Naviguer dans le monde qui nous entoure peut sembler une tâche complexe, mais il s’avère que nous avons tous quelque chose en commun avec un couteau-poisson électrique. Qu’il s’agisse d’un chien qui renifle ou d’un humain qui regarde dans un nouvel environnement, le comportement fondamental consistant à essayer de comprendre son environnement reste le même.
Des recherches récentes révèlent que de tels mouvements ne sont pas propres aux humains ni même aux animaux plus gros. Il s’étend sur un large spectre d’organismes, depuis l’amibe unicellulaire jusqu’aux êtres complexes comme nous.
Solution évolutive
« Les amibes n’ont même pas de système nerveux, et pourtant elles adoptent un comportement qui a beaucoup en commun avec l’équilibre postural d’un humain ou avec un poisson caché dans un tube », a déclaré Noah Cowan, co-auteur de l’étude et professeur de génie mécanique à Johns. Hopkins.
« Ces organismes sont assez éloignés les uns des autres dans l’arbre de vie, ce qui suggère que l’évolution a convergé vers la même solution à travers des mécanismes sous-jacents très différents. »
Objet de l’étude
Cette découverte fascinante est issue d’une étude axée sur le fonctionnement du système nerveux pendant le mouvement pour améliorer la perception. Les observations du poisson-couteau électrique, une créature émettant de faibles décharges électriques pour détecter son emplacement, ont été essentielles.
Dans l’obscurité, les poissons se balançaient plus fréquemment qu’à la lumière. L’obscurité a amené les poissons à augmenter leurs mouvements, imitant un « mode d’exploration » rapide pour mieux comprendre leur environnement.
Comportements de détection clés
Le concept de basculement entre un « mode exploration » en cas d’incertitude et un « mode exploitation » lorsque l’on est familier avec l’environnement ne se limite pas à ces poissons.
« Nous avons constaté que la meilleure stratégie consiste à passer brièvement en mode exploration lorsque l’incertitude est trop élevée, puis à revenir en mode exploitation lorsque l’incertitude est redescendue », a déclaré Debojyoti Biswas, premier auteur de l’étude et chercheur postdoctoral à Johns Hopkins.
Soutenue par un modèle simulant ces comportements de détection clés, l’équipe a identifié des modèles similaires chez les amibes, les papillons de nuit, les cafards, les taupes, les chauves-souris, les souris et même les humains.
« Pas une seule étude que nous avons trouvée dans la littérature n’a violé les règles que nous avons découvertes chez le poisson électrique, pas même les organismes unicellulaires comme l’amibe détectant un champ électrique », a déclaré Cowan.
Maintenir un équilibre stable
Pour illustrer davantage la nature omniprésente de ces mouvements, Cowan les a reliés au comportement humain quotidien.
« Si vous allez dans une épicerie, vous remarquerez que les gens qui font la queue alternent entre être immobiles et se déplacer en attendant », a déclaré Cowan.
« Nous pensons que c’est la même chose qui se produit : pour maintenir un équilibre stable, vous devez de temps en temps vous déplacer et exciter vos capteurs comme le poisson-couteau. Nous avons constaté que les caractéristiques statistiques de ces mouvements sont omniprésentes chez un large éventail d’animaux, y compris les humains.
Implications de l’étude
Au-delà de la simple compréhension du monde naturel, les implications de cette recherche sont vastes. Les résultats ont le potentiel de révolutionner la robotique, en particulier dans des applications telles que les drones de recherche et de sauvetage et les rovers spatiaux.
Ensuite, les experts vérifieront si leurs idées s’appliquent à d’autres êtres vivants, y compris les plantes.
En savoir plus sur le couteau à poisson électrique
Les poissons-couteaux électriques constituent un groupe diversifié comprenant plus de 200 espèces que l’on trouve principalement en Amérique centrale et en Amérique du Sud. Ces poissons sont connus pour leur capacité à générer des champs électriques, qu’ils utilisent pour la navigation, la communication et parfois pour capturer des proies.
Orgue électrique
Les poissons-couteaux électriques possèdent un organe qui produit de faibles décharges électriques. Ceci est différent des fortes décharges électriques produites par les anguilles électriques, un groupe de poissons différent.
Électrolocalisation
Ils utilisent leur champ électrique pour détecter leur environnement. Les objets autour d’eux déforment ce champ, et les poissons peuvent détecter ces distorsions pour comprendre leur environnement, un peu comme un sonar.
Communication
Différentes espèces, et même des poissons individuels, peuvent avoir des modèles de décharge électrique d’organes uniques. Cela leur permet de communiquer et de se reconnaître.
Habitat
On les trouve principalement dans les environnements d’eau douce, en particulier dans les eaux lentes ou stagnantes comme les marécages, les étangs et les berges des rivières.
Comportement nocturne
Les poissons-couteaux électriques sont généralement nocturnes et utilisent leurs champs électriques pour naviguer dans l’obscurité.
L’étude est publiée dans la revue Intelligence des machines naturelles.
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