L’écholocalisation chez les animaux terrestres versus marins

La propagation du son est 5 fois plus rapide dans l’eau que dans l’air. © GREMM

L’écholocalisation est utilisée par plusieurs animaux tels que les chauves-souris, les dauphins, les baleines à dents et certains oiseaux nocturnes. Cette technique permet aux animaux d’émettre des sons qui percutent les objets situés dans leur environnement, ce qui leur renvoie un écho. Les animaux l’utilisent pour la chasse, la communication, la détection des prédateurs et pour éviter des obstacles dans l’obscurité ou dans des eaux turbides. Nous savons que l’écholocalisation chez les espèces terrestres et aquatiques ont des fonctions semblables, mais y a-t-il aussi des différences entre elles?

Le son voyage à 344 mètres par seconde dans l’air, contrairement à 1482 mètres par seconde dans l’eau. La propagation du son est donc 5 fois plus rapide dans l’eau que dans l’air. De plus, les baleines et les chauves-souris, par exemple, ne semblent pas émettre exactement les mêmes fréquences. Les baleines entendent des sons de 10 à 60 000 Hz, des fréquences allant des infrasons aux ultrasons. Les chauves-souris, elles, entendent de plus hautes fréquences variant entre 20 et 150 000 Hz. Les géants des mers sont donc les maîtres dans l’émission de basses fréquences, alors que les chauves-souris le sont plutôt dans les hautes fréquences. De nombreux insectes peuvent détecter et réagir aux sons des chauves-souris, alors que la plupart des poissons et des calmars ne répondent pas aux signaux des baleines, mais peuvent détecter les mouvements de l’eau générés par le prédateur qui approche. Ces différences ont donc une influence sur la façon dont les baleines et les chauves-souris utilisent l’écholocalisation.

Comment font-ils?

Les baleines à dents font de l’écholocalisation à l’aide de leur melon, la bosse sur leur front. Pour ce faire, elles émettent des sons dans l’eau qui rebondissent sur les différents objets et organismes. Lorsque le son percute un objet, il revient vers l’animal en passant par des tissus conducteurs du son situés dans la mâchoire inférieure. De là, il termine son chemin dans l’oreille interne. Cette capacité leur permet donc de détecter des objets ou des proies dans des milieux dépourvus de lumière. C’est d’ailleurs ainsi que s’y prend le cachalot, puisque celui-ci chasse régulièrement à 1500 mètres de profondeur. Il produit des clics unidirectionnels grâce à une proéminence hypertrophié sur sa tête nommé organe de spermaceti. En posant des hydrophones sur le dos de cachalots, des scientifiques ont démontré que l’organe de spermaceti génère les sons les plus forts du règne animal. La force de ce son lui permettrait de repérer des calmars géants, la base de son alimentation, jusqu’à 500 mètres de profondeur. Il semblerait même qu’ils soient si puissants qu’ils parviendraient à étourdir leur proies.

Grâce à leur melon, les baleines à dents émettent des sons qui rebondissent sur les différents objets et organismes. Lorsque le son percute un objet, il revient vers l’animal, terminant son chemin dans l’oreille interne. © Malene Thyssen

Que sont les décibels et les hertz?

Les décibels (dB) et les hertz (Hz) sont des unités de mesure. La fréquence représente le nombre d’oscillations de l’air ou de l’eau par seconde et celle-ci est mesurée en hertz. Plus le nombre de hertz est élevé, plus le son est aigu. À l’inverse, si celui-ci est très faible, le son est grave. L’unité de mesure du volume du son est le décibel. Plus la pression acoustique est forte, plus le bruit qui parvient à nos oreilles est fort.

Variations de fréquence du son audible en hertz selon différentes espèces © Sciences et vie

De leur côté, les chauves-souris produisent des sons allant jusqu’à 140 dB à partir de leur larynx et les émettent ensuite par la bouche. Ces sons sont appelés des ultrasons et peuvent atteindre jusqu’à 150 000 Hz, ce qui est bien au-delà de ce que les humains peuvent entendre. Les hautes fréquences qu’elles émettent ont de courtes longueurs d’ondes et sont donc fortement réfléchies par de petites cibles telles que les insectes. En effet, les chauves-souris peuvent détecter un insecte jusqu’à 5 mètres de distance et même éviter des objets aussi fins que des cheveux humains. Pour éviter d’être étourdies par ses propres appels, elles ferment son oreille moyenne juste avant d’émettre le son, puis rétablit son audition en une fraction de seconde afin d’écouter l’écho qui lui est renvoyé.

Les ultrasons des chauves-souris peuvent atteindre 150 000 Hz. © Zdeněk Macháček

Ces autres animaux qui en sont capables!

Bien que les baleines à dents et les chauves-souris soient reconnues pour leur capacité d’écholocalisation, bien d’autres sont dotés de cette capacité particulière! Par exemple, les guacharos des cavernes sont des oiseaux actifs la nuit qui utilisent des clics nets et audibles pour naviguer dans l’obscurité. Certaines musaraignes utiliseraient quant à elles des couinements ultrasonores dans le but d’explorer leur environnement. Les tenrecs, petits insectivores vivant à Madagascar, feraient des claquements de langue pour trouver de la nourriture. Les hérissons utiliseraient peut-être des ultrasons ressemblant à des sifflements, mais il n’a pas encore été prouvé avec certitude qu’ils en ont la capacité.