SVT monde

Les animaux voient-ils comme nous ?

La vision chez les animaux

samedi 12 mai 2007 par Erwan Le Fol

On a longtemps pensé que les animaux voyaient en noir et blanc. Aujourd’hui, on sait que c’est faux. Non seulement la vision colorée est très répandue parmi eux mais en plus, selon les espèces, leur vue peut être bien plus performante que la nôtre. L’acuité visuelle n’est en effet pas la même selon les espèces. Elle varie en fonction du milieu dans lequel elles vivent, de la rapidité avec laquelle elles se déplacent, des proies qu’elles doivent chasser et des prédateurs auxquels elles doivent échapper. Pour comprendre les différences qui existent d’une espèce à l’autre, prenons l’oeil humain comme point de référence. Sa spécificité : être un excellent généraliste qui s’adapte à pratiquement toutes les situations terrestres (sous l’eau, notre cristallin ne peut se déformer assez pour accommoder et notre vision devient floue). Sensible à la netteté, à la résolution, aux contrastes et aux mouvements, il convient à une vision proche, éloignée et nocturne. Cette polyvalence est d’ailleurs une qualité qui lui est propre. Le revers de la médaille, c’est qu’il n’affiche pas de performance dans un domaine particulier, comme c’est le cas chez les animaux.

La vision nocturne

Pour l’homme, « la nuit, tous les chats sont gris » et les formes incertaines. La raison : seuls les bâtonnets, les cellules sensibles à la lumière présentes dans la rétine, fonctionnent. Ces derniers ont besoin de très peu de lumière pour réagir, et assurent donc la vision nocturne, à l’inverse des cônes, les cellules qui détectent les couleurs et les détails. Contrairement à l’homme, le chien, lui, a une excellente vision nocturne. D’une part parce que sa rétine compte beaucoup plus de bâtonnets que celle de l’être humain, de l’autre, sa pupille étant capable de beaucoup se dilater, il voit même lorsque la lumière est de très faible intensité. Enfin, il possède une membrane réfléchissante derrière la rétine, le tapetum lucidum, qui lui permet de capter la moindre parcelle de lumière. C’est ce processus qui fait briller les yeux du chien (et d’autres animaux) lorsqu’ils sont éclairés de nuit par une source lumineuse. Plus le mode de vie de l’animal est nocturne, plus grande est la prépondérance des bâtonnets sur les cônes. Chez les animaux strictement nocturnes, comme les chouettes ou les hiboux, la pupille est ronde et large, très dilatée, ce qui permet à l’oeil de capter le plus de lumière possible la nuit. Elle est par ailleurs en fente, ce qui lui permet de mieux se fermer qu’une pupille ronde.

Résultats controversés

Comment en est-on arrivés à ces conclusions ? D’une part, en analysant les modifications du comportement des animaux, de l’autre, grâce à des analyses spectrophotométriques des rayonnements absorbés par leur rétine. Mais, faute d’avoir leur confirmation, les résultats obtenus sont souvent controversés. Les différentes théories se rejoignent au moins sur un point : l’oeil des mammifères est dans l’ensemble très proche de celui de l’être humain. La musaraigne et l’écureuil seraient, comme lui, parfaitement trichromates, c’est-à-dire sensibles au bleu, au vert et au rouge. La souris et le rat auraient une très bonne vision nocturne, mais une mauvaise perception des couleurs. Le lapin aurait de la peine à distinguer certaines couleurs, mais ferait bien la différence entre le bleu et le vert. Le cheval distinguerait mieux certaines couleurs (jaune et vert) que d’autres (bleu et rouge), mais aussi certaines nuances (claires ou non). Il semble enfin que les bovins ne voient pas le rouge. Ainsi, les taureaux ne seraient pas attirés par la couleur de la cape, mais par le mouvement de cette dernière sous leurs yeux.

Chiens, chats, etc...

Les chiens n’auraient pas la possibilité de voir les jaunes, les rouges et les oranges, ainsi que les bleus. Leur palette de couleurs tournerait donc autour des verts. Ils sont par ailleurs un peu presbytes : leur vision est floue à 25 cm, au point qu’ils ont de la peine à voir un objet immobile sous leur nez et leur acuité visuelle est six fois plus faible que celle d’un être humain moyen. Mais ils ont d’autres atouts : un chien de berger peut percevoir un mouvement de son maître à 1,5 km. Ils ont aussi une meilleure vision périphérique que la nôtre grâce, entre autres, à la position latérale de leurs yeux.

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La pupille du chat
pénombre et nuit (à gauche) et lumière forte à droite.

Le chat, lui, serait dichromate : l’étude de sa rétine a montré qu’elle contenait deux formes de cônes, les uns sensibles au bleu, les autres au vert. Il ne peut donc pas distinguer le rouge. Son oeil est adapté à sa fonction de chasseur nocturne : les bâtonnets sont en grande quantité. Il ne peut pas voir dans une obscurité totale, mais la lueur des étoiles lui suffit pour partir à la chasse et revenir avec une proie. Pour protéger cet oeil très sensible, la pupille se réduit à une mince fente en pleine lumière. En résumé, l’oeil du chat est bien adapté à la vision de nuit, mais il n’est pas très performant de jour, accommode mal et ne donne pas une image très précise des objets.

A l’opposé du chat, l’oeil de l’aigle est adapté à la détection de proies de jour et à grande distance. Sa rétine doit pouvoir fournir une image très précise d’un objet éloigné. Son globe oculaire est relativement gros, et sa rétine comporte plus de cônes que de bâtonnets. L’aigle a donc une excellente vision de jour, il accommode rapidement et facilement. Mais, dès que la luminosité diminue, sa perception visuelle baisse rapidement : il ne peut donc chasser qu’entre le lever et le coucher du soleil.

Autre exemple : le lièvre. Pour lui, la vision rapprochée a peu d’utilité, en revanche, comme il est une proie potentielle pour des prédateurs terriens ou aériens, il lui est très utile d’avoir une vision globale. Son champ est de vision de 360°. Même si sa vision est floue, elle lui permet de détecter les mouvements d’où qu’ils viennent et de prendre ses pattes à son cou si le besoin s’en fait sentir.

Deux ou trois choses que l’on sait sur eux

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La vision des couleurs
Les mêmes fleurs vues par nous et par une abeille. Les abeilles ne captent pas le rayonnement du rouge, mais captent le rayonnement ultraviolet qui nous échappe.

Les insectes possèdent en fait deux types de capteurs : des ocelles (appelés aussi yeux simples) qu sont sensibles à l’intensité lumineuse et des yeux à facettes (ou yeux composés) qui regroupent un grand nombre de capteurs sensibles à la lumière (8000 chez l’abeille). Ils vont permettre aux centres nerveux de l’insecte de construire une image à partir des informations tramsmises par chaque facette. Un œil à facettes d’abeille transmet 200 images par seconde, alors que l’oeil humain transmet au cerveau environ 24 images seconde. La sensibilité des yeux à facettes varie selon les espèces. Chez les vertébrés, les poissons verraient toutes les couleurs, du rouge au violet, y compris l’ultraviolet, mais n’auraient pas une bonne vision nocturne, à l’exception du sandre. Certains prédateurs, comme la truite, ont un champ de vision de 180°. Chez les reptiles, on sait que la tortue différencie le bleu, le vert et l’orange et que le lézard distingue le jaune, le rouge, le vert et le bleu. Enfin, les oiseaux ont une perception des coloris très développée, et semblent d’ailleurs régler leur comportement sur la couleur plus que sur la forme ou le mouvement.

Le spectre de la lumière

La lumière émise par le soleil constitue un spectre allant de l’infrarouge à l’ultraviolet. L’œil humain ne permet de voir qu’une partie de la lumière comprise entre le rouge et le violet.

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Les spectres de lumière
Comparaison du spectre de lumière des chiens avec celui de l’Homme.

Ainsi, il ne perçoit pas l’ultraviolet, filtré par la cornée et la rétine. Mais certains animaux oui, comme les langoustes, les poissons rouges et les truites, les abeilles, les tortues, les hirondelles et les pigeons. A l’autre extrémité du spectre de la lumière, les rayons infrarouges sont imperceptibles pour l’homme, mais la chaleur émise par leurs proies peut être captée par certains serpents.

Les quatre éléments de l’acuité visuelle

La perception des couleurs : Chez l’homme, elle est rendue possible grâce à la présence, dans notre rétine, de 3 sortes de cônes, sensibles au vert, au bleu et au rouge. Dans certains cas, un, ou plusieurs, de ces trois types de cônes est déficient. La forme la plus courante, le daltonisme, entraîne des confusions entre le vert et le rouge. Dans les formes plus aiguës, la vision des couleurs n’existe pas et l’on voit donc tout en nuances de gris, du noir au blanc. Certains animaux sont dotés de plus de cônes : certains oiseaux en possèdent 4, quelques papillons 5 et la mante de mer, une raie immense, 30.

La perception du mouvement : Elle dépend de la richesse de la rétine en photorécepteurs (les récepteurs de lumière) et la persistance dans le temps de la vision. La plupart des animaux ont une grande sensibilité aux mouvements puisqu’elle leur est vitale, soit pour se protéger d’un prédateur, soit pour chasser une proie. Ainsi, ceux qui se nourrissent de proies vivantes attrapent la nourriture qui bouge, mais pourraient mourir de faim à côté d’un animal mort.

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Comparaison du champ visuel du chien avec celui de l’Homme
La position des yeux du chien lui permet d’avoir une vision latérale plus grande. Ils perçoit donc plus de choses que nous. Sont champ de vision binoculaire est, en revanche, plus réduit

Le champ visuel : C’est la portion d’espace que l’on peut voir en gardant les yeux immobiles. Il varie peu chez les vertébrés : sa valeur moyenne est de 170°. Le champ visuel est de 200° chez l’homme, de 180° chez le faucon, de 287° chez le chat et de 360° chez le lapin.

La perception de l’espace : Elle est possible grâce au champ visuel, aux mouvements des globes oculaires et à ceux de la tête. Mais certains animaux perçoivent l’espace autrement que par la vue : ils sont équipés d’un sonar qui leur permet de « voir » les sons, comme les chauve-souris.

Bibliographie :

- La vision des couleurs chez les primates : Pour la Science n°288 Sébastien Bohler

- D’après les dossiers thématiques de Visilab

- Schémas et photo : Erwan Le Fol


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