LE MONDE | 01.10.04 | 15h38 ? MIS A JOUR LE 01.10.04 | 16h29
Les migrateurs semblent avoir un compas magnétique dans la rétine. Ils le recalibrent chaque jour au crépuscule. Chaque année , la nature renouvelle ce miracle : faire parcourir à certains oiseaux des milliers de kilomètres, à la recherche de cieux plus cléments. L'énigme demeure : comment parviennent-ils à s'orienter dans leur course intercontinentale ? On sait qu'ils peuvent utiliser la position du soleil et des étoiles pour s'orienter - des expériences élégantes conduites dans des planétariums l'ont montré. Ils utilisent aussi des repères visuels terrestres - chaînes de montagnes, fleuves, etc. L'apprentissage de ces indices n'est cependant pas seul en cause, puisqu'on a pu montrer, en croisant des fauvettes à tête noire, grégaires et migratrices, que leur descendance présentait des caractères intermédiaires, la génétique étant donc impliquée dans ce comportement. On les suspecte enfin - comme d'autres migrateurs, poissons, tortues par exemple - d'être sensibles au champ magnétique terrestre. L'hypothèse a été émise pour la première fois en 1859 par l'Allemand von Middendorff. Dans les années 1960, Wolfgang Wiltschko, de l'Institut de zoologie de Francfort, a prouvé que le rouge-gorge était désorienté lorsqu'on le plaçait dans un champ magnétique différent de celui de la Terre. Dix-sept autres espèces de migrateurs ont depuis répondu de la même façon à ce test. La composante magnétique ne fait plus de doute. En avril, un article de la revue Scienceen a apporté une nouvelle confirmation, chez des grives à joues grises américaines, migratrices nocturnes. Placées dans un champ magnétique orienté artificiellement vers l'est au crépuscule, elles prenaient leur envol vers l'ouest, au lieu de foncer vers le nord, comme elles le font naturellement. Henrik Mouritsen, de l'université d'Oldenburg (Allemagne), et ses collègues américains, avaient équipé ces oiseaux cobayes de radiotransmetteurs, ce qui leur a permis de les localiser au cours des jours suivants. Certains ont volé la première nuit dans la mauvaise direction. D'autres ont préféré se poser dans les bois des environs. Mais tous ont repris la direction du nord la nuit d'après. Comme si les grives combinaient les indices fournis par la position du soleil au crépuscule et les stimuli magnétiques, pour recalibrer chaque soir leur compas magnétique. "Cela pourrait expliquer comment les oiseaux réussissent à franchir l'équateur magnétique", écrit Henrik Mouritsen. Mais aussi comment ils se débrouillent avec la déclinaison, qui résulte du décalage entre nord magnétique et nord géographique. Spectaculaires, ces résultats n'indiquent cependant pas comment fonctionne, physiologiquement, ledit compas. Plusieurs hypothèses sont en compétition. On a traqué des aimants minuscules, faits de cristaux de magnétite, chez les migrateurs. On en a retrouvé dans le bec des pigeons. Mais, le champ magnétique terrestre étant fort ténu, les chercheurs jugent peu probable qu'il soit capable de réorienter ces fragments de magnétite, et comprennent encore moins quelle voie nerveuse pourrait guider leur vol. Les chercheurs ont donc creusé la piste du lien étroit entre vision et orientation magnétique. "Quand on place des rouges-gorges dans une ambiance lumineuse jaune ou orange, ils perdent leur capacité à s'orienter", indique le pionnier Wolfgang Wiltschko, qui, en 2002, a aussi montré que, si l'on couvrait l'?il droit du rouge-gorge, celui-ci perdait son orientation magnétique. La salamandre semble, elle aussi, perturbée par certaines longueurs d'onde (Le Monde du 18 octobre 1996). Aussi les recherches portent-elles désormais sur des molécules à la fois photosensibles et capables de réagir à des champs magnétiques très faibles. Des mécanismes pointus, qui mettent en jeu des effets de type quantique associant des transferts d'électrons sous l'impact de photons de lumière... "Les conférences sur ce sujet ont désormais lieu dans les départements de physique", indique M. Wiltschko, biophysiologiste de formation, qui se réjouit de n'être plus isolé sur cette thématique. Son équipe, fort active, a récemment employé des champs magnétiques oscillants et montré, comme elle l'a expliqué le 13 mai dans la revue Nature, qu'un changement d'orientation de ce champ modifiait la position d'envol des rouges-gorges. Le type de signal magnétique employé suggérait qu'un mécanisme dit "de pair-radical", proposé dès les années 1970 par Klaus Schulten (université de l'Illinois, Etats-Unis), pouvait être à l'?uvre. Un bon candidat étant le cryptochrome, une molécule photosensible que l'on retrouve également chez les plantes. Tout aussi en pointe, l'équipe d'Henrik Mouritsen apporte sa pierre à cet édifice théorique. Dans la revue PNAS du 21 septembre, elle explique avoir mesuré des concentrations élevées de cryptochrome (CRY) dans la rétine de la fauvette des jardins. Concentrations qui ne se retrouvaient pas chez le diamant masqué, sédentaire. Les molécules de CRY étaient localisées dans des cellules nerveuses activées la nuit, période de migration de la fauvette. Ces ganglions aboutissent en outre exclusivement dans une zone du cerveau connue pour contenir des neurones magnétosensibles. CQFD ? "Il faut encore répondre à beaucoup de questions avant d'être sûr que les cryptochromes sont le principal capteur des oiseaux migrateurs", reconnaissent les chercheurs. Il leur faudra par exemple encore montrer comment l'orientation des CRY est fixée dans les cellules, "de sorte que des signaux induits par la lumière soient modulés différemment par le champ magnétique en fonction de leur position dans la rétine". "Ce sont effectivement des preuves par coïncidence", commente M. Wiltschko, qui juge cependant ces nouveaux résultats "très intéressants". D'autant qu'une de ses étudiantes vient de localiser deux types de cryptochromes dans la rétine des rouges-gorges, décidément très sollicités. Leurs geôliers commencent a avoir une idée assez précise de la façon dont les migrateurs peuvent "voir" le champ magnétique. "Ce doit être un peu comme des figures symétriques, imagine M. Wiltschko. Comme des anneaux, qui leur montrent le nord." Hervé Morin Les cryptochromes, entre aimant et lumière L'orientation magnétique des oiseaux pourrait être commandée par les cryptochromes, des molécules découvertes en 1993 dans la plante de laboratoire Arabidopsis thaliana par Margaret Ahmad et Anthony Cashmore (université de Pennsylvanie, Etats-Unis). "Il s'agit de protéines photosensibles, notamment à la lumière bleue, qui interviennent dans de nombreux processus fonctionnels au cours de la vie de la plante", explique Mme Ahmad, en poste actuellement à Paris-VI. Elles semblent impliquées dans les processus liés aux cycles saisonniers et circadiens (alternance du jour et de la nuit). Elles sont étudiées chez la souris et la mouche du vinaigre, où elles jouent un rôle similaire. "On en trouve dans presque tous les tissus humains, notamment nerveux, et dans la rétine", précise Mme Ahmad. Sous l'effet de la lumière, ces molécules ont des propriétés qui les rendent sensibles à de faibles champs magnétiques. "Mais elles ne servent probablement pas de compas magnétique chez l'homme !", précise la chercheuse.