Un chercheur explique comment les systèmes sensoriels des baleines ont évolué grâce à la technologie d’imagerie

Si vous avez déjà eu une infection de l’oreille qui vous a rendu étourdi ou déséquilibré, l’infection affectait probablement votre complexe vestibulaire, une partie du système complexe de tissus durs et mous qui composent l’oreille interne. La connaissance de cette structure a été rendue possible grâce à la tomodensitométrie, une technologie d’imagerie qui continue de façonner notre compréhension de l’évolution à travers les espèces.

Dans une revue d’un siècle de recherche sur les systèmes sensoriels des baleines, Rachel Racicot, professeure adjointe de recherche en sciences biologiques, décrit les avancées dans le domaine et les questions clés qui demeurent. L’article, « Evolution of Whale Sensory ecology: Frontiers in nondestructive anatomical investigations » a été publié le 21 septembre dans le journal Le dossier anatomique.

« L’anatomie et la morphologie sont des domaines de recherche où nous faisons d’énormes découvertes, en particulier lorsque nous pouvons inclure des fossiles pour aider à éclairer notre compréhension de l’évolution, de la fonction et de la convergence dont nous ne serions pas conscients autrement », a déclaré Racicot, également membre du corps professoral. de l’Initiative d’études sur l’évolution. « L’évolution des systèmes sensoriels chez les baleines (et d’autres groupes) peut être étudiée à l’aide de la tomodensitométrie non destructive et d’autres techniques. »

Lorsque les animaux meurent et deviennent des fossiles, les tissus mous, y compris ceux de l’oreille, se décomposent et les zones osseuses sont dispersées avec des poches vides où ces tissus mous étaient autrefois logés. En recréant numériquement ces zones, les chercheurs peuvent déterminer les fréquences que les animaux pourraient entendre. L’une des questions posées par cette technique est de savoir si l’écholocation a évolué indépendamment dans différents groupes de baleines.

Selon l’examen de Racicot, on pense que les premières baleines entièrement marines utilisaient des communications à basse fréquence, qui pouvaient parcourir de longues distances. Plus tard, un groupe de baleines a développé une communication à plus haute fréquence et développé une écholocation. En 2019, elle a découvert que l’écholocation peut avoir évolué deux fois et dans des groupes de baleines distincts.

Les baleines ne sont pas les seuls animaux dont les oreilles sont examinées avec des techniques d’imagerie ; les chercheurs étudient également les dinosaures, les oiseaux et d’autres mammifères. « Une autre étude intéressante a révélé que l’enroulement cochléaire a évolué indépendamment au moins deux fois : une fois chez les monotrèmes (ornithorynque) et une autre fois chez les thérians (mammifères vivants) – quelque chose que nous n’aurions pas pu détecter sans inclure des fossiles dans l’analyse , » elle a expliqué.

L’examen de Racicot reconnaît également les questions ouvertes sur l’évolution du système sensoriel des baleines, qui sont essentielles à notre compréhension des tendances évolutives globales des mammifères océaniques qui se sont avérées difficiles d’accès et d’étude.

Ce travail éclaire et oriente déjà les recherches de Racicot et de ses stagiaires. Plusieurs étudiants de premier cycle de son laboratoire examinent un échantillon volumineux de données d’oreilles internes de ziphiid (baleine à bec) pour comprendre leur sensibilité auditive. « Nous ne pouvons pas mesurer directement leurs portées auditives facilement car ce sont des animaux de plongée sous-marine, mais il y a beaucoup d’intérêt car ils ont tendance à s’échouer lorsque le sonar naval est utilisé », a déclaré Racicot.

« Beaucoup des grandes questions auxquelles nous avons répondu en utilisant l’imagerie non destructive comme les tomodensitogrammes dans l’étude de l’évolution sensorielle des baleines ont conduit à plus de questions, ce qui signifie qu’il y a tellement plus de découvertes à faire ! »