les Loups et les renards sont étroitement liés et partagent de nombreuses caractéristiques. Mais regardez leurs yeux-là où les loups ont des pupilles arrondies comme les humains, les renards ont plutôt une fine ligne verticale. Mais ce ne sont pas seulement des canines –à travers le règne animal, les élèves sont de toutes formes et tailles. Alors pourquoi les différences?
c’est une question qui intéresse depuis longtemps les scientifiques travaillant sur la vision et l’optique., Dans une nouvelle étude publiée dans la revue Science Advances, des collègues de Durham, Berkeley et moi expliquons pourquoi ces formes d’élèves se sont développées.
Les chèvres, les moutons, les chevaux, les chats domestiques et de nombreux autres animaux ont des pupilles qui varient de complètement circulaires dans une faible lumière à des fentes étroites ou des rectangles dans une lumière vive. La théorie établie pour cela est que les pupilles allongées permettent un meilleur contrôle de la quantité de lumière entrant dans l’œil., Par exemple, un chat domestique peut changer sa zone de pupille d’un facteur 135, passant de complètement dilatée à complètement rétrécie, alors que les humains, avec une pupille ronde, ne peuvent changer de zone que d’un facteur 15. Ceci est particulièrement utile pour les animaux actifs de jour comme de nuit, ce qui permet une bien meilleure vision dans des conditions de faible luminosité.
cependant, si la seule raison des pupilles allongées était de contrôler la quantité de lumière entrant dans l’œil, l’orientation ne serait pas importante: horizontale, verticale ou diagonale offriraient les mêmes avantages. Au lieu de cela, les élèves sont presque toujours horizontaux ou verticaux, ce qui suggère qu’il doit y avoir d’autres avantages qui expliquent cette orientation.
des pupilles adaptées à toutes les niches
notre travail s’est concentré sur les avantages visuels des pupilles verticales et horizontales chez les mammifères et les serpents., L’un des facteurs les plus intéressants que nous avons trouvés est que l’orientation de la pupille peut être liée à la niche écologique d’un animal. Cela a déjà été décrit, mais nous sommes allés plus loin pour quantifier la relation.
nous avons constaté que les animaux avec des pupilles allongées verticalement sont très susceptibles d’être des prédateurs d’embuscade qui se cachent jusqu’à ce qu’ils frappent leurs proies à une distance relativement proche. Ils ont également tendance à avoir des yeux sur le devant de leur tête. Les renards et les chats domestiques en sont des exemples clairs., La différence entre les renards et les loups réside dans le fait que les loups ne sont pas des prédateurs en embuscade – au lieu de cela, ils chassent en meute, pourchassant leurs proies.
en revanche, on trouve presque toujours des pupilles allongées horizontalement chez les animaux en pâturage, qui ont des yeux sur les côtés de leur tête. Ils sont également très susceptibles d’être des animaux de proie tels que les moutons et les chèvres.
Nous avons produit un modèle informatique des yeux qui simule comment les images apparaissent avec différentes formes de pupille, afin d’expliquer comment l’orientation pourrait bénéficier à différents animaux., Cette modélisation a montré que les pupilles allongées verticalement chez les prédateurs en embuscade améliorent leur capacité à juger de la distance avec précision sans avoir à bouger la tête, ce qui pourrait donner leur présence à des proies potentielles.
Les animaux en pâturage ont différents problèmes à résoudre. Ils ont besoin de vérifier tout autour pour les proies et ils ont besoin de fuir rapidement en cas d’attaque. Avoir des yeux sur le côté de leur tête les aide à voir presque tout autour d’eux., Avoir une pupille horizontale améliore la quantité de lumière qu’ils peuvent recevoir devant et derrière eux tout en réduisant la quantité de lumière d’en haut et en bas. Cela leur permet une vision panoramique le long du sol pour aider à détecter les prédateurs potentiels le plus tôt possible. La pupille horizontale améliore également la qualité d’image des plans horizontaux et cette vue améliorée au niveau du sol est également un avantage lors de la course à la vitesse pour s’échapper.
ainsi, les pupilles allongées verticalement aident les prédateurs en embuscade à capturer leurs proies et les pupilles allongées horizontalement aident les proies à éviter leurs prédateurs.,
nous avons réalisé que notre hypothèse prédisait que les animaux plus courts devraient avoir un plus grand avantage des pupilles verticales que les plus grands. Nous avons donc revérifié les données sur les animaux avec des yeux frontaux et des pupilles verticales et avons constaté que 82% sont ce qui est considéré comme « court” (que nous avons défini comme ayant une hauteur d’épaule inférieure à 42 cm) par rapport à seulement 17% des animaux avec des pupilles circulaires.
nous avons également réalisé qu’il existe un problème potentiel avec la théorie de l’allongement horizontal. Si les pupilles horizontales sont un tel avantage pour les animaux au pâturage, que se passe-t-il lorsqu’ils baissent la tête pour paître?, La pupille n’est-elle plus alignée horizontalement avec le sol?
nous avons vérifié cela en observant des animaux dans un zoo et dans des fermes. Nous avons constaté que les yeux des chèvres, des cerfs, des chevaux et des moutons tournent en baissant la tête pour manger, gardant la pupille alignée sur le sol. Ce mouvement oculaire remarquable, qui est dans des directions opposées dans les deux yeux, est connu sous le nom de cyclovergence. Chaque œil chez ces animaux tourne de 50 degrés, peut-être plus (nous ne pouvons faire le même mouvement que de quelques degrés).
Il y a encore quelques pupilles inexpliquées dans la nature., Par exemple, les mangoustes ont des yeux tournés vers l’avant mais des pupilles horizontales, les geckos ont d’énormes pupilles circulaires lorsqu’ils sont dilatés qui se réduisent à plusieurs trous d’épingle discrets lorsqu’ils sont resserrés et les seiches ont des pupilles en forme de « W”. Comprendre toutes ces variations est un défi intéressant pour l’avenir.