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Tous les vertébrés possèdent le même équipement optique : à savoir l’œil à lentille, qui se compose de la cornée, de l’iris, du cristallin, du corps vitré et de la rétine. Cependant la capacité visuelle se manifeste de manière très différenciée au sein du règne animal.
Une acuité visuelle variable
Le processus de la vision commence au moment où la lumière, tombant sur des objets, est en partie absorbée et en partie reflétée par ceux-ci. Les rayons lumineux reflétés pénètrent dans l’œil ; ils sont réfractés par le cristallin et la cornée et finalement absorbés par les cellules sensorielles au niveau de la rétine.
Au repos, l’œil des mammifères est ainsi fait que les objets éloignés sont vus avec davantage de netteté. Lorsque l’objet se rapproche de l’œil, l’angle d’incidence des rayons lumineux reflétés se modifie et l’image devient floue. Pour permettre à l’œil de s’accommoder, de sorte que l’image demeure nette, les mammifères terrestres ont la capacité de modifier la forme du cristallin, commandé par un muscle, et par conséquent son pouvoir de réfraction. Cette capacité de mise au point diffère selon les espèces. Alors que les lapins n’en sont pas du tout capables, les chiens (Canidae) et les chats (Felidae) y parviennent dans une faible mesure. Quant à l’œil des ratons laveurs, il est aussi performant que celui de l’homme.
Chez les sangliers, la proportion de cônes (10 %) est particulièrement importante, ce qui est révélateur d’un mode de vie à l’origine plutôt diurne.
Photorécepteurs : les bâtonnets pour l’obscurité, les cônes pour les couleurs
Afin que les rayons lumineux reflétés par un objet puissent être convertis en image, ils doivent être captés et traduits en signaux intelligibles pour le cerveau. Ce sont les cellules que l’on appelle photoréceptrices, ainsi que les cellules nerveuses situées en aval de la rétine, qui s’en chargent.
Il existe deux types de cellules photoréceptrices : les bâtonnets et les cônes.
Les bâtonnets sont particulièrement sensibles à la lumière et se prêtent donc bien à la vision crépusculaire. Par contre, ils ne permettent pas de distinguer les couleurs, et l’image qu’ils traduisent est uniquement en noir et blanc. Les cônes qui sont équipés de pigments visuels différents permettent, eux, de percevoir les couleurs. Cependant, comme ils sont près de mille fois moins sensibles à la lumière que les bâtonnets, ils ne fonctionnent de manière optimale qu’à la lumière du jour.
En principe, la proportion de bâtonnets dans la rétine est nettement supérieure à celle des cônes. Chez les ongulés, les bâtonnets représentent même plus de 90 % des cellules sensorielles. Dans l’obscurité, leur vision est ainsi jusqu’à cent fois supérieure à celle de l’homme.
Les espèces sauvages qui sont plutôt diurnes ou crépusculaires ont davantage de cônes capables de percevoir les couleurs que les espèces essentiellement nocturnes. Chez les sangliers par exemple, la proportion de cônes (10 %) est particulièrement importante, ce qui est révélateur d’un mode de vie à l’origine plutôt diurne. Les carnivores crépusculaires ou nocturnes présentent, selon les espèces, une proportion de cônes située entre 1 et 4 %.
Une perception variable des couleurs
Le nombre de couleurs qu’un animal peut distinguer dépend des types de cônes différents dont il dispose. L’homme possède, quant à lui, trois types de cônes distincts qui sont chacun sensibles à des ondes lumineuses différentes, dans les domaines du bleu, du vert et du rouge. Ainsi, nous pouvons percevoir les couleurs du spectre lumineux, du violet au rouge.
En revanche, la plupart des ongulés, des prédateurs et des rongeurs étudiés ne possèdent que deux ty-pes de cônes : un récepteur d’ondes courtes qui couvre le domaine de l’ultraviolet au bleu et un autre qui couvre le domaine du vert au jaune. Le récepteur du rouge manque à la plupart des mammifères. C’est pour cette raison qu’ils ne peuvent percevoir ni la couleur orange – qui est justement celle que nous distinguons le mieux et que nous utilisons pour les vêtements de signalisation – ni les autres tons de rouge. Un paysage de cultures et de forêts est perçu par les animaux sauvages dans des tons bleus dominants.
Comment les animaux nocturnes peuvent-ils néanmoins distinguer les couleurs, alors que «la nuit tous les chats sont gris» ? Ils parviennent à faire la distinction entre tons clairs et foncés : dans le domaine du spectre qui va du vert clair au jaune, la sensibilité des bâtonnets – responsables de la vision crépusculaire – diminue fortement, alors que le rouge est simplement perçu comme très sombre. En revanche, les bâtonnets réagissent de manière particulièrement sensible (jusqu’à huit fois plus que chez l’homme) à l’énergie lumineuse qui se dégage des tons bleus à vert foncé. Ces couleurs – et parmi elles le loden vert des chasseurs – paraissent particulièrement claires aux ongulés dans l’obscurité.
Chez les ongulés, les bâtonnets représentent même plus de 90 % des cellules sensorielles. Dans l’obscurité, leur vision est ainsi jusqu’à cent fois supérieure à celle de l’homme.
Surtout ne pas bouger
Malgré les spécialisations mentionnées, la capacité visuelle de la plupart des mammifères reste, en termes de précision et de perception des couleurs, bien au-dessous de celle de l’homme. Par contre, leur vision crépusculaire, de même que leur capacité à détecter les mouvements, sont plus développées. Ce sont des cellules nerveuses sensibles aux déplacements, situées dans la zone périphérique de la rétine, qui sont responsables de la perception des mouvements les plus ténus, même à une certaine distance. Elles ne permettent pas aux animaux de distinguer les détails, mais par contre elles réagissent au moindre changement de position.
Amplificateur de lumière résiduelle
Une autre «invention» facilite l’orientation des animaux crépusculaires et nocturnes dans l’obscurité : le tapetum lucidum (ou «tapis clair») qui est également responsable de la brillance des yeux chez de nombreuses espèces, notamment dans la lumière des phares. Il s’agit d’une couche cellulaire réfléchissante située à l’arrière de la rétine. Celle-ci réfléchit la lumière pénétrant la rétine, la renvoie sur les cellules visuelles, renforçant ainsi le rendement lumineux des cellules réceptrices. La luminosité, lorsqu’elle est faible, se trouve ainsi amplifiée – les animaux peuvent mieux voir dans l’obscurité. Cet «amplificateur de lumière résiduelle» se retrouve chez toutes les espèces prédatrices et les ongulés, à l’exception des sangliers. Comme le tapetum lucidum ne réfléchit pas seulement le rayonnement lumineux, mais qu’il le disperse également, les animaux qui en sont dotés «paient» cette augmentation du rendement lumineux par une perception plus floue de l’image, et cela même de jour.
Vision panoramique
Outre l’acuité visuelle et la vision crépusculaire, c’est avant tout la capacité à reconnaître ses ennemis à temps ou à capturer ses proies avec précision qui détermine le succès ou l’échec d’une espèce. Ainsi, il est primordial pour les espèces proies de surveiller la portion la plus large possible de leur environnement. Les prédateurs, en revanche, doivent pouvoir évaluer les distances et disposer d’une vision stéréoscopique. Une telle perception de la profondeur n’est cependant possible que lorsque les deux yeux fixent le même objet ; la perception du relief implique en effet que les champs de vision des deux yeux se superposent. C’est la disposition des yeux sur la tête qui va déterminer si les animaux disposent d’un large champ visuel ou d’une bonne vision stéréoscopique. Des yeux disposés sur les côtés de la tête, comme c’est le cas pour la plupart des animaux proies, offrent un large champ de vision, comprenant en partie la zone située derrière l’animal. La portion de l’environnement qui peut être perçue par les deux yeux en même temps est par contre relativement restreinte. Lorsque les yeux sont placés sur le devant de la tête, c’est l’inverse qui se produit.
Lorsque l’on prend en considération tous les aspects de la vision animale, il n’est pas facile de donner une réponse tranchée à cette question, les animaux voient-ils mieux ou moins bien que nous ? Sous certains aspects, nous leur sommes sans conteste inférieurs. Ainsi, les animaux sont non seulement capables de voir la nuit, ils peuvent également percevoir les mouvements les plus ténus et ont même parfois une vision entièrement panoramique. Néanmoins, chaque espèce a développé des performances visuelles particulières, indispensables à sa survie. Et l’on est encore loin d’avoir dévoilé tous les secrets de la vision animale.
Résumé d’un texte Eva Junker (Wildtier Schweiz), photos collection William Dubouloz