ÉCHOLOCATION

L 'écholocation est un mode de repérage et de visualisation utilisé par certains animaux (dont les chauves-souris et les dauphins) lors de leurs déplacements pour localiser leurs proies et les obstacles dans leur environnement. Pour cela, les animaux émettent des ondes sonores, perceptibles ou non par l'oreille humaine. Celles-ci sont renvoyées lorsqu'elles se heurtent à un obstacle ou une proie puis sont enregistrées et visualisées par le cerveau de l'animal, lui fournissant ainsi une image en trois dimensions de son environnement. Le principe de l'écholocation est fondé sur l'effet Doppler (du nom du mathématicien autrichien qui présenta cette théorie en 1842 pour les ondes sonores). Tout un chacun peut en faire l'expérience lorsqu'un véhicule en déplacement fait fonctionner une sirène. La perception du son émis est différente selon l'endroit où l'on se trouve par rapport à cette sirène. Si on est dans le véhicule émetteur, on perçoit alors le son « original ». Si on regarde passer le véhicule, le son est plus aigu lorsque le véhicule se rapproche puis devient plus grave lorsqu'il s'éloigne. C'est cette propriété de décalage de fréquence de l'onde sonore d'un émetteur en déplacement qui est utilisée par les animaux pratiquant l'écholocation. Les applications de cet effet Doppler sont nombreuses : astronomie (mouvements des astres, mesure de température des planètes), radars routiers et autres, écho-doppler en cardiologie, radiogoniométrie, sonars…

Le signalement par un groupe de chercheurs qu'un petit herbivore de l'Éocène inférieur (55 millions d'années), Hyopsoduslepidus, pratiquait l'écholocation peut paraître une hypothèse risquée [M. J. Orliac, C. Argot et C. E. Gilissen, « Digital Cranial Endocast of Hyopsodus (Mammalia, „Condylarthra“) : a case of Paleogene terrestrial echolocation ? », in PLoS ONE, vol. 7, n^o 2, 2012]. Cependant, les arguments qu'avancent les chercheurs, leur rappel que –  outre les chauves-souris et certains cétacés – des espèces actuelles réputées primitives pratiquent aussi l'écholocation (la musaraigne, le tenrec et le tatou nain) méritent d'être pris en compte et d'envisager que ce mode de navigation que l'on croyait réservé aux princes des airs et des océans a pu être adopté par de nombreux autres mammifères.

Chez les espèces actuelles pratiquant l'écholocation, on a pu identifier les aires du cerveau qui interprètent ces signaux sonores et en établir une cartographie précise. Les tissus mous, méninges, nerfs, veines et artères, laissent une impression sur la paroi de la boîte crânienne et c'est ce moulage interne du crâne (l'endocrâne) que les paléontologues étudient lorsqu'ils ont la chance de trouver un crâne fossilisé. Ainsi est née et s'est développée la paléoneurologie, qui vise à reconnaître et à interpréter les moulages endocrâniens des mammifères fossiles. Cette discipline a pris un nouvel essor depuis la fin des années 1990 grâce au développement de nouvelles technologies comme la tomographie 3D et les scanners haute résolution à bas prix qui permettent d'obtenir des images sans détruire les fossiles. Des reconstitutions en volume et des comparaisons très précises sont maintenant devenues monnaie courante. Le cerveau d'Hyopsoduslepidus, espèce d'herbivore primitif d'Amérique du Nord de la taille d'une belette, a été étudié avec ces technologies. Cet animal vivait au sol, était très agile et vif, et creusait des terriers comme le laisse penser le squelette de ses membres. Les reconstitutions et les comparaisons d'endocrânes d'ongulés archaïques contemporains d'Hyopsoduslepidus ont permis de constater que ce dernier présente le quotient d'encéphalisation le[...]