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La grenouille des Seychelles ne mesure qu'environ 15 mm. Elle ne possède ni tympan, ni oreille moyenne, mais n'est pourtant pas sourde. © Renaud Boistel, CNRS
Quand on a un squelette internesquelette interne et que l'on n'est pas un poisson, on a un tympantympan et une oreille moyenneoreille moyenne avec un système auditif sophistiqué. Quand on a des poils, on ajoute en général une oreille externeoreille externe, pavillon plus ou moins mobilemobile bien commode pour amplifier les sons et repérer d'où ils viennent. Les bêtes à plumes ou à écailles et celles simplement vêtues d'une peau humide, comme les grenouilles, font plus simple avec un tympan est positionné sur le crânecrâne.
Avec ou sans pavillon, cette membrane fine et sensible est très utile car 99,9 % des sons qui touchent un animal sont réfléchis par sa peau. S'il n'y a pas de tympan pour diffuser les 0,1 % restants vers l'oreille interneoreille interne, l'animal a peu de chance d'entendre quoi que ce soit. Du moins, c'est ce que l'on pensait jusqu'à ce que des chercheurs découvrent que la grenouille des Seychelles (Sechellophryne gardineri), qui n'a ni tympan ni oreille moyenne, est capable d'entendre les chants de ses congénères. Nombre de scientifiques se sont gratté la tête pour résoudre l'énigme de ce paradoxe. Comment un sourd peut-il entendre ? Le développement de la technologie d'imagerie aux rayons Xrayons X à très haute définition a permis de trouver la solution : le son parvient à l'oreille interne par la bouche.
La peau réfléchit 99,9 % des ondes sonores. Chez la grenouille des Seychelles, le restant est transmis à l'oreille interne par la vibration des tissus entre lui et la bouche. © Renaud Boistel, CNRS
Une bouche comme amplificateur du son
Pour s'assurer que les grenouilles des Seychelles, qui comptent parmi les plus petites du monde, entendaient, une équipe de recherche du CNRS a installé des haut-parleurs dans leur environnement naturel. Après tout, si elles coassent, ce n'est pas nécessairement pour communiquer entre elles. Des chants préenregistrés de grenouilles femelles ont donc été diffusés, et les mâles présents n'ont pas manqué de répondre aux appels. Ils les avaient donc bien entendus.
La grenouille des Seychelles a vécu isolée dans les forêts tropicales des îles depuis qu'elles se sont détachées du continent, voilà 45 à 65 millions d'années. Comment s'est-elle adaptée et comment parvient-elle à percevoir les sons ne sont pas des questions récentes. Plusieurs théories ont déjà été proposées. Ces amphibiens pourraient disposer d'un parcours extratympanique à travers les poumonspoumons, ou de muscles reliant la ceinture pectorale à la région de l'oreille interne, ou encore d'une conduction osseuse. Finalement, c'est à l'ESRF de Grenoble que la question a trouvé réponse. Les résultats de l'étude sont discutés dans la revue Pnas.
L'équipe du CNRS a réalisé une simulation numérique révélant la structure interne de la tête d'une grenouille des Seychelles. © Renaud Boistel, CNRS
La bouche devient résonateur
Au synchrotron, l'imagerie aux rayons X est si fine que les scientifiques ont pu radiographier les tissus mous et les parties osseuses d'une grenouille qui mesure 15 mm. Pareille résolutionrésolution a permis d'identifier quelles étaient les parties du corps impliquées dans la propagation du son. Et contre toute attente, le mécanisme n'implique ni les poumons, ni les pectoraux, mais la bouche de la grenouille.
La bouche agit comme un résonateur pour les fréquences émises par cette espèce. Les radiographiesradiographies réalisées sur différents individus ont montré que la transmission du son à partir de la cavité buccale vers l'oreille interne est possible grâce à une double adaptation. L'épaisseur et le nombre de couches de tissus entre la bouche et l'oreille interne sont réduits. La minuscule grenouille des Seychelles entend bel avec sa bouche, qui joue le rôle d'oreille moyenne.
par Delphine Bossy, Futura
le 3 septembre 2013
