morceau de crevette – l’une des préférées des ophiures – juste hors de portée dans les réservoirs.
Les chercheurs ont nourri l’autre moitié avec la même quantité de crevettes, mais dans des conditions d’éclairage, sans jamais coïncider avec les périodes d’obscurité de 30 minutes.
Regarder les étoiles fragiles apprendre
Quelles que soient les conditions d’éclairage, les animaux se cachaient pour la plupart derrière les filtres de leurs aquariums, ne sortant que pour se nourrir. Cependant, seules les étoiles fragiles ayant reçu une formation ont appris à associer l’obscurité à la nourriture.
Au début de l’expérience de 10 mois, tous les animaux restaient cachés lorsque les lumières diminuaient. Au fil du temps, les étoiles fragiles entraînées ont établi un lien entre l’obscurité et l’heure du repas. Ils ont commencé à anticiper la nourriture et sortaient de leur cachette dès que les lumières s’éteignaient, avant même que les crevettes ne soient introduites dans les bassins.
Ces étoiles fragiles avaient appris à associer la luminosité tamisée à la probabilité de manger. Ils ont répondu sans avoir besoin de sentir ou de goûter les crevettes. La simple atténuation des lumières suffisait à les inciter à sortir pour le dîner.
Même après une pause de 13 jours sans entraînement, qui impliquait d’éteindre les lumières à plusieurs reprises sans se nourrir, les ophiures se souvenaient encore de cette association.
Implications et recherches futures
Notar trouve ces résultats passionnants, car ils démontrent le conditionnement classique dans un groupe d’animaux auparavant inconnus pour de telles capacités d’apprentissage.
« Sachant que les étoiles fragiles peuvent apprendre, cela signifie qu’elles ne sont pas de simples charognards robotiques comme les petits Roombas qui nettoient le fond de l’océan », a déclaré Notar. « Ils sont potentiellement capables d’anticiper et d’éviter les prédateurs ou d’anticiper la nourriture parce qu’ils apprennent à connaître leur environnement. »
L’étude ouvre la porte à une exploration plus approfondie de la manière dont les créatures dotées d’un système nerveux non standard apprennent et se souviennent. Notar prévoit d’approfondir les mécanismes à l’origine des capacités d’apprentissage des étoiles fragiles, dans le but de répondre à la question intrigante : « Comment font-elles ?
Cette recherche remet fondamentalement en question notre compréhension de l’apprentissage et de l’intelligence dans le règne animal. Cela suggère que la taille ou la structure du cerveau n’est peut-être pas le seul déterminant de la capacité d’un organisme à apprendre et à s’adapter à son environnement, ouvrant ainsi la voie à une étude plus large et plus inclusive de l’intelligence dans la nature.
En savoir plus sur les étoiles fragiles
Comme indiqué ci-dessus, les ophiures, échinodermes fascinants et uniques, présentent des caractéristiques et des comportements remarquables dans les écosystèmes marins. Appartenant à la classe des Ophiuroidea, ces créatures sont de proches parents des étoiles de mer, mais elles se distinguent par leurs caractéristiques physiques et leurs rôles écologiques distincts.
Description physique et diversité
Les étoiles fragiles possèdent généralement un disque central et cinq bras minces et très flexibles. Contrairement aux étoiles de mer, leurs bras ne contiennent pas d’organes vitaux et sont nettement délimités du disque central. Cette structure leur permet de se déplacer rapidement dans l’eau et sur les fonds marins. Ils présentent une large gamme de couleurs et de motifs, renforçant leur attrait.
Il existe plus de 2 000 espèces connues d’étoiles fragiles, dont la taille et la forme varient considérablement. Certaines espèces ont des bras lisses, tandis que d’autres ont des bras épineux ou ornés. Leur taille peut varier de quelques centimètres à près d’un mètre d’envergure, le disque central étant généralement relativement petit.
Habitat et répartition
Les étoiles fragiles habitent divers environnements marins, des récifs coralliens peu profonds aux eaux profondes. Ils se cachent souvent sous les rochers, dans les crevasses des coraux ou dans les herbiers marins pendant la journée. Certaines espèces vivent même en relations symbiotiques avec d’autres organismes marins, comme les coraux.
Leur répartition mondiale est impressionnante, avec des espèces présentes dans tous les océans et à différentes profondeurs, certaines atteignant jusqu’à 6 000 mètres de profondeur. Cette large distribution met en évidence leur adaptabilité à différentes conditions environnementales.
Alimentation et nutrition
Les étoiles fragiles sont principalement des charognards et des détritivores, se nourrissant de matières organiques mortes et de petits organismes. Ils utilisent leurs bras flexibles pour capturer les particules de nourriture, qu’ils transportent ensuite jusqu’à leur bouche. Certaines espèces sont également connues pour être des suspensivores, utilisant leurs bras pour attraper le plancton et d’autres petites particules de la colonne d’eau.
Reproduction et cycle de vie
Les étoiles fragiles se reproduisent à la fois sexuellement et asexuellement. Lors de la reproduction sexuée, ils libèrent des œufs et des spermatozoïdes dans l’eau, où se produit la fécondation. Les larves passent ensuite par plusieurs étapes planctoniques avant de s’installer sur le fond marin et de se métamorphoser en juvéniles.
La reproduction asexuée se produit par fragmentation, où une partie d’un bras se brise et se régénère en un nouvel individu. Cette capacité contribue également à leur survie, car ils peuvent facilement régénérer les membres perdus.
Rôle et importance écologiques
Les étoiles fragiles jouent un rôle crucial dans les écosystèmes marins. En tant que charognards, ils facilitent le processus de décomposition et le cycle des nutriments. Ils servent également de proies à divers animaux marins, notamment les poissons et les crabes.
Leur présence dans divers habitats en fait de bons indicateurs de la santé environnementale. Certaines espèces sont particulièrement sensibles aux changements de qualité de l’eau, ce qui les rend utiles pour surveiller l’impact de la pollution et du changement climatique sur les écosystèmes marins.
État de conservation
Bien que de nombreuses espèces d’étoiles fragiles soient abondantes, certaines sont menacées par la destruction de leur habitat, la pollution et le changement climatique. Leur conservation est essentielle au maintien de la santé et de la diversité des écosystèmes marins.
En résumé, les étoiles fragiles ne sont pas seulement des créatures captivantes, mais aussi des éléments essentiels de la biodiversité océanique. Leurs adaptations uniques et leurs rôles écologiques en font un sujet d’étude important en biologie marine et dans les efforts de conservation.
L’étude complète a été publiée dans la revue Behavioral Ecology and Sociobiology.
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