Pourquoi le poisson-archer tire-t-il toujours droit au but ?

Tous les gardiens de but le savent. Stopper un ballon dans sa course réclame des réflexes très rapides, ainsi qu'un sens de l'observation permettant d'évaluer en une fraction de seconde vitessevitesse, trajectoire et direction d'un ballon tout en effectuant la projection mentale de l'endroit précis où il sera possible de l'intercepter.

Insectivore, Toxotes jaculatrix (de son nom scientifique) pratique une méthode de chasse à la fois peu commune et spectaculaire. Il projette avec force un jet de gouttelettes d'eau par la bouche en direction d'un insecte perché sur une brindille, ou une feuille, voire en vol, et l'abat, et cela jusqu'à deux mètres de distance, une performance remarquable pour un poisson d'une quinzaine de centimètres. Pour arriver à cela, il aspire l'eau puis contracte violemment ses opercules ainsi que ses maxillairesmaxillaires hyoïde et inférieur, ce qui provoque l'expulsion de l'eau par une petite ouverture à l'avant de sa bouche. Mais ce n'est pas tout, et le reste ne cesse de stupéfier les chercheurs.

Un surdoué aquatique

En effet, il doit tenir compte de la réfractionréfraction de l'eau, sous le niveau de laquelle il se tient par définition... Un objet n'est pas perçu à la position qu'il occupe réellement, et le Toxotes doit tenir compte de ce phénomène. On pourrait penser qu'il se tient systématiquement sous sa proie, à la verticale, annulant cet effet. Mais l'observation révèle que la majorité des "tirs" s'effectuent sous un angle de 70 à 80°, aussi la précision obtenue résulte-t-elle probablement d'un apprentissage.

Mais ce n'est pas tout. Car le poisson-archer, non seulement abat (en les assommant) ses proies, posées ou en vol, mais encore il ne les attaque que si leur propre trajectoire les amènera à retomber exactement à un endroit où il pourra facilement s'en saisir. Notre arbalétrier aquatique ne chasse pas pour la concurrence !

Le joli poisson-archer cache ses redoutables dons sous une belle robe et un cerveau minuscule...
Crédit Aquarium du zoo d’Anvers (Belgique)

Cette capacité a piqué la curiosité du neurologiste Stefan Schuster et de l'étudiant en graduat de neurologieneurologie Thomas Schlegel, tous deux de l'université de Erlangen-Nürnberg (Allemagne), qui se sont intéressés sur la façon dont les cerveaux des poissons prenaient leurs décisions, et publient leurs résultats cette semaine dans Science.

Délaissant toute facilité, les deux chercheurs ont d'emblée décidé d'opérer au moyen de proies mobilesmobiles imitant un insecte en vol. Ils les ont disposées sur une petite plate-forme surplombant l'aquarium, hors de la vue de leurs hôtes, et ont utilisé un souffle d'airair comprimé pour propulser les insectes dans la direction voulue. Afin d'encore compliquer la tâche des poissons, ils ont quelquefois disposé plusieurs plate-formes, chronométrant le temps de réaction des Toxotes.

Quelles qu'aient été les difficultés, les Toxotes ont imperturbablement abattu toutes leurs cibles dans des temps parfois aussi courts que 40 millisecondes. Lorsque plusieurs plates-formes étaient utilisées, quelquefois lointaines ou situées sous l'angle de vision des poissons, leurs réactions indiquaient clairement qu'ils ne pouvaient pas deviner de quelle direction proviendrait l'insecte, les scientifiques s'efforçant de brouiller les pistes...

L'intelligence des gestes simples

Au cours de certains tests, Schuster et Schlegel ont projeté simultanément deux insectes depuis la même plate-forme, mais dans deux directions différentes afin de voir s'ils arriveraient à provoquer une certaine confusion et si les poissons n'allaient pas viser un endroit intermédiaire. Au lieu de cela, les Toxotes ont systématiquement choisi une des deux proies, typiquement celle qui retomberait le plus près d'eux, et en ont obtenu la chute avec la même rapidité que s'il n'y avait eu aucune distraction.

D'autres études ont démontré que la perception des insectes en vol déclenche un circuit de six neuronesneurones à l'intérieur du cerveaucerveau des Toxotes, habituellement destiné à accélérer leur réaction face à un prédateur. Les yeuxyeux saisissent alors l'information, qui est rapidement transmise sous forme de données sur la vitesse, la direction et l'altitude vers les neurones moteursneurones moteurs, provoquant quasi instantanément les réflexes de torsiontorsion, pivotement et fuite. Selon les chercheurs, cette fonction pourrait aussi intervenir dans le processus qui permet aux poissons de sélectionner et d'atteindre leurs proies, tout en intégrant d'autres facteurs tels la position du corps relativement à l'insecte.

« Cette étude fournit une démonstration importante aux chercheurs en neurobiologie cognitive humaine en démontrant qu'un comportement très intelligent peut résulter de systèmes très simples », conclut le neurologiste cognitif Russell Poldrack de l'université de Californie à Los Angeles.