Planète

Les oiseaux migrateurs verraient le nord et le sud !

ActualitéClassé sous :zoologie , ion superoxyde , cryptochrome

L'ion superoxyde, une molécule très toxique, et le cryptochrome, un photorécepteur, pourraient constituer la clé du sens de l'orientation des oiseaux migrateurs, dont les yeux, grâce à eux, formeraient une image du champ magnétique. Le secret résiderait dans des réactions chimiques ultra-rapides mettant en jeu des phénomènes quantiques.

Un compas magnétique biochimique avec mise à profit de quelques mécanismes quantiques à l'œuvre à l'échelle atomique : une invention de l'évolution pour que les oiseaux ne perdent pas le nord ? © Creative Commons / Mila Zinkova

Que nombre d'animaux migrateurs perçoivent le champ magnétique est aujourd'hui devenu une évidence. Les pigeons semblent équipés d'une boussole dans le bec et chez la fauvette, la vision et le sens de la migration sont physiologiquement liés. Mais comment le champ magnétique terrestre, faible, peut-il influer sur un mécanisme biochimique ? On sait en effet que les réactions chimiques y sont très peu sensibles.

En 2000, Klaus Schulten, de l'Université de l'Illinois, avait suggéré que le cryptochrome, un photorécepteur présent dans les yeux de nombreux animaux (et chez des végétaux), devait jouer un rôle dans la perception magnétique. Il publie aujourd'hui une explication possible. D'après lui, c'est l'absence de préjugés d'un jeune chercheur, Ilia Solov'yov, qui serait à l'origine de cette découverte. En stage post-doctoral au Frankfurt Institute for Advanced Studies, et co-auteur de l'article publié dans la revue Biophysical Journal, Solov'yov a étudié l'action sur le cryptochrome de l'ion superoxyde, une molécule de dioxygène possédant un électron supplémentaire, O2- donc. Les chimistes appellent radical ce genre d'atome ou de molécule et ajoutent un gros point en exposant pour signaler l'électron surnuméraire. Avec son pouvoir oxydant démultiplié par rapport à celui - déjà élevé - de l'oxygène, ce superoxyde est extrêmement toxique et sa présence à l'intérieur d'une cellule conduit à son vieillissement prématuré et à sa mort. Ce qu'apparemment ignorait Solov'yov...

Quand le champ magnétique influe sur les réactions chimiques

Il avait déjà été suggéré que la perception magnétique puisse reposer sur une réaction entre deux radicaux. Ce genre de réaction peut en effet être influencée par un champ magnétique externe, par l'intermédiaire de l'effet Zeeman (qui traduit les changements de niveaux d'énergie des électrons et qui valut à son auteur le prix Nobel 1902, avec Lorenz) et l'interaction hyperfine (entre le noyau et les électrons d'un même atome).

C'est pourquoi Solov'yov a pensé à l'ion superoxyde. La vitesse de la réaction est alors si rapide qu'elle peut être influencée par le spin des électrons, susceptibles de s'orienter par rapport à un champ magnétique ambiant.
D'abord sceptique, à cause de la faiblesse du champ magnétique terrestre et de l'extrême toxicité de ce radical, Schulten a choisi de considérer sérieusement cette hypothèse. D'ailleurs, explique-t-il, l'usine chimique à l'œuvre dans la cellule dispose justement de mécanismes de défense pour éviter les effets destructeurs du superoxyde. C'est donc qu'il est produit au sein de la cellule. En 2004, des chercheurs ont même trouvé un rôle à cette dangereuse molécule, en l'occurrence celui d'un signal transmis entre certaines cellules.

Les résultats publiés indiquent que cette réaction entre cryptochrome et superoxyde pourrait effectivement générer une perception du géomagnétisme. Les yeux des oiseaux pourraient donc bien produire une sorte d'image du champ magnétique, bien commode pour un navigateur...

Cela vous intéressera aussi