Les rats, eux aussi, ont des regrets

Comme chez les humains, une région du cerveau des rats, le cortex orbitofrontal, est active lors de l’expression du regret face à une occasion manquée. © AlexK100, Wikimedia Commons, cc by sa 3.0

À l'instar du rire chez les singes, le regret, pour la première fois observé chez le rat, ne serait plus un sentiment propre à l'Homme. Pour arriver à cette conclusion, Adam Steiner, un étudiant de troisième cycle en neurosciences à l'université du Minnesota, aux États-Unis, assisté du professeur David Redish, a testé des rats dans un circuit baptisé Restaurant Row.

Dans le dispositif expérimental, chaque rat peut choisir entre quatre plateformes offrant chacune une friandise à base de banane, de chocolat, de cerise ou, pour faire office de témoin, une substance insipide. Pour les consommer, le rongeur est contraint à une attente plus ou moins longue de 1 à 45 secondes qui lui est mentionnée par un signal sonore.

La difficulté de l'expérience reposait sur la distinction entre la déception, où la récompense obtenue est insatisfaisante, et le regret, où la non-réalisation de l'acte optimal est insatisfaisante. La solution : laisser le choix alimentaire au rat et cibler ses changements de décision. Ici, sur le circuit des chercheurs baptisé Restaurant Row, le rat en bas à droite court pour aller manger au restaurant à cerises (running to eat at the cherry restaurant). © Université du Minnesota

Sachant que son temps total de restauration est crédité de 60 minutes par jour, le gourmand doit gérer au mieux ses choix journaliers : patienter longtemps pour une récompense alléchante ou bien passer son chemin pour une autre possiblement moins appréciée. Lorsque cela arrive, le rat peut revenir sur ses pas et finalement accepter de « faire la queue » au premier restaurant. Il peut aussi ne pas prendre son temps, mais se précipiter pour manger son butin de second choix avant de poursuivre son chemin. Des preuves comportementales de regret, selon les scientifiques.

Les regrets des rats pour mieux cerner ceux des humains

Pour également vérifier l'hypothèse au niveau neurologique, les chercheurs ont analysé le cortex orbitofrontal et le striatum de leurs participants, deux parties du cerveau connues chez l'Homme comme chez le rat pour être impliquées dans la mesure d'enjeu et la prise de décision. Ces zones se sont révélées actives après reniflement de certaines odeurs par les rats et de leur entrée dans certains restaurants.

Dans des conditions de regret, les cellules neuronales réagissaient de façon significative après que les rats aient volontairement ignoré certaines portesd'entrée. L'activité du cortex orbitofrontal de ceux qui se retournaient vers le premier choix traduisait une mauvaise décision, rapportent aussi les neuroscientifiques.

Leurs résultats, publiés dans la revue Nature Neuroscience, montrent que « chez les rats qui ont reconnu avoir fait une erreur, les indicateurs dans le cortex orbitofrontal représentaient l'occasion manquée », analyse le professeur Redish. De façon similaire au cerveau humain, « le cortex orbitofrontal du rat correspond à ce qu'il aurait dû faire et non à la récompense manquée. Cela a un sens parce qu'on ne regrette pas la chose que l'on ne possède pas, on regrette la chose que l'on n'a pas faite ».

Selon leurs auteurs, ces découvertes serviront de travaux préliminaires en vue de mieux comprendre pourquoi les Hommes agissent comme ils le font et comment le regret affecte leurs décisions.

Le point commun entre les sauterelles et les baleines ? Leur mode de communication

À l'instar des cétacés, les sauterelles communiquent en émettant des ultrasons. Et les insectes choisissent préférentiellement certaines altitudes, comme "canaux" favorisant la transmission de leurs signaux.

Une espèce de sauterelle émettant des ultrasons haute fréquence. Fernando Montealegre-Z

Un poisson-chat vraiment bizarre

La face du poisson Kryptoglanis shajii présentée ici semble tout droit sortie du film Alien, avec ses quatre rangées de dents pointues. © Lundberg et al., 2014. Proceedings of the Academy of Natural Sciences of Philadelphia

C’est en 2011 que l’espèce Kryptoglanis shajii a été décrite pour la première fois. Ce poisson-chat souterrain qui vit en eau douce ne voit que rarement la lumière du jour ; il apparaît parfois dans des puits ou des rizières de la région de Kerala en Inde. Dans un article paru dans Proceedings of the Academy of Natural Sciences of Philiadelphia, des chercheurs décrivent les détails de la structure osseuse de ce poisson plein de surprises !

En effet, observé de près, il soulève bien des questions. D’après John Lundberg, spécialiste des poissons-chats et principal auteur de l’article, « plus nous regardions le squelette, plus il devenait étrange ». Ses caractéristiques sont si inhabituelles que les chercheurs ont eu du mal à le classer dans la famille des poissons-chats.

Comme les silures, les poissons-chats appartiennent à la grande famille des siluriformes. De l’extérieur, K. shajii semble un poisson-chat normal. Il n’a pas de nageoire dorsale et la nageoire anale est allongée. Mais lorsque les chercheurs se penchent sur sa structure interne, cela se complique…

Les photographies de deux spécimens de K. shajii : le petit poisson mesurant moins de 10 cm n’a pas de nageoire dorsale mais une longue nageoire anale. © Lundberg et al., 2014. Proceedings of the Academy of Natural Sciences

Le squelette du poisson-chat révèle des surprises

Pour décrire la structure osseuse de K. shajii, les chercheurs l’ont examiné par radiographie numérique et par tomographie à rayons X à haute résolution. Ces analyses ont fourni des images détaillées en trois dimensions. Les trois spécimens utilisés dans cette étude ont été récupérés en mars 2006 au village de Nellayi, qui se trouve dans l’État du Kerala, dans la région des Ghats occidentaux (Inde).

Tout d’abord, certains éléments osseux étaient absents chez le poisson, ce qui est assez courant chez des poissons souterrains comme K. shajii. Mais certains os étaient modifiés, au point que Lundberg les décrit comme « complètement uniques parmi les poissons-chats et tous les poissons autant que je sache ».

C’était particulièrement vrai pour les os de la tête : la mâchoire inférieure fait saillie ; l’avant du squelette du poisson rappelle le museau d’un bouledogue... Mais contrairement au chien, le poisson-chat possède quatre rangées de dents coniques et bien aiguisées. La raison pour laquelle ce poisson-chat est si différent reste un mystère pour les scientifiques.

Baleines et dauphins n’ont plus goût à rien... sauf au sel

Les dauphins, comme les baleines, les orques, les marsouins ou les bélougas, ont perdu au cours de l’évolution leur aptitude au goût. Sauf à ce qui est salé ! © Jessleecuizon, Flickr, cc by 2.0

On les savait surprenants. Alors que leurs ancêtres vivaient sur la terreferme, les cétacés règnent désormais sur les mers et océans du monde. Mais au-delà de leur grande intelligence et de leur aptitude naturelle à l’apnée, ces mammifères aquatiques se distinguent de la grande majorité des vertébrés par un nouveau critère : un sens du goût très peu prononcé.

Déjà en 2012, une étude menée chez le grand dauphin mettait en évidence l’absence de fonctionnalité des gènes impliqués dans les récepteurs gustatifs au sucré et à l’umami (terme japonais pour « savoureux »). Depuis, Huabin Zhao, de l’université de Wuhan (Chine), épaulé par quatre collègues, a voulu voir si cette particularité était répandue chez les cétacés, ou s’il s’agissait d’un cas isolé. Ces recherches, publiées dans Genome Biology and Evolution, révèlent qu’au moins 15 espèces de ces mammifères marins sont concernées. Et probablement plus encore.

Les mutations qui ne donnent plus de goût

Les séquences génétiques des récepteurs protéiques gustatifs de ces animaux ont donc été passées au crible. C’est alors que chez les espèces testées, les scientifiques ont remarqué des mutations partagées qui rendaient ces récepteurs non fonctionnels. Les auteurs parlent alors de pseudogènes, des reliquats d’anciens gènes, autrefois effectifs, mais aujourd’hui non utilisés par l’organisme. Ces mammifères se révèlent donc incapables de percevoir le sucré, l’amer, l’acide, et l’umami. Seuls les récepteurs au salé ont semble-t-il été préservés.

Les baleines, comme ce rorqual bleu, avalent de grandes quantités d’eau contenant du krill, de petits animaux dont elles se nourrissent. Ne disposant pas de dents mais seulement de fanons filtrants, ces cétacés ne peuvent pas mâcher et faire ressortir la saveur des aliments : le goût ne leur est pas indispensable. © Michael Dawes, Fotopedia, cc by nc 2.0

Rappelons que l’infraordre des cétacés se divise en deux sous-groupes : les mysticètes, comprenant les cétacés à fanons comme les baleines ou les rorquals, et les odontocètes, qui comptent les cétacés pourvus de dents, comme les dauphins, les orques, les narvals ou les cachalots. La séparation entre ces deux ensembles est datée d’environ 36 millions d’années. Or, l’étude ayant été menée chez neuf odontocètes et six mysticètes, les auteurs pensent que les mutations étaient déjà présentes chez l’ancêtre commun à tous ces animaux, et remontent au moins à cette époque. En revanche, elles sont postérieures à 53 millions d’années, à l’époque où cette lignée s’est séparée de celle de ses cousins.

De l’inutilité de la saveur chez les cétacés

Des conclusions surprenantes, de l’aveu même des auteurs. « La perte de sensibilité au goût amer est une surprise complète », explique Huabin Zhao dans les colonnes de Science Now, « parce que les toxines naturelles ont typiquement un goût amer ». D’autant plus étonnant pour des animaux descendants d’herbivores terrestres, capables de distinguer toutes les saveurs proposées par les plantes, des fruits sucrés et acides aux feuilles aux saveurs quelques fois désagréables et parfois empoisonnées.

Les zoologistes en viennent à se poser des questions. Le goût aurait-il perdu toute son utilité chez les cétacés ? Possible, car la saveur vient en mâchant, activité que ne prennent plus le temps de faire baleines et dauphins en général, qui gobent leurs proies d’une traite (ce n’est pas systématiquement vrai pour les odontocètes). Alors pourquoi garder malgré tout une sensibilité au sel ? Les auteurs pensent que ces récepteurs pourraient intervenir dans la régulation des niveaux en sodium, élément très présent dans le milieu marin, et au maintien de la pression sanguine.

Cette incapacité pourrait néanmoins se révéler néfaste. Ces dernières années par exemple, des orques ont été repérées en train de nager dans des nappes de pétrole, peut-être parce qu’elles n’ont pas distingué le mauvais goût du liquide noirâtre. D’autre part, les processus d’eutrophisation, dus à la libération massive d’engrais qui terminent dans les eaux de ruissellement, facilitant la prolifération d’algues toxiques qui finissent par s’accumuler dans les estomacs des poissons dont se nourrissent les dauphins, peuvent intoxiquer des groupes entiers de ces animaux. L’absence de goût n’était probablement pas un problème pour la survie des cétacés… jusqu’à ce que l’Homme y mette son grain de sel !

L'extrême en vidéo : un poisson géant attaque un calmar espion !

Ce superbe mérou patate s'apprête à attaquer un calmar très particulier, véritable espion des mers. © Capture d'écran, JohnDownerProd, YouTube

En général, ils s’attaquent aux crabes, aux raies ou bien aux langoustes. Mais cette fois, deux mérous patates ont choisi de chasser un calmar. Jusque-là, rien de bien étonnant. Après tout, ce céphalopode est fait d'une chair plutôt tendre. Cependant, à leur grande surprise, ces géants des récifs tropicaux se sont attaqués à un calmar impropre à la consommation.

Doté de mini caméras HD dans les yeux, l’animal n’était qu’un robot sous-marin espionnant la vie marine pour le plaisir de l’œil humain. Cette attaque lui sera fatale. Le calmar filme ses derniers instants, capturant ainsi une chasse excellemment rodée du mérou patate.

Ce superbe mérou patate déguste un robot aux faux airs de calmar. © JohnDownerProd, YouTube

Décryptage de la vidéo : des créatures espionnent l’océan

Le mérou patate est un géant, il atteint facilement les 2,5 m de long, et pèse plus de 100 kg. Si c’est un chasseur offensif, il est plutôt connu pour son caractère tranquille voire amical. Classé sur la liste rouge de l’UICN, il est régulièrement retrouvé dans les filets de pêche ou s’emmêle dans les lignes de pêche laissées à l’abandon. On le sait friand de crabes mais, d’après cette vidéo, il semble que le calmar ne lui déplaise pas non plus. Il est difficile de savoir si le poisson a réellement associé le robot aux calmars qu’il a pu rencontrer dans sa vie mais en tout cas, à deux, ils l’ont chassé selon leur méthode d’attaque usuelle.

Il faut dire que le calmar robot a tout de son modèle vivant. Les tentacules et les nageoires triangulaires sont articulés, imitant la nage particulière de ce mollusque. Le calmar n'utilise ses petites nageoires que pour des déplacements lents. Pour aller vite, il se propulse par réaction. L’eau pénètre dans le manteau de l’animal et en est brusquement chassée par le siphon. Pour imiter ce déplacement saccadé, le robot a été équipé d’un moteur à aircomprimé qui le fait avancer par à-coups. Son mouvement aura peut-être trompé les deux mérous patates. Quoi qu'il en soit, le calmar, nommé SpySquid, a filmé ses derniers instants, à l’aide de deux caméras HD dissimulées dans les yeux.

Ce rassemblement de dauphins a pu être filmé grâce à l'un des neuf robots marins construits par l'équipe du Britanique John Downer. © Capture d'écran, JohnDownerProd, YouTube

Spy Squid est l’une des neuf créatures marines conçues par l’équipe du réalisateur britannique John Downer. L’objectif était d’infiltrer l’intimité de groupes de dauphins dans divers endroits du monde. Des robots de tortue, de nautile, de dauphin, de thon, de bénitier, de bébé dauphin, de raie et de poisson-ballon ont ainsi été créés et mis à l’eau pour s’immiscer dans le monde des dauphins. Les imitations d’animaux marins n’avaient par pour objectif de tromper les cétacés, trop malins pour se laisser berner, mais plutôt d’éveiller leur curiosité. Ils laisseraient alors peut-être ces engins les observer. Durant plus d’un an, ces créatures robotisées ont sillonné les océans et capturé quelque 900 heures de superbes images du monde aquatique et des scènes de vie de dauphins encore jamais décrites.

L’après-vidéo : de l’éducation au jeu, le dauphin surprend

Si le Spy Squid est le seul des neuf robots à avoir été attaqué, il a néanmoins rapporté de superbes images de groupes de dauphins. John Downer raconte qu’au Mozambique, un groupe de grands dauphins mâles s’est amusé à surfer dans les vagues avec le calmar robot. Tous ces espions, réunis, ont en outre suivi l’histoire d’un grand dauphin nouveau-né. C’est la première fois que des images montrent de façon continue comment grandit un jeune au sein d’un groupe de cétacés. On découvre par exemple sa première rencontre avec des raies, sa façon d’observer ses congénères chasser les carangues ou encore son apprentissage de l’utilisation du sonar.

Ces dauphins sont drogués ! Ils profitent de l'effet narcotique des secrétions produites par le poisson-ballon. © JohnDownerProd, YouTube

Plus surprenant encore, le thon robotisé, Spy Thuna, a été témoin d’un comportement inattendu chez les grands dauphins. Ils jouent avec les poissons-ballons pour se droguer. Ce petit poisson sécrète une neurotoxine qui, mortelle à haute dose, aurait un effet narcotique quand elle est ingérée en petite quantité. Les cétacés mâchent le poisson-ballon tour à tour et se mettent à agir de façon particulière. Ils traînent leur bec en surface et paraissent fascinés de leur propre reflet !

Au Costa Rica, ce même thon a été témoin de la réunion de deux grands groupes de dauphins à bec long. Se déplaçant à plus de 20 km/h, ce robot a pu les suivre et donc filmer ce moment où des centaines de cétacés se regroupent, chassant les poissons-lanternes, occupés à esquiver les raies gigantesques. Ces 900 heures de films ont nécessité la mobilisation de plongeurs, qui ont passé plus de 3.000 heures à plonger avec les robots pour les diriger et assurer leur maintenance. Ce monumental travail en pleine nature a fait l’objet d’un documentaire en deux volets, financé par la BBC. Diffusé en ce début d’année au Royaume-Uni, Dolphins – Spy in the Pod fait déjà beaucoup parler de lui, alors à quand sa diffusion en France ?