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La réaction d'évasion pour échapper aux menaces perçues est un comportement fondamental observé dans tout le règne animal, et des études en laboratoire ont identifié des circuits neuronaux spécialisés contrôlant ce comportement. Comprendre comment ces circuits neuronaux fonctionnent dans des environnements naturels complexes a toutefois été un défi.
Une nouvelle étude menée par des chercheurs de l'UC Santa Cruz et de la NOAA Fisheries a relevé ce défi en utilisant un plan expérimental astucieux pour enregistrer et badyser les réponses d'évacuation des poissons de récif corallien. Les résultats, publiés le 12 novembre dans Actes de l'Académie nationale des sciences, révèlent comment une séquence de règles de décision bien définies génère un comportement d’évasion dans une vaste gamme d’espèces de poissons de récifs coralliens.
"Nous avons adopté une approche utilisée dans des études de laboratoire dans un environnement naturel complexe et avons constaté que les mêmes mécanismes comportementaux semblaient s'appliquer. Un ensemble de règles simples est combiné de différentes manières pour générer une riche suite de comportements permettant d'atteindre cet objectif fondamental: évitez d’être tués ", a déclaré le premier auteur Andrew Hein, chercheur adjoint à l’Institut des sciences de la mer de l’Université de Santa Cruz et écologiste de la recherche au laboratoire de la pêche NOAA à Santa Cruz.
Les poissons de récifs coralliens de l'étude se nourrissent d'algues dans les platiers peu profonds des récifs, où ils sont vulnérables aux prédateurs tels que les murènes et les requins des récifs. Pour simuler une menace, les chercheurs ont utilisé un stimulus visuel largement utilisé, appelé «stimulus imminent», un point noir qui grossit lentement, puis rapidement, créant l'illusion d'un objet s'approchant rapidement. Un ordinateur tablette étanche installé sur un récif corallien de Mo'orea, en Polynésie française, a joué le stimulus imminent, tandis que des caméras vidéo ont enregistré les réactions des poissons qui ont nagé dans la zone située devant la tablette.
Les chercheurs ont ensuite utilisé la technologie de vision informatique pour badyser la vidéo. Le suivi automatisé et une méthode connue sous le nom de "lancer de rayons", développée à l'origine par les concepteurs de jeux vidéo, leur ont permis de reconstituer ce que chaque poisson voyait lorsqu'il décidait de fuir ou non la menace. Ils ont découvert que les poissons initiaient des manœuvres d’évasion en réponse à la taille perçue et au taux d’expansion du stimulus de menace en utilisant une règle de décision qui correspond à la dynamique des circuits neuronaux sensibles au métier à tisser connus.
"Ce même circuit comportemental que les neuroscientifiques ont identifié dans des études de laboratoire semble fonctionner dans un environnement naturel plus complexe", a déclaré Hein. "Mais nous avons également trouvé quelque chose de nouveau: la sensibilité au stimulus imminent est ajustée de haut en bas en fonction de l'emplacement des autres poissons. Si un individu est le plus proche du stimulus, il est beaucoup plus susceptible de fuir que s'il y a un autre pêcher entre elle et la menace ".
Un troisième facteur dans la réaction d’évasion a été la localisation d’un lieu sûr pour s’abriter, offert par un corail montagneux le long de la zone expérimentale. La réaction initiale au stimulus est de se détourner rapidement de la menace, mais presque immédiatement, le poisson s'est alors tourné vers l'abri et a nagé directement vers celui-ci.
"Lorsque vous regardez leurs chemins, ils ressemblent à des spaghettis – ils sont tous différents – mais l'badyse montre qu'ils sont tous générés par le même ensemble de règles comportementales", a déclaré Hein.
Source de l'histoire:
Matériel fourni par Université de Californie – Santa Cruz. Original écrit par Tim Stephens. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.
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