Un poisson « à quatre yeux » nage à la surface avec des yeux apparaissant à la fois dans et hors de l’eau.
De nouvelles recherches expliquent comment le poisson voit simultanément dans ces deux environnements très différents.
Les résultats, publiés dans les dernières Royal Society Biology Letters, permettent d’expliquer comment les systèmes visuels des animaux, y compris ceux des humains, évoluent en réponse à différents environnements lumineux.
Dans le cas du « poisson à quatre yeux », ou Anableps, et de ses espèces sœurs A. microlepis et A. dowei, les poissons ont deux grands yeux.
« Le nom de quatre yeux provient du fait qu’il divise chaque pupille en deux, une au-dessus de l’eau et une en dessous », a déclaré l’auteur principal Gregory Owens à Discovery News.
Pour l’étude, Owens, un biologiste de l’Université de Victoria, et ses collègues ont analysé les yeux du poisson, en se concentrant sur les protéines sensibles à la lumière appelées opsines visuelles. Chacune est plus sensible à une longueur d’onde particulière de la lumière. Les humains, par exemple, possèdent trois opsines visuelles sensibles à la lumière bleue, verte et rouge. Elles absorbent la lumière à des longueurs d’onde légèrement différentes, ce qui nous permet de voir ces trois couleurs et d’autres.
Les scientifiques ont déterminé que la partie supérieure des yeux d’Anableps, l’ensemble qui dépasse de l’eau, possède des opsines sensibles au vert. La moitié inférieure des yeux, en fait dans l’eau, est sensible au jaune. L’œil entier possède des gènes sensibles aux ultraviolets, aux violets et aux bleus.
« Cela nous indique qu’Anableps est plus sensible à la lumière jaune de l’eau et à la lumière verte de l’air », a déclaré Owens. « Nous supposons que cela fonctionne pour faire correspondre leur sensibilité avec la lumière disponible. L’eau dans laquelle vit Anableps est généralement boueuse (forêts de mangroves du nord de l’Amérique du Sud) et dans cette eau boueuse, la lumière jaune transmet le mieux. »
Ce système visuel unique permet au poisson d’éviter un phénomène problématique « la fenêtre de Snell », qui se produit lorsque vous êtes sous l’eau tout en regardant hors de l’eau. En raison de la réfraction de la lumière à la surface de l’eau, à partir d’un certain angle, vous ne voyez plus hors de l’eau, mais plutôt un reflet sur la surface de l’eau. Ainsi, votre champ de vision est limité à environ 96 degrés. »
Pour compenser ce problème, certains autres habitants marins, comme le poisson-archer, doivent calculer mentalement la réfraction pour trouver la véritable position des objets qu’ils rencontrent. L’Anableps « à quatre yeux » voit au contraire un angle plus large.
Le système de vision et le mode de vie sur et sous l’eau qui lui est associé ont cependant un prix. Comme on peut l’imaginer, il n’est pas difficile pour les prédateurs de manquer un poisson aux yeux de bogue qui frôle la surface. Mais Anableps est toujours à l’affût, avec de larges zones de son cerveau consacrées à la vision.
Les chercheurs soupçonnent que l’Anableps avait autrefois simplement des yeux adaptés à l’environnement aérien. Au fil du temps, ils pensent que le poisson a perdu la sensibilité verte dans les moitiés inférieures de l’œil, gagnant une sensibilité jaune à cet endroit pour une meilleure vision aquatique, en particulier dans les eaux jaunes boueuses.
Karen Carleton, professeur adjoint au département de biologie de l’Université du Maryland, a déclaré à Discovery News que « ce que le Dr Owens et ses collègues voient est tout à fait raisonnable. » Elle a ajouté qu' »il semble probable que l’Anableps ait « réglé » ses yeux « pour ses deux tâches visuelles ».
Shelby Temple, du groupe d’écologie visuelle de l’Université de Bristol, soutient également les nouveaux résultats, en disant qu’ils ont « ajouté encore un autre exemple d’un vertébré qui a le potentiel d’avoir une sensibilité spectrale différente dans différentes parties de son champ de vision. »
Il a déclaré que plusieurs poissons, amphibiens, pigeons, autres oiseaux et certains primates, y compris les humains, possèdent tous ce qu’on appelle la « variabilité intrarétinienne », ce qui signifie que des variations de sensibilité spectrale existent à travers la rétine, qui est une membrane délicate et sensible à la lumière qui tapisse l’intérieur du globe oculaire.
Temple a conclu : « Maintenant, nous devons juste essayer de comprendre pourquoi tant d’animaux peuvent être sensibles à différentes longueurs d’onde de la lumière dans différentes directions. »