Environ un demi-siècle après les premiers enregistrements du chant des baleines, les chercheurs ont finalement réussi à comprendre comment les cétacés mysticètes parviennent à émettre ces sons sous l’eau. Voici ce qu’ils ont découvert et pourquoi ce n’est pas seulement une bonne nouvelle.
Crédit : Karim Iliya
A plus de cinquante ans des premiers enregistrements du chant des baleines, parmi les principales sources d’inspiration de nombreux mouvements écologistes, les scientifiques ont enfin réussi à comprendre comment ces merveilleux animaux émettent leurs vocalisations. Les caractéristiques anatomiques impliquées dans la production de ces appels mélancoliques, qui résonnent comme des « chansons » dans le bleu profond, ont été identifiées. En termes simples, il a été découvert que le larynx des baleines permet la production de sons grâce à des structures particulières qui se sont développées exclusivement dans ce groupe d’animaux. Jusqu’à présent, on ne savait pas comment se produisait la phonation.
Pour mieux comprendre les résultats de cette étude, il est tout d’abord nécessaire de faire une remarque, car le « mystère » sur la production de ces appels ne concernait pas tous les cétacés, mais seulement les baleines. Par baleines, on entend les mysticètes, c’est-à-dire ceux qui sont dotés de baleines, de structures kératiniques similaires à d’énormes « peignes » sur les côtés de la bouche, qui permettent au rourcoul de, à la baleine bleue, à la baleine franche et à d’autres espèces de filtrer l’eau riche en proies ; krill, poissons et autres petites créatures. En ce qui concerne les cétacés à dents (odontocètes), comme le cachalot, l’orque et le dauphin commun, on connaît depuis longtemps le moyen par lequel ils parviennent à produire des clics, des sifflements et d’autres sons, car ils utilisent un organe nasal spécifique.
Crédit : Olga Filatova, Université du Danemark du Sud
Pour le chant des baleines, les chercheurs ont toujours pensé que le larynx, l’organe situé entre le pharynx et la trachée où se trouvent les cordes vocales et dont la vibration – modulée par le passage de l’air – permet à notre espèce de parler et aux loups de hurler. Mais il y a un détail à ne pas sous-estimer. Les cétacés sont des animaux marins évolués à partir de créatures terrestres similaires aux chiens, donc comment parviennent-ils à utiliser le larynx pour produire du son sans se noyer ? Une nouvelle étude menée par une équipe internationale de recherche dirigée par des scientifiques du Sound Communication and Behaviour Group – Département de Biologie de l’Université du Danemark du Sud et du Département de Biologie Comportementale et Cognitive de l’Université de Vienne (Autriche), en étroite collaboration avec des collègues du Département de Génie Mécanique de l’Institut de Technologie de Rochester (Etats-Unis) et d’autres institutions, explique cela.
Les chercheurs, dirigés par le professeur Coen Elemans, ont pu mettre la main sur les carcasses « fraîches » de trois mysticètes malheureux récemment échoués, un rorqual à bosse, un rorqual boréal et un rorqual commun, à partir desquels ils ont rapidement prélevé les larynx. Les analyses de laboratoire ont révélé que les arytnoïdes, de petites structures cartilagineuses présentes dans le larynx humain et associées aux cordes vocales, se sont transformées en deux grandes et particulières structures cylindriques, qui agissant avec une couche de graisse, permettent la phonation.
« Les arytnoïdes se sont transformées en grands cylindres longs fusionnés à la base pour former une grande structure rigide en forme de U qui s’étend presque sur toute la longueur du larynx », a déclaré le professeur Elemans dans un communiqué de presse. « Cela est probablement destiné à maintenir les voies respiratoires rigides et ouvertes lorsqu’elles doivent déplacer d’énormes quantités d’air à l’intérieur et à l’extérieur lors de la respiration en surface explosive », a déclaré le co-auteur de l’étude, Tecumseh Fitch. « Nous avons découvert que cette structure en forme de U appuie sur un grand coussin de graisse à l’intérieur du larynx. Lorsque les baleines poussent l’air des poumons au-delà de ce coussin, celui-ci commence à vibrer et des sons sous-marins à très basse fréquence sont générés », a conclu Elemans.
Crédit : Patricia Jaqueline Matic
A travers des expériences sur les larynx des baleines échouées et des modèles 3D réalisés par ordinateur, les chercheurs ont non seulement démontré comment le passage de l’air produit ces sons, mais aussi mis en évidence les limites physiologiques. En pratique, ils ne peuvent pas chanter à des fréquences supérieures à celles autorisées par leurs structures anatomiques, il est donc impossible pour ces mammifères marins, même s’ils le voulaient, de contourner le « bruit causé » par la circulation navale, les forages, les exploitations minières, les opérations militaires et d’autres activités humaines en mer, qui couvrent parfaitement leur spectre de fréquences. « Malheureusement, la gamme de fréquences et de profondeurs de communication que nous prévoyons de 100 mètres se superpose complètement à la gamme de fréquences dominantes et à la profondeur du bruit produit par l’homme, causé par le trafic maritime », a déclaré Elemans.
Étant donné que la communication est essentielle pour les baleines afin de rechercher des partenaires, de prendre soin des petits et d’autres interactions sociales, les dommages que nous leur causons par la pollution sonore sont extrêmes. Les chercheurs soulignent l’importance de réglementer plus strictement le bruit marin afin de protéger ces géants doux, dont plusieurs espèces ont été poussées au bord de l’extinction à cause de la chasse à la baleine (par exemple, il reste moins de 400 baleines franches de l’Atlantique Nord). Les détails de la recherche « Evolutionary novelties underlie sound production in baleen whales » ont été publiés dans la revue scientifique Nature.