Les insectes voient le monde beaucoup mieux qu’on ne le pensait auparavant

Les mouches drosophiles peuvent voir le monde en « haute résolution » d’après une étude menée par des chercheurs de l’Université de Sheffield. Une résolution et un souci du détail beaucoup plus fin qu’on ne le pensait auparavant.

Les yeux ont pour fonction de réceptionner et de guider l’énergie lumineuse (photons) vers des cellules réceptrices spécialisées (photorécepteurs) qui traduisent cette énergie photonique en énergie électrique. Transmise ensuite au cerveau par des neurones, elle sera analysée et interprétée pour donner naissance à une représentation mentale de l’environnement. Les yeux des vertébrés sont constitués d’une structure unique et permettent la traduction d’images en haute résolution. Ce sont des sortes de « caméras mégapixel » qui peuvent changer la forme de la lentille en fonction des différents besoins. Chez les insectes, les yeux sont quant à eux dits « composés », car constitués de plusieurs sous-unités. Les entomologistes ont longtemps pensé que ces yeux ne pouvaient capturer qu’une image pixelisée de faible résolution du monde environnant. Il semblerait que ce ne soit pas le cas.

Des chercheurs du Département de science biomédicale de l’Université de Sheffield, en collaboration avec des chercheurs de Pékin, Cambridge et Lisbonne révèlent en effet que les yeux composés des insectes peuvent également et étonnamment générer des images beaucoup plus fines que supposé en raison de la façon dont les cellules photoréceptrices traitent le mouvement de l’image.

Contrairement à la lentille humaine, les yeux des insectes ne peuvent se déplacer pour réceptionner la lumière. Mais les chercheurs ont ici constaté qu’ils faisaient autre chose pour compenser : en dessous des lentilles, les cellules photoréceptrices se déplacent très rapidement et échantillonnent le monde qui les entoure. Ce mouvement de torsion est tellement rapide que nous ne pouvons pas le voir à l’œil nu. C’est pourquoi il a échappé à la détection des biologistes depuis longtemps. Afin de bien l’étudier, les chercheurs ont dû penser et construire un microscope sur mesure muni d’une caméra à grande vitesse.

« En utilisant des tests électrophysiologiques, optiques et comportementaux avec modélisation mathématique, nous avons démontré que les mouches drosophiles ont une vision beaucoup plus fine que ce que les scientifiques ont cru au cours des cent dernières années », explique Mikko Juusola, Professeur de Neurosciences Systèmes à l’Université de Sheffield et auteur principal de l’étude. Les mouvements oculaires ultrarapides des insectes seraient en fait compensés par les déplacements tout aussi rapides sous les lentilles, de quoi rendre le monde avec beaucoup plus de détails.

Cette nouvelle étude publiée le 5 septembre 2017 dans la revue eLife modifie notre compréhension de la vision des insectes et pourrait être utilisée dans l’industrie pour améliorer les capteurs robotiques. Jusqu’à présent, cette vision améliorée n’a été détectée que chez les mouches drosophiles, mais les chercheurs vont bientôt passer à d’autres insectes ainsi que des vertébrés, dans l’espoir d’identifier des modèles similaires.

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