Des yeux de la taille d’un ballon de basket aux appendices qui clignotent et brillent, les habitants des grands fonds ont développé des caractéristiques étranges pour les aider à survivre à leur habitat froid et sombre.
Mais avec un œil normal et un œil géant, bombé et jaune, le calmar « à queue » Histioteuthis heteropsis a peut-être le visage le plus étrange de tous.
» Vous ne pouvez pas en regarder un et ne pas vous demander ce qui se passe avec eux « , a déclaré Kate Thomas, biologiste à l’Université Duke.
En regardant des calmars à queue glisser et pirouette à travers plus de 150 vidéos sous-marines collectées par le Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI), Thomas a recueilli les premières preuves comportementales que les yeux déséquilibrés des calmars ont évolué pour repérer deux sources de lumière très différentes disponibles en haute mer.
Ces observations, combinées à des simulations visuelles, indiquent que le grand œil est spécifiquement adapté pour regarder vers le haut, à la recherche d’ombres d’autres créatures marines contre la lumière du soleil qui s’estompe rapidement, tandis que le petit œil est adapté pour regarder vers le bas, balayant une eau plus profonde et plus sombre pour des éclairs de bioluminescence.
« La mer profonde est un laboratoire naturel étonnant pour la conception des yeux, car les types d’yeux dont vous avez besoin pour voir la bioluminescence sont différents des types d’yeux dont vous avez besoin pour voir la lumière ambiante de base », a déclaré Sönke Johnsen, professeur de biologie à l’Université Duke et auteur principal de l’étude. « Dans le cas de l’Histioteuthis, ce calmar à queue, ils ont choisi un œil pour chacun. »
Les résultats sont publiés en ligne Fév. 13 dans un numéro spécial de la revue Philosophical Transactions B.
Également connu sous le nom de calmar fraise pour sa couleur rose vif et sa poignée de photophores en forme de graines, Histioteuthis vit dans une région de l’océan appelée zone mésopélagique ou « crépusculaire », à 200 à 1000 mètres sous la surface.
La faible lumière qui atteint ces profondeurs est extrêmement faible, d’un bleu monochromatique, et descend directement d’en haut. Souvent, les éclairs bioluminescents d’autres créatures marines – qui pourraient signaler un danger ou une proie potentielle – sont plus brillants que la lumière du soleil ambiante.
Depuis leur découverte il y a plus d’un siècle, les yeux dépareillés des calmars à queue ont intrigué les biologistes.
Pour mieux comprendre leur comportement, Thomas, étudiant diplômé du laboratoire de Johnsen et auteur principal de l’article, a passé au peigne fin 30 ans de vidéos collectées par les véhicules télécommandés (ROVS) de MBARI, qui ont documenté 152 observations d’Histioteuthis heteropsis et neuf observations de son cousin similaire mais plus rare, Stigmatoteuthis dofleini.
Elle a constaté que ces calmars « paresseux et lents » préféraient dériver dans la mer dans une pose qui pourrait nous sembler à l’envers – la tête en bas et la queue en haut – mais presque à la verticale, avec le grand œil constamment orienté vers le haut et le petit œil constamment orienté vers le bas.
À l’aide de simulations visuelles, Thomas a montré que, comme la lumière du soleil ne vient que d’en haut, il serait presque impossible pour un œil incliné vers le bas de repérer des silhouettes contre la lumière ambiante. De même, tout en augmentant la taille d’un œil orienté vers le haut, une petite quantité améliore considérablement sa sensibilité à la faible lumière du soleil, l’augmentation de la taille d’un œil orienté vers le bas a peu d’impact sur sa capacité à repérer les éclairs bioluminescents sur un fond sombre.
Histioteuthis heteropsis ou « calmar à la fraise » tel que photographié par Kate Thomas.
« L’œil qui regarde vers le bas ne peut vraiment rechercher que la bioluminescence », a déclaré Johnsen. « Il n’y a aucun moyen qu’il soit capable de choisir des formes contre la lumière ambiante. Et une fois qu’il recherche la bioluminescence, il n’a pas vraiment besoin d’être particulièrement gros, il peut donc se ratatiner un peu au fil des générations. Mais l’œil qui lève les yeux bénéficie en fait de devenir un peu plus grand. »
Arborer deux yeux gigantesques peut sembler être la stratégie ultime pour survivre à la mer sombre et profonde. Mais là où les ressources sont rares, le calmar à queue est peut-être tombé sur une solution ingénieuse à une énigme oculaire, a déclaré Thomas.
« Les yeux sont vraiment chers à fabriquer et à entretenir », a déclaré Thomas. « Vous voulez des yeux juste assez grands pour faire ce que vous devez faire, mais vous ne voulez pas avoir de plus grands yeux parce que vous ne faites que gaspiller des ressources. »
Cette recherche a été soutenue par la Fondation David et Lucile Packard. Thomas a également reçu le soutien d’une bourse de recherche d’études supérieures de la National Science Foundation (NSF DGF 1106401) et d’une bourse de voyage Duke pour les études supérieures.
CITATION: « Two eyes for two purposes: in situ evidence for asymmetric vision in the cockeyed calamars Histioteuthis heteropsis and Stigmatoteuthis dofleini », Kate Thomas, Bruce Robison et Sönke Johnsen. Transactions philosophiques B, Fév. 13, 2017. DOI: #10.1098/rstb.2016.0069