Lorsque les animaux « chantent » assis sur le sol – comme lorsque les grillons gazouillent – leur volume et leur portée augmentent considérablement, jusqu’à dix fois. Ce résultat d’une étude menée par des chercheurs occidentaux, publié aujourd’hui dans le journal PNAScontredit les croyances de longue date dans le domaine de la communication animale, selon lesquelles le sol serait un obstacle à la transmission du son.
« Les grillons sont un excellent test pour comprendre comment la communication évolue chez les animaux, car ils sont très nombreux », a déclaré l’auteur principal de l’étude, Erin Brandt, ancienne associée postdoctorale au département de biologie de Western. « Ils sont répartis dans ce gigantesque arbre évolutif et utilisent différentes stratégies pour maximiser l’efficacité de leurs appels. »
Les grillons utilisent leurs ailes pour émettre des cris ou des « gazouillis » pour attirer des partenaires. Quelques espèces de grillons, comme les grillons arboricoles, construisent même des outils appelés déflecteurs (en creusant des trous dans les feuilles) pour les aider à être plus bruyants.
Pour mieux comprendre ce phénomène naturel, Brandt et une équipe dirigée par Natasha Mhatre, titulaire de la Chaire de recherche du Canada en neurobiologie des invertébrés, ont conçu des modèles informatiques simulant le chant de différents grillons. Les modèles couvraient toute leur taille naturelle et leur gamme de fréquences, que les chercheurs ont mesurées à partir des ailes et des chants de plus d’une centaine d’espèces de grillons, collectant minutieusement des données provenant d’articles, de spécimens de musée et de bases de données en ligne.
Une fois la base de référence établie, Mhatre, Brandt et les étudiants de premier cycle Sarah Duke et Honglin Wang ont ensuite testé si l’ajout de l’outil acoustique, le déflecteur, augmentait l’efficacité des chants pour les grillons terrestres. Ils ont découvert que oui, tous les grillons pouvaient bénéficier des chicanes.
Mais si tel est le cas et que l’utilisation d’outils tels que les déflecteurs est si avantageuse, pourquoi les plus de 6 000 espèces de grillons ne les utilisent-elles pas ?
« Nous pensions qu’il y avait quelque chose dans l’environnement dans lequel ils chantaient qui faisait des outils une bonne option uniquement pour les quelques espèces qui les utilisent », a déclaré Brandt.
Pour aller plus loin, les chercheurs ont remodelé leurs environnements générés par ordinateur de manière plus réaliste, en ajoutant des éléments comme le sol et la végétation. À leur grande surprise, ils ont découvert que lorsque les animaux chantaient assis sur terre, leur efficacité acoustique (volume et portée) pouvait être plus de 10 fois supérieure à celle des retours réguliers.
« Ce que nous apprenons des grillons, c’est que si vous voulez être petit et efficace pour émettre du son, vous pouvez obtenir beaucoup plus fort en étant près du sol », a déclaré Mhatre. « Ne placez pas votre enceinte dans les arbres. Si vous voulez faire du bruit, posez-la par terre et vous ferez mieux. »
En explorant plus en profondeur la littérature sur l’acoustique, ils ont découvert que les grillons ne sont pas les seuls à pouvoir bénéficier de l’utilisation du sol comme amplificateur. Les loups, les singes hurleurs, les grenouilles et même la petite cigale produiraient des cris plus forts s’ils intégraient le sol (ou une autre surface relativement plane, comme l’eau ou un tronc d’arbre) dans leur stratégie de communication.
Selon les chercheurs, ce principe consistant à considérer la relation entre l’effort de chant et la production sonore manquait dans les recherches antérieures sur l’acoustique animale, de sorte que certaines théories fondamentales de la bioacoustique pourraient devoir changer.
« La physique dit que ce que nous avons découvert sur les grillons devrait s’appliquer à tous les animaux. Cette étude a le potentiel de nous amener à retravailler les manuels sur la communication animale », a déclaré Brandt, aujourd’hui chercheur postdoctoral à l’Université de Chicago.
Mhatre, un expert mondial de premier plan dans le domaine des grillons arboricoles et de la communication acoustique, est également enthousiasmé par ce que montre l’étude sur l’utilisation des outils dans le règne animal.
« Il existe une hypothèse dominante qui existe depuis que nous étudions les outils destinés aux animaux. Elle dit que les outils ne sont pas vraiment d’une grande utilité pour les animaux et qu’ils sont donc rares », a déclaré Mhatre. « Mais voici une étude dans laquelle nous pourrions prendre un outil et chiffrer exactement son rendement et tester réellement cette hypothèse. Il s’avère qu’ils sont utiles, mais il existe plus d’une façon d’être bruyant. »
Plus d’information:
Erin E. Brandt et al, Le sol offre des gains d’efficacité acoustique pour les grillons et autres animaux appelants, Actes de l’Académie nationale des sciences (2023). DOI : 10.1073/pnas.2302814120