La communication chez les poissons électrique

Par André FLORION

  • RHAMPHICHTHYS ROSTRATUS
  • EIGENMANNIA VIRESCENS ou LINEATA
  • STERNARCHUS (= APTERONOTUS) ALBIFRONS
  • GNATHONEMUS PETERSI
  • GYMNARCHUS NILOTICUS
  • ELECTROPHORUS ELECTRICUS

RHAMPHICHTHYS ROSTRATUS (Rhamphichthyidés)
Poisson-couteau à rostre

ELECTRIQUE PULSATOIRE

Ce poisson aux formes extraordinairement élancées vit dans les eaux douces d'Amérique du Sud (Colombie, Vénézuéla, Surinam, Brésil). Crépusculaire et nocturne, il se nourrit de petites proies vivantes (vers, crustacés) qu'il aspire en fouillant le sol de son museau allongé. Taille : jusqu'à 1,50 m. Il est consommé par les indigènes.

Poisson faiblement électrique (quelques volts). Ses décharges n'ont pas de rôle offensif, mais une fonction de détection et de communication.

24 heures sur 24, à raison de 70 par seconde le jour et jusqu'à 110 la nuit, RHAMPHICHTHYS émet des impulsions très brèves (1/1.000 de seconde) séparées par des intervalles d'une douzaine de millisecondes. (Voir leur trace sur l'écran de l'oscilloscope). Ce type d'émission est dit pulsatoire. Improprement comparé à un radar, il sert à la détection sans visibilité des obstacles, des proies ou des ennemis ainsi qu'à la communication entre congénères. Comme chez de nombreux pulsatoi­ res, une série de brèves augmentations de la fréquence, séparées de courts silences, exprime la menace. Un individu dominé signale sa soumission par une longue interruption (silence électrique d'environ 2 secondes). La communication électrique permet de faire l'économie d'une agression réelle.

Pour échapper au brouillage accidentel (mais parfois intentionnel) de leur émission de sondage par des émissions étrangères, les poissons électriques pulsa­toires évitent soigneusement la coïncidence de leurs impulsions avec celles des voisins en déphasant les leurs par une brusque accélération

De jour RHAMPHICHTHYS, indifférent à la station verticale, se repose à plat sur le sol ou dans une cavité naturelle.


EIGENMANNIA VIRESCENS ou LINEATA (Sternopygidés)
Poisson-couteau vert d'Eigenmann

ELECTRIQUE ONDULATOIRE

Cet élégant poisson translucide vit dans les fleuves de l'Amérique du Sud orientale (du rio Magdalena en Colombie, au rio de la Plata en Uruguay, en passant par l'Amazonie). EIGENMANNIA peut atteindre 35 cm de long. Elle a été reproduite en aquarium par Frank Kirschbaum. La transparence de l'animal permet d'observer la maturation des glandes sexuelles et d'étudier les facteurs (pluies, niveau d'eau, température, dureté, Ph, insolation) qui la déclenchent.

Poisson de fond, elle se nourrit de larves d'insectes. Elle se déplace avec grâce et efficacité par une simple ondulation réversible de la nageoire anale. Elle peut également s'ancrer dynamiquement en pleine eau en imposant à cette nageoire deux ondulations opposées et symétriques.

De comportement timide, elle vit en groupes d'une quarantaine d'individus. Aussi son émission électrique, outre sa fonction détectrice, sert-elle à maintenir la cohésion du banc et joue un rôle hautement social.

Les organes électrogènes, situés dans la partie postérieure du corps et dans la queue (véritable "antenne" tactile et émettrice) délivrent dans l'eau un courant de quelques volts et de forme ondulatoire, c'est-à-dire qu'il n'y a pas d'intervalle de silence électrique entre deux impulsions. Le signal a une fréquence de 400 à 600 Hz et ne contient que très peu d'harmoniques. Le principe du sondage électrique du milieu et de l'électroperception est le même chez Eigenmannia que chez les autres ondulatoires (voir "Gymnarchus")

Chaque EIGENMANNIA reste à l'écoute de la fréquence moyenne du banc pour garder le contact avec lui, mais en même temps ses électrorécepteurs sont rigou­reusement accordés à sa fréquence personnelle de sondage afin de ne pas être troublés par l'émission des voisins immédiats, sous réserve que celle-ci soit différente d'au moins 10 Hz de la sienne. Dans le cas contraire, par un réflexe instantané, EIGENMANNIA accroît ou diminue sa propre fréquence pour se mettre à l'abri du brouillage.

Sur l'écran se trace la résultante des ondes émises par les 30 individus du banc. Toutes avoisinent 450 Hz mais chacune préserve de 10 Hz sa singularité.


STERNARCHUS (= APTERONOTUS) ALBIFRONS (Sternarchidés ou Aptéronotidés)
Sternarche à front blanc

ELECTRIQUE ONDULATOIRE

Largement répandu en Amérique du Sud (de la Guyane jusqu'au Rio de la Plata) ce poisson, connu dès le XVIllème siècle, n'est devenu populaire en aquariophilie que tout récemment, protégé qu'il était jusqu'ici par le silence sacré des Indiens qui, sous le nom d'"Esprit Noir" y voient la réincarnation de leurs ancêtres.

STERNARCHUS est un prédateur solitaire, à forte mâchoire, ombrageux et agressif, qui chasse de nuit en pleine eau en détectant ses proies à l'aide d'un signalondulatoire de 1.000 Hz. Cette fréquence extraordinairement élevée pour un oscil­ lateur biologique (certains Sternarchidés atteignent même 2.000 Hz !) est l'apanage des organes électrogènes neurogéniques (c'est-à-dire évolutivement dérivés de fibres nerveuses et non pas musculaires, comme c'est le cas la plupart du temps).

A la différence d'EIGENMANNIA son signal comporte un large spectre d'harmoniques (harm. 2,3,4). Toute fréquence étrangère interférant avec l'un ou l'autre de ceux-ci engendre un battement basse fréquence auquel STERNARCHUS est particulièrement sensible. Il attaque alors l'intrus, congénère ou étranger ! Cette hypersensibilité électronique tient à un équipement très riche en organes ampullaires (sensibles aux champs électriques continus ou lentement variables, que pro­duisent naturellement tous les êtres vivants susceptibles d'être consommés) et en récepteurs tubéreux spécialisés dans la détection des fréquences élevées propres aux poissons électriques, conspécifiques ou non.

Malgré leur susceptibilité électrique on peut faire coexister dans un même bac deux STERNARCHUS, grâce à une séparation visuellement et électriquement transparente (perforations) qui interdit les morsures. Après un certain nombre de menaces constituées par un "gazouillis" électrique (phases transitoires de 20 à 50 millisecondes durant lesquelles le signal passe de 1.000 Hz à 1.100 ou 1.200 Hz) les deux protagonistes signent une paix provisoire en s'établissant sur des fréquences assez différentes pour éviter le "jam" (brouillage).

Chez les ondulatoires la fréquence du signal, la forme de l'onde (harmoniques) et les modulations transitoires (jusqu'à 10 %) dont elle est susceptible permettent de distinguer l'espèce à laquelle appartiennent l'interlocuteur", son sexe, son âge (intensité du signal) et ses intentions : cour, menace etc...)


GNATHONEMUS PETERSI (Mormyridés)
le "Poisson éléphant"

ELECTRIQUE PULSATOIRE A MODULATION DE FREQUENCE

Le nom de GNATHONEMUS (en grec : fil au menton) fait allusion à la "trompe" de l'animal, laquelle est en réalité un barbillon mentonnier à fonction principalement olfactive et tactile. Ce poisson habite les rivières d'Afrique Occidentale, du Niger au Zaïre. La famille à laquelle il appartient compte 200 espèces, toutes faiblement électriques, toutes pulsatoires, chacune parfaitement identifiable par la forme de l'impulsion.

D'une sociabilité intraspécifique moyenne (très chahuteur) il fait par ses facéties la joie des aquariophiles quand ils savent l'élever. Sans en faire un critère d' "intelligence" on observera que chez GNATHONEMUS le rapport : poids du cerveau/poids du corps est semblable à ce qu'il est chez l'homme !

GNATHONEMUS PETERSI est un des poissons électriques les plus évolués. Ses organes émetteurs, situés dans le pédoncule caudal, sont capables non seulement de sonder le milieu à l'aide de leurs impulsions, mais d'en moduler dans des propor­tions étonnantes la fréquence, l'intensité et les intervalles en fonction de ses besoins en information ou en communication (de quelques Hz au repos - ou même du silence électrique de soumission ou de camouflage - jusqu'à plus de 100 Hz en nage très rapide, en combat, ou ... pour menacer). Son système nerveux, gigantesque pour sa taille, est doté de dispositifs internes anti-brouillage qui lui permettent d'"écouter" simultanément d'éventuels messages extérieurs et de s'entendre lui-même sans interférence fâcheuse entre communication et sondage. Il est en effet en relation électrique avec son milieu sur deux canaux de sensibilité : un canal de détection à longue distance qui lui permet de repérer à plusieurs mètres les amis ou les ennemis et de "lire" leurs messages spécifiques, et un canal d'électro­localisation rapprochée servant à la navigation sans visibilité. Ces performances sont réalisées grâce à plusieurs sortes de récepteurs très spécialisés et à des "portes" nerveuses bloquant ou débloquant les informations pour qu'elles ne se chevauchent pas.

Si l'électrogénèse et l'électroperceptions paraissent liées au besoin d'information et de communication imposé par la vie de relation, il n'est pas impossible que d'autres besoins (affectifs ? nutritifs ?) trouvent leur expression dans une autre forme de communication : la communication acoustique, dont GNATHONEMUS PETERSI est également capable.


GYMNARCHUS NILOTICU (Gymnarchidés)
Le Gymnarque du Nil

ELECTRIQUE ONDULATOIRE

GYMNARCHUS est un prédateur d'eau douce. Il ne se rencontre qu'en Afrique tropicale (Nil supérieur, Tchad, Niger, Gambie, Sénégal). Il atteint 1,5 m dans son milieu naturel ; mais en captivité les poissons adaptent leur taille à celle de l'aquarium .

Appartenant à l'ordre des Mormyriformes ce poisson constitue l'espèce et le genre uniques de la famille des Gymnarchidés. Il habite les eaux marécageuses et sombres, les zones d'inondation. En période de reproduction les parents construisent un nid flottant de plantes aquatiques dans lequel ils gardent jalousement leurs petits. Gymnarchus est un chasseur de nuit à la dentition puissante. Par légères ondulations de la dorsale il s'approche sans bruit ni remous de ses proies préala­blement détectées et les happe par surprise. Il est en effet admirablement adapté à la navigation sans visibilité grâce à un système électrique de perception qui lui permet l'orientation dans l'espace, la localisation des obstacles, la détection des proies et la communication à distance.

Le Gymnarque porte huit organes électriques tubulaires, insérés par paires dans la moitié postérieure du corps, entre les muscles de la queue. Dotés chacun d'environ 140 cellules électrogènes en série, ces organes, commandés par un centre rythmeur bulbaire d'une extrême régularité, délivrent 300 fois par seconde un courant électrique de forme ondulatoire dont le circuit se referme à travers l'eau ambiante, conductrice. La tension fournie (quelques volts) ne permet pas l'attaque ou la défense. Mais ce courant périodique entoure le poisson d'un champ électrique gé­nérateur d'information. En effet, tout corps, inerte ou vivant, offrant une impédance électrique différente de celle de l'eau, introduit dans ce champ une distorsion et trahit ainsi sa présence à l'animal en modifiant localement l'intensité du courant qu'il émet et reçoit. C'est la très grande stabilité en fréquence de ce système de sondage électrique cadencé qu'on a exploitée à l'Aquarium Tropical de Nancy pour piloter une horloge électronique (le "Biochronomètre") où GYMNAR­CHUS joue le rôle du quartz. !

Pour capter l'information, 100.000 électrorécepteurs parsèment la peau du poisson et en font une véritable rétine sur laquelle se projette l'image électrique du monde environnant. La sensibilité de GYMNARCHUS est stupéfiante il apprécie des différences de champs électriques de l'ordre du millionième de volts/cm ! Trois types au moins de récepteurs collaborent à l'électroperception. Les uns sont sensibles aux très faibles champs électriques continus ou lentement variables émis par tous les êtres vivants, même dépurvus d'organes électrogènes ; les autres, synchronisés avec les organes électriques émetteurs du poisson, mesurent à leur réception l'intensité des décharges autostimulatrices et servent à la détection et à la localisation rapprochées ; d'autres enfin, d'une extrême finesse de discrimination, permettent, sans la localiser, de détecter à grande distance (plusieurs mètres) la présence de sources électriques étrangères et d'en identifier la nature (partenaires, congénères rivaux, proies ou prédateurs électriques etc...) d'après la fréquence, la composition spectacle (harmoniques), les modulations diverses des signaux reçus. Cour, appels, menaces sont ainsi véhiculés par ces "média" électriques, lesquels donnent également lieu à une véritable "guerre des ondes" par brouillage des "radars" adverses et occupation impérialiste de leur fréquence !

On remarquera dans le comportement de GYMNARCHUS une sorte de raideur et de dignité d'attitude : peut-être lui faut-il éviter toute excessive déformation du corps qui, en modifiant la géométrie de son champ électrique, perturberait sa vision du monde. Dans cette hypothèse l'ondulation réversible de la dorsale pourrait être d'une utilité décisive, car elle permet une propulsion sans a-coups ni contorsions, en marche avant comme en marche arrière, aussi économique et efficace que simple et élégante.

En complément de sa respiration branchiale, GYMNARCHUS utilise comme un poumon sa vessie gazeuse dont, sept fois par heure environ, il vient en surface renouveler la provision d'air.


ELECTROPHORUS ELECTRICUS (électrophoridés)
Gymnote ou Anguille électrique

ELECTRIQUE PULSATOIRE A DEUX NIVEAUX DE DECHARGE

C'est improprement qu'ELECTROPHORUS est appelé "anguille" électrique, car ni sa nage ni sa morphologie ne sont celles de l'anguille.

Sa nage procède d'une ondulation non du corps entier (comme chez l'anguille) mais de la seule nageoire anale. Ondulation d'ailleurs réversible, permettant aisément la marche arrière.

Sa morphologie, le nom commun de GYMNOTE (en grec : dos nu) en exprime l'essentiel : il n'a pas de nageoire dorsale comme en possède l'anguille vraie ANGUILLA ANGUILLA.

ELECTROPHORUS vit dans les eaux douces et tièdes d'Amazonie et de Guyane. Il peut atteindre une longueur de 2,5 m et peser 20 Kg. Il est doté d'une double respiration : branchiale et buccale, qui lui permet de vivre en eau peu oxygénée. On le voit périodiquement faire surface pour re­nouveler la bulle d'air qu'il conserve dans sa bouche, dont la muqueuse, tapissée de villosités et fortement vascularisée, joue un rôle pulmonaire.

Tous les organes vitaux de l'animal sont concentrés en un sixième du corps, entre le museau et la naissance de l'anale. Les cinq sixièmes postérieurs sont occupés par les organes électrogènes.

ELECTROPHORUS est le seul poisson électrique à posséder à la fois la capacité de foudroyer ses proies ou de se défendre au moyen de fortes décharges (jusqu'à 700 Volts !) et l'aptitude à émettre des impulsions faibles (20 Volts) destinées au sondage électrique du milieu ainsi qu'à la communication. Les impulsions faibles sont produites par l'organe de Sachs, situé à l'arrière du poisson et délivrées sur un rythme extrêmement variable selon les besoins ; les fortes décharges de prédation émanent de l'organe de Hunter et surtout de l'organe principal.

Cet organe principal, gigantesque batterie, ou plutôt génératrice de courant pulsé, est constitué de colonnes parallèles groupant chacune 5.000 à 7.000 cellules appelées électrocytes. Chaque électrocyte peut fournir une tension d'environ 100 millivolts. Un système nerveux très perfectionné déclenche de façon rigoureusement synchronisée (et ceci 150 à 500 fois par seconde durant plusieurs seconde) la mise en série et la décharge de tous les électrocytes. La tension globale délivrée par une colonne d'électrocytes atteint donc 7.000 fois 100 millivolts, soit 700 Volts. Quant au débit total de toutes les colonnes en parallèle, il s'élève à 1,5 Ampères. Ainsi la puissance développée dépasse un Kilowatt !

Chez le GYMNOTE, comme chez tous les électriques, la peau est parsemée de très nombreux électrorécepteurs destinés à mesurer l'intensité du courant émis et reçu par le poisson. Les valeurs de cette intensité sont sources d'information pour l'animal car elle dépendent de la conductivité du milieu et en particulier des obstacles et des proies environnants dont la présence et la nature sont ainsi détectées.

Lorsque deux ELECTROPHORUS cohabitent dans un aquarium leur activité électrique est très supérieure à celle des individus isolés. Le sondage électrique par impulsions faibles ne sert pas alors seulement à l'électrolocalisation, il revêt une fonction supplémentaire de communication. Ainsi la brusque élévation du rythme d'impulsions de l'un des poissons (quelle qu'en soit la cause) et à fortriori l'émission soudaine de sa forte décharge de prédation, déclenche immédiatement chez l'autre poisson une augmentation parallèle de sa fréquence de sondage, l'accélération de sa nage et l'activation d'un comportement explorateur, tout comme s'il lisait ces événements électriques - naturellement liés à la découverte de nourriture - comme des signaux alimentaires et une sorte d'invitation au festin. Mais il est également possible de conditionner un ELECTROPHORUS à des signaux électriques artificiels et par exemple de le dresser à venir prendre sa nourriture en un point précis de l'aquarium dès q'un courant pulsé de fréquence fixe (mettons : 100 Hz) est émis dans l'eau

Ces performances permettent de pressentir les immenses possibilités adaptatives dont en milieu naturel ELECTROPHORUS peut bénéficier grâce à son extraordinaire équipement électrique.

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