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Pourquoi les humains n'ont-ils pas d'yeux derrière la tête ?


Comment l'évolution exclut-elle la possibilité pour les humains ou autres herbivores fragiles d'avoir 2 paires d'yeux, une à l'avant et l'autre à l'arrière de la tête ? Pourquoi cela n'est-il jamais arrivé ?


Les vertébrés ont des oreilles qui détectent 360 degrés sur une portée de plusieurs mètres, et ils ont des yeux sociaux, où ils regroupent de nombreux yeux et oreilles en un seul groupe social, il est plus facile d'écouter et de vivre en groupe, que de faire pousser des yeux à l'arrière de la tête .

2 yeux existent chez presque tous les animaux bilatéraux, arthropodes, vers plats, limaces de mer, crabes, grillons, calmars, mouches. Les arthropodes ont des yeux composés et il leur serait plus facile d'avoir 4 yeux, et seuls les araignées et les limules en ont plus de 2.

Il serait plus facile pour un vertébré de développer 4 narines et oreilles que 4 yeux car ils sont plus simples que les orbes de l'œil.

La même raison que 5 doigts a été le nombre optimal pour tous les vertébrés depuis les premiers lézards. en bref, il est très facile de perdre des organes supplémentaires et de modifier les anciens, mais il est très difficile de faire évoluer de nouveaux organes et de les déplacer autour des nerfs et des veines… les organes connectés centralement se déplacent dans le corps et la circulation se déplace devant eux , c'est-à-dire que si vous aviez 4 yeux et deux d'entre eux déplacés vers l'arrière et les côtés, les nerfs pour les expressions de votre visage qui sont à côté de votre oreille devraient passer devant, autour et à travers les voies oculaires mobiles.

Pour simplifier, nous avons cessé de faire évoluer nos archétypes symétriques lorsque nous étions liés aux étoiles de mer, aux ammonites et à la faune édiacarienne, et les animaux les plus rapides et les plus polyvalents avaient tous des symétries à 2 côtés, avec des systèmes nerveux entièrement symétriques, et se déplaçant vers l'avant à ce moment-là, à l'aide de jumelles. vision composée, qui en avait 180, et cette vision composée binoculaire est ensuite devenue nos 2 yeux. Nous partageons le royaume Animalia avec l'étoile de mer, notre ancêtre commun expérimenté avec la forme pendant l'ère Ediacaran.

Pour comprendre la difficulté d'ajouter de nouveaux yeux plus tard, vous devriez apprendre pourquoi presque tous les vertébrés ont 5 doigts, sauf certaines grenouilles qui en ont 4.

google : pourquoi les animaux ont-ils tous deux yeux ?


À quoi pourrait ressembler le visage humain dans 100 000 ans

Nous avons parcouru un long chemin en termes d'apparence depuis nos ancêtres homo sapien. Entre 800 000 et 200 000 ans, par exemple, les changements rapides du climat terrestre ont coïncidé avec un triplement de la taille du cerveau et du crâne humains, entraînant un aplatissement du visage. Mais comment les caractéristiques physiologiques des êtres humains pourraient-elles changer à l'avenir, d'autant plus que les nouvelles technologies portables telles que Google Glass modifieront la façon dont nous utilisons notre corps et notre visage ? L'artiste et chercheur Nickolay Lamm s'est associé à un généticien informaticien pour rechercher et illustrer à quoi nous pourrions ressembler dans 20 000 ans, ainsi que dans 60 000 ans et 100 000 ans. Ses illustrations complètes et époustouflantes sont au bas de cet article.

Lamm dit que c'est "une chronologie possible", où, grâce à la technologie d'ingénierie du génome zygotique, notre futur moi aurait la capacité de contrôler la biologie humaine et l'évolution humaine de la même manière que nous contrôlons les électrons pour alimenter notre monde aujourd'hui. (Pour une critique des propositions scientifiques derrière l'hypothèse de Lamm, voir cet article du journaliste de Forbes Matthew Herper.)

Lamm parle de « arracher le contrôle » de la forme humaine à l'évolution naturelle et de plier la biologie humaine pour répondre à nos besoins. Les illustrations ont été inspirées par des conversations avec le Dr Alan Kwan, titulaire d'un doctorat en génomique computationnelle de l'Université de Washington, MISE À JOUR : le projet de Lamm a également été parrainé par le site Web MyVoucherCodes.co.uk, où il a un blog.

Kwan a basé ses prédictions sur ce à quoi pourraient ressembler les environnements de vie à l'avenir, le climat et les progrès technologiques. L'un des grands changements sera un front plus large, prédit Kwan - une caractéristique qui s'est déjà étendue depuis les 14e et 16e siècles. Des scientifiques écrivant dans le British Dental Journal ont suggéré que les comparaisons de mesure du crâne de cette époque montrent que les gens d'aujourd'hui ont des traits du visage moins proéminents mais un front plus haut, et Kwan s'attend à ce que la tête humaine tende à s'agrandir pour s'adapter à un cerveau plus gros.

Kwan souligne que dans 60 000 ans, notre capacité à contrôler le génome humain rendra également discutable l'effet de l'évolution sur nos traits du visage. Alors que le génie génétique devient la norme, "le destin du visage humain sera de plus en plus déterminé par les goûts humains", dit-il dans un document de recherche. Pendant ce temps, les yeux deviendront plus grands, car les tentatives de colonisation du système solaire de la Terre et au-delà verront des personnes vivant dans les environnements plus sombres des colonies plus éloignées du Soleil que la Terre. De même, la peau deviendra plus pigmentée pour réduire les dommages causés par les rayons UV nocifs en dehors de l'ozone protecteur de la Terre. Kwan s'attend à ce que les gens aient des paupières plus épaisses et un arc sourcilier plus prononcé (l'os frontal lisse du crâne sous le front), pour faire face aux effets perturbateurs déjà observés par les astronautes actuels des rayons cosmiques en dehors de l'atmosphère terrestre.

Les 40 000 ans restants, ou 100 000 ans à partir de maintenant, Kwan pense que le visage humain reflétera "une maîtrise totale de la génétique morphologique humaine. Ce visage humain sera fortement biaisé vers des caractéristiques que les humains trouvent fondamentalement attrayantes: lignes fortes et royales, nez droit, intense les yeux et le placement des traits du visage qui adhèrent au nombre d'or et à la symétrie parfaite gauche/droite », dit-il.

Les yeux sembleront « incroyablement grands » – du moins de notre point de vue d'aujourd'hui – et peuvent présenter une brillance des yeux qui améliore la vision en basse lumière et même un clignement latéral de plica semilunaris reconstitué pour protéger davantage les yeux humains de l'effet perturbateur du cosmique. des rayons.

Il y aura d'autres nécessités fonctionnelles : des narines plus larges pour une respiration plus facile dans des environnements hors planète, des cheveux plus denses pour contenir la perte de chaleur d'une tête plus grosse - des caractéristiques que les gens devront peut-être comparer à leurs goûts pour ce qui est génétiquement à la mode à l'époque. Au lieu de simplement débattre du nom d'un enfant comme le font les nouveaux parents aujourd'hui, ils pourraient également devoir décider s'ils veulent que leurs enfants portent l'expression la plus naturelle de l'ADN d'un couple, comme la couleur de leurs yeux, leurs dents et d'autres caractéristiques qu'ils peuvent modifier génétiquement.

Les implants technologiques excessifs de type Borg commenceraient cependant à devenir peu à la mode, car les gens commencent à apprécier de plus en plus ce qui nous fait paraître naturellement humains. Cela "sera de plus en plus important pour nous à une époque où nous avons la possibilité de déterminer n'importe quelle caractéristique", a déclaré Kwan.

La technologie portable sera toujours là, mais sous des formes beaucoup plus subtiles. Au lieu de Google Glass et d'iWatch, les gens rechercheront des implants discrets qui préservent l'apparence humaine naturelle - pensez aux lentilles de communication (une version technologiquement optimisée des contacts d'aujourd'hui) et aux dispositifs de conduction osseuse miniatures implantés au-dessus de l'oreille. Ceux-ci peuvent avoir des nano-puces intégrées qui communiquent avec un autre appareil séparé pour discuter avec d'autres ou pour se divertir.

La vue à vol d'oiseau des êtres humains dans 100 000 ans sera celle des personnes qui voudront être connectées sans fil, dit Kwan, mais avec une perturbation minimale de ce qui peut alors être perçu comme le visage humain "parfait".


C'est une mutation !

Être rousse n'est pas la même chose qu'être blonde ou brune, selon la science. C'est parce que nos gingembres sont différents au niveau génétique, ce qui explique peut-être pourquoi il est si difficile de faire semblant, du moins de manière convaincante. En effet, les gingembres Plus précisément ont une mutation sur leur MC1R gène, selon les National Institutes of Health. Alors maintenant, vous pouvez dire à tous vos amis roux qu'ils sont des mutants légitimes.

Alors, à quoi sert cette mutation et comment a-t-elle donné à Reba McEntire et Jessica Chastain ces mèches dignes de l'évanouissement? En un mot, il augmente la quantité de pigment rouge (phaeomélanine) que possèdent les gingembres et diminue la quantité de pigment plus foncé (eumélanine) qu'ils produisent. C'est ce qui fait que les rousses ont une peau plus claire, des taches de rousseur, des yeux de couleur pâle et, bien sûr, des cheveux roux. C'est aussi pourquoi les rousses doivent faire attention au soleil, car elles sont plus sensibles au soleil en raison du manque d'eumélanine.


La science du mignon

Imaginons qu'une petite chose agaçante qui miaule et fait caca se dépose sur vos genoux. Il a besoin d'une contribution constante de votre part. En peu de temps, il a pris le dessus sur votre vie. Vous vous surprenez à prodiguer de l'attention à cette nouvelle créature. Sortir est un lointain souvenir. Mais le fait est que le nouveau bébé est mignon. Vraiment mignon. Vous ne pouvez pas vous empêcher de vous sentir protecteur. Tu vouloir pour s'en occuper.

Mais pourquoi? Pourquoi de petites choses impuissantes - bébés, chatons, chiots, pandas sous forme de bébé - transforment même l'humain le plus cynique en une épave impuissante ? Pourquoi n'avons-nous pas la même réaction face à un bébé lézard, un poisson ou un oiseau ? En bref, qu'est-ce que c'est que cette chose mignonne? Il s'avère que la science du mignon est bien plus intéressante que vous ne le pensez. La gentillesse est la manière sournoise de l'évolution de vous amener à prendre soin de votre progéniture. Les bébés humains – contrairement à de nombreuses autres espèces – sont totalement dépendants de leurs parents pendant des années après leur naissance. Et vous auriez du mal à ignorer les interruptions constantes de votre vie si les bébés n'étaient pas si mignons.

Le zoologiste Konrad Loranz a soutenu en 1949 que le visage typique d'un bébé - de grands yeux, une tête large par rapport à son corps et un petit nez - transformait les adultes en de joyeuses machines à s'occuper de bébé. Plus récemment, des chercheurs ont découvert que les bébés perçus comme plus mignons incitaient les parents à tout laisser tomber et à s'occuper d'eux. Astuce astucieuse, les bébés.

Alors pourquoi cela se transmet-il aux animaux ? Eh bien, il s'avère que notre cerveau s'accroche à à peu près n'importe quoi avec les mêmes critères. Chatons : grands yeux, grosses têtes, petits nez. Bébés pandas : idem. Chiots : oui. C'est peut-être même l'une des raisons pour lesquelles les chiens et les chats domestiques sont très différents de leurs ancêtres sauvages - nous leur avons intégré le mignon.

Les associations caritatives environnementales savent à quel point c'est mignon. Bébés phoques du Groenland = mignons. Les matraquer à mort donc = mauvais. Mais les poissons ne sont pas mignons. Les vaches et les moutons ne sont pas mignons (mais nous nous sentons souvent coupables de manger leurs mignons bébés). Cela signifie que lorsqu'un organisme de bienfaisance veut protéger une zone, il utilise l'animal le plus duveteux et le plus malheureux qu'il puisse trouver sur la liste des espèces en voie de disparition.

Pour une preuve absolue et catégorique que la gentillesse est biologique, nous devons nous tourner vers le Japon, la première superpuissance mondiale des bizarreries, où kawaii La culture (mignonne) règne sans partage depuis qu'Hello Kitty a fait ses premiers pas hésitants en 1974. Au Japon, toute méga-entreprise digne de ce nom a une mascotte animale mignonne. Il suffit de regarder ces jouets mignons pionniers. Mais c'est dans la culture du dessin animé que l'on voit la gentillesse poussée à l'extrême. Les filles de l'anime et du manga sont mignonnes. Vraiment mignon. Petits nez, vastes yeux limpides, grosses têtes. Il n'est donc pas étonnant que les légions d'hommes japonais otaku les geeks en sont fous - souvent au point que les vraies filles ne correspondent tout simplement pas. Il est difficile de rivaliser avec un dessin animé (jetez un coup d'œil), mais les filles japonaises lui donnent un coup de fouet, élevant leur voix et adoptant une variété de techniques de mignonification telles que des rires experts et s'habiller comme des écolières.

Bien sûr, les bébés deviennent moins mignons en vieillissant. Leurs corps grandissent proportionnellement à leurs têtes. Leurs yeux semblent moins énormes. Ils gagnent en coordination. Mais d'ici là, le travail de l'évolution est terminé. C'est un truc, mais c'est un bon.


Pourquoi certains yeux d'animaux ont des pupilles horizontales

La forme des pupilles est liée au fait qu'il s'agisse d'un chasseur ou d'un chassé.

Les scientifiques ont découvert que la forme des pupilles d'un animal est liée au fait qu'il soit chasseur ou chassé.

Une analyse menée par des chercheurs de l'Université de Californie à Berkeley sur 214 espèces d'animaux terrestres montre que les espèces dont les pupilles sont des fentes verticales sont plus susceptibles d'être des prédateurs embusqués actifs de jour comme de nuit.

D'un autre côté, ceux dont les pupilles sont allongées horizontalement sont extrêmement susceptibles d'être des espèces de proies mangeuses de plantes avec des yeux sur les côtés de la tête.

Les pupilles circulaires étaient liées à des « butineurs actifs » ou à des animaux qui pourchassent leurs proies.

"Pour les espèces actives de jour comme de nuit, comme les chats domestiques, les pupilles fendues fournissent la plage dynamique nécessaire pour les aider à voir dans la pénombre sans être aveuglées par le soleil de midi", a déclaré Martin Banks, professeur à l'UC Berkeley. d'optométrie, qui a dirigé l'étude.

Cependant, cette hypothèse n'explique pas pourquoi les fentes sont verticales ou horizontales. Pourquoi ne voyons-nous pas de fentes diagonales ? Cette étude est la première tentative d'expliquer pourquoi l'orientation est importante.”

Quant aux pupilles allongées horizontalement, qui, à quelques exceptions près, correspondent à des proies au pâturage telles que des moutons, des cerfs et des chevaux, les chercheurs ont découvert qu'elles élargissaient le champ de vision effectif.

Lorsqu'elles sont étirées horizontalement, les pupilles sont alignées avec le sol, recevant plus de lumière de l'avant, de l'arrière et des côtés.

L'orientation permet également de limiter la quantité de lumière éblouissante du soleil au-dessus afin que l'animal puisse mieux voir le sol, ont déclaré les chercheurs.

"La première exigence visuelle clé pour ces animaux est de détecter les prédateurs qui s'approchent, qui viennent généralement du sol, ils doivent donc voir panoramiquement sur le sol avec un minimum d'angles morts", a déclaré Banks.

« La deuxième exigence critique est qu'une fois qu'ils détectent un prédateur, ils doivent voir où ils courent. Ils doivent voir assez bien du coin de l'œil pour courir rapidement et sauter par-dessus les choses.”

"Une chose surprenante que nous avons remarquée dans cette étude est que les pupilles fendues étaient liées à des prédateurs proches du sol", a déclaré William Sprague, chercheur postdoctoral au laboratoire de Banks. « Donc, les chats domestiques ont des fentes verticales, mais les chats plus gros, comme les tigres et les lions, n’en ont pas. Leurs pupilles sont rondes, comme les humains et les chiens.

Bill Condié

Bill Condie est un journaliste scientifique basé à Adélaïde, en Australie.

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Les humains aux yeux bleus ont un seul ancêtre commun

De nouvelles recherches montrent que les personnes aux yeux bleus ont un seul ancêtre commun. Une équipe de l'Université de Copenhague a retrouvé une mutation génétique qui a eu lieu il y a 6 à 10 000 ans et qui est à l'origine de la couleur des yeux de tous les humains aux yeux bleus vivants sur la planète aujourd'hui.

Quelle est la mutation génétique

« À l'origine, nous avions tous les yeux bruns », a déclaré le professeur Hans Eiberg du Département de médecine cellulaire et moléculaire. "Mais une mutation génétique affectant le gène OCA2 dans nos chromosomes a entraîné la création d'un "commutateur", qui a littéralement "désactivé" la capacité de produire des yeux bruns." Le gène OCA2 code pour la protéine dite P, qui est impliquée dans la production de mélanine, le pigment qui donne la couleur à nos cheveux, nos yeux et notre peau. Le « commutateur », qui est situé dans le gène adjacent à OCA2, ne désactive cependant pas complètement le gène, mais limite plutôt son action à la réduction de la production de mélanine dans l'iris – en « diluant » efficacement les yeux bruns en bleu. L'effet du switch sur OCA2 est donc très spécifique. Si le gène OCA2 avait été complètement détruit ou désactivé, les êtres humains seraient sans mélanine dans les cheveux, les yeux ou la couleur de la peau - une condition connue sous le nom d'albinisme.

Variation génétique limitée

La variation de la couleur des yeux du brun au vert peut toutes s'expliquer par la quantité de mélanine dans l'iris, mais les individus aux yeux bleus n'ont qu'un faible degré de variation de la quantité de mélanine dans leurs yeux. "De cela, nous pouvons conclure que tous les individus aux yeux bleus sont liés au même ancêtre", explique le professeur Eiberg. "Ils ont tous hérité du même commutateur exactement au même endroit dans leur ADN." Les individus aux yeux bruns, en revanche, ont une variation individuelle considérable dans la zone de leur ADN qui contrôle la production de mélanine.

Le professeur Eiberg et son équipe ont examiné l'ADN mitochondrial et comparé la couleur des yeux d'individus aux yeux bleus dans des pays aussi divers que la Jordanie, le Danemark et la Turquie. Ses découvertes sont les dernières d'une décennie de recherche génétique, qui a commencé en 1996, lorsque le professeur Eiberg a impliqué pour la première fois le gène OCA2 comme étant responsable de la couleur des yeux.

La nature mélange nos gènes

La mutation des yeux marron en bleu ne représente ni une mutation positive ni une mutation négative. C'est l'une des nombreuses mutations telles que la couleur des cheveux, la calvitie, les taches de rousseur et les taches de beauté, qui n'augmentent ni ne réduisent les chances de survie d'un humain. Comme le dit le professeur Eiberg, "cela montre simplement que la nature mélange constamment le génome humain, créant un cocktail génétique de chromosomes humains et expérimentant différents changements en même temps".

Source de l'histoire :

Matériel fourni par Université de Copenhague. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.


Biological Twist: Comment les hiboux tournent autour

Les hiboux n'ont pas besoin d'yeux derrière la tête pour voir ce qu'il y a derrière eux - ils peuvent simplement faire pivoter leur tête tout autour. En fait, de nombreuses espèces de chouettes, comme la chouette rayée, peuvent faire pivoter leur tête de 270 degrés dans chaque direction, ce qui signifie qu'elles peuvent regarder vers la gauche en tournant complètement vers la droite, ou vice versa.

Mais comment le font-ils sans sectionner leurs artères ou empêcher le sang d'atteindre le cerveau ? Un illustrateur et un médecin de la faculté de médecine de l'Université Johns Hopkins se sont associés pour le découvrir.

"Jusqu'à présent, les spécialistes de l'imagerie cérébrale comme moi qui traitent des blessures humaines causées par un traumatisme des artères de la tête et du cou ont toujours été perplexes quant à la raison pour laquelle les mouvements rapides et tordus de la tête n'ont pas laissé des milliers de hiboux morts sur le sol de la forêt à la suite d'un accident vasculaire cérébral. ", a déclaré l'auteur de l'étude, le Dr Philippe Gailloud, dans un communiqué de l'université.

Si les humains essayaient de faire tourner la tête si rapidement ou si loin, nous déchirerions la paroi de nos artères, ce qui provoquerait la formation de caillots et entraînerait un accident vasculaire cérébral (en plus de nous briser le cou), a-t-il ajouté. "Les artères carotides et vertébrales du cou de la plupart des animaux - y compris les hiboux et les humains - sont très fragiles et très sensibles aux déchirures même mineures de la paroi du vaisseau."

Regarder à l'intérieur des hiboux

Pour avoir un aperçu des vaisseaux sanguins de la chouette lorsque leur cou tournait, le duo a injecté un colorant dans les vaisseaux sanguins d'une douzaine de chouettes mortes et a utilisé un scanner pour visualiser le fluide chatoyant se répandant dans les artères des oiseaux comme du sang, a déclaré Fabian de Kok-Mercado, qui a effectué le travail tout en obtenant une maîtrise en illustration médicale à Johns Hopkins. (Il est maintenant illustrateur à l'Institut médical Howard Hughes à Chevy Chase, Maryland.) Les chercheurs ont ensuite tordu la tête des hiboux morts pour voir ce qui s'est passé. [Vidéo : Regardez le cou des hiboux se tordre.]

Après avoir créé les images de tomodensitométrie, les chercheurs ont injecté une substance semblable à du plastique dans les veines de chouettes des neiges, rayées et grandes cornes mortes et ont disséqué les animaux, traçant les routes et les emplacements des vaisseaux.

Ils ont trouvé un certain nombre de traits uniques et inconnus auparavant, a déclaré de Kok-Mercado à OurAmazingPlanet. D'une part, les os du cou des hiboux, ou vertèbres, contiennent des trous beaucoup plus grands que ceux trouvés chez d'autres oiseaux ou humains. Chez l'homme, le trou dans la vertèbre est à peu près de la même taille que l'artère, mais chez les hiboux, le trou est environ 10 fois plus grand que l'artère, selon l'étude publiée aujourd'hui (31 janvier) dans la revue Science. Ces trous, ou canaux, contiennent probablement des sacs d'air destinés à amortir le mouvement de torsion de la tête, a déclaré de Kok-Mercado.

"Nous avons également remarqué tout de suite que ces canaux étaient absents dans les deux vertèbres inférieures du cou", a déclaré de Kok-Mercado. Cela donne un peu de mou aux vaisseaux en forme de corde lorsque l'oiseau tourne la tête.

Les gros trous et le « mou » au bas du cou expliquent pourquoi les vaisseaux ne se cassent pas. Mais ils n'expliquent pas pourquoi l'approvisionnement en sang n'est pas interrompu lorsqu'un hibou tourne la tête - avec tant de torsion, les vaisseaux sont voués à devenir partiellement bloqués.

Du sang au cerveau

L'équipe a remarqué que l'artère vertébrale s'agrandit légèrement à mesure qu'elle s'approche du cerveau, ce qui est inhabituel et n'est pas observé chez de nombreux autres animaux (comme le tronc d'un arbre, les vaisseaux deviennent généralement plus petits à mesure qu'ils s'éloignent du cœur). Les auteurs pensent que ces zones élargies peuvent fonctionner comme des réservoirs dans lesquels le sang peut s'accumuler, de sorte que le cerveau a du sang supplémentaire avec lequel travailler lorsque la tête pivote, a déclaré de Kok-Mercado.

Les vaisseaux sanguins près du cerveau sont également fortement connectés. Un vaisseau appelé artère trijumeau perméable relie l'avant et l'arrière du cerveau de la chouette, ce qui aide à fournir à l'organe autant de sang que possible.

Pourquoi les hiboux ont-ils besoin de tendre le cou à un degré aussi extrême ? C'est parce que leurs yeux sont tubulaires, construits presque comme des télescopes, ce qui leur donne une vision incroyable, a déclaré de Kok-Mercado. Mais contrairement aux humains, qui ont des yeux à peu près sphériques, les hiboux ne peuvent pas les déplacer facilement, ils doivent donc tourner la tête.

La découverte n'est qu'un autre exemple de la façon dont les oiseaux sont parfaitement adaptés à leur environnement, leur permettant de voir malgré leurs yeux relativement fixes.

"J'espère que cela donnera aux gens une meilleure appréciation de la vie sur cette planète", a déclaré de Kok-Mercado.


Respiration

La principale différence entre la respiration d'une tortue et la nôtre est le volume de CO2 qu'elle peut contenir dans son sang. Normalement, lorsque nous retenons notre souffle, le CO2 dans le sang nous donne envie de recommencer à respirer, mais les tortues sont beaucoup plus tolérables, ce qui leur permet d'inhaler moins fréquemment. Si vous faites sursauter une tortue, sa première réaction est de se rétracter dans la carapace et la seule façon pour une tortue de le faire est de vider ses poumons. Une tortue effrayée restera par conséquent pendant un certain temps avec les poumons presque vides dans cet état.


Fonction de la tête

La tête sert généralement de centre de traitement de l'information de l'animal. Les informations provenant des organes des sens et du corps sont transmises au cerveau, qui est le centre nerveux que l'on trouve dans la tête des formes de vie complexes.

Même les organismes très simples ont souvent un point où leurs nerfs se concentrent, ainsi que toutes les cellules qu'ils peuvent avoir, comme les photorécepteurs.

Le cerveau peut traiter des informations sur l'environnement pour prendre des décisions, stocker des souvenirs et des compétences et apporter des modifications au comportement et aux états émotionnels de l'animal.

La tête contient également souvent les principaux organes de la vision, de l'ouïe, de l'odorat, du goût et, chez certains organismes, des antennes.


Une nouvelle étude révèle pourquoi certains animaux ont des pupilles verticales

L'étude suggère que les élèves pourraient révéler si l'on est chasseur ou chassé. Crédit image : Tambako la Jaguar / CC BY-ND 2.0.

Les espèces dont les pupilles sont des fentes verticales sont plus susceptibles d'être des prédateurs actifs de jour comme de nuit.

En revanche, ceux dont les pupilles sont allongées horizontalement sont très probablement des espèces herbivores avec des yeux sur les côtés de la tête.

Les pupilles circulaires étaient liées à des butineuses actives ou à des animaux qui pourchassaient leurs proies.

Pour expliquer pourquoi les pupilles allongées horizontalement, à quelques exceptions près, correspondaient à des animaux de proie au pâturage tels que des moutons, des cerfs et des chevaux, les auteurs de l'étude, le professeur Martin Banks de l'Université de Californie à Berkeley et les co-auteurs, se sont tournés vers des modèles informatiques pour étudier les effets de différentes formes de pupille.

Les scientifiques ont découvert que les pupilles horizontales élargissaient le champ de vision effectif. Lorsqu'elles sont étirées horizontalement, les pupilles sont alignées avec le sol, recevant plus de lumière de l'avant, de l'arrière et des côtés.

L'orientation permet également de limiter la quantité de lumière éblouissante du soleil au-dessus afin que l'animal puisse mieux voir le sol.

"La première exigence visuelle clé pour ces animaux est de détecter les prédateurs qui s'approchent, qui viennent généralement du sol, ils doivent donc voir panoramiquement sur le sol avec un minimum d'angles morts. La deuxième exigence critique est qu'une fois qu'ils détectent un prédateur, ils doivent voir où ils courent. Ils doivent voir assez bien du coin de l'œil pour courir rapidement et sauter par-dessus les choses », a expliqué le professeur Banks.

Mais qu'arrive-t-il à cette orientation lorsque l'animal baisse la tête pour brouter ? Si l'élève suit le pas de la tête, ils deviendraient plus verticaux.

«Pour vérifier cela, j'ai passé des heures au zoo d'Oakland, souvent entouré d'écoliers lors de sorties sur le terrain, pour observer les différents animaux. Effectivement, lorsque les chèvres, les antilopes et autres proies au pâturage baissent la tête pour manger, leurs yeux tournent pour maintenir l'alignement horizontal des pupilles avec le sol », a déclaré le professeur Banks.

"Les yeux des animaux au pâturage peuvent pivoter de 50 degrés ou plus dans chaque œil, une plage 10 fois plus grande que les yeux humains."

Pour les prédateurs embusqués avec des pupilles à fente verticale, les scientifiques ont noté l'importance d'évaluer avec précision la distance dont les animaux auraient besoin pour bondir sur leurs proies.

Ils ont identifié trois indices généralement utilisés pour évaluer la distance : la parallaxe de mouvement stéréopsie, dans laquelle les objets les plus proches se déplacent plus loin et plus rapidement dans notre champ de vision et le flou, dans lequel les objets à différentes distances sont flous.

Ils ont exclu la parallaxe du mouvement comme facteur, car l'utilisation de ce signal nécessiterait un mouvement de la tête qui pourrait révéler la position du prédateur.

"Les deux indices restants, la disparité binoculaire et le flou, fonctionnent avec des pupilles allongées verticalement et des yeux orientés vers l'avant", ont déclaré les scientifiques.

« La vision binoculaire fonctionne mieux pour évaluer les différences lorsque les contours sont verticaux et les objets sont à distance, tandis que le flou entre en jeu pour les contours horizontaux et les cibles en champ proche. Les pupilles à fente verticale maximisent les deux indices.

Cependant, les pupilles verticales ne sont pas également réparties entre les prédateurs embusqués.

« Une chose surprenante que nous avons remarquée dans cette étude est que les pupilles fendues étaient liées à des prédateurs proches du sol. Les chats domestiques ont donc des fentes verticales, mais pas les plus gros chats, comme les tigres et les lions. Leurs pupilles sont rondes, comme les humains et les chiens », a déclaré le co-auteur de l'étude, le Dr William Sprague de l'Université de Californie à Berkeley.

Parmi les 65 prédateurs aux yeux frontaux de l'étude, 44 avaient des pupilles verticales et 82% d'entre eux avaient une hauteur d'épaule inférieure à 16,5 pouces (42 cm).

Les pupilles verticales semblent maximiser la capacité des petits animaux à évaluer les distances des proies.

L'équipe a expliqué cela en calculant que les indices de profondeur de champ basés sur le flou sont plus efficaces pour estimer les distances pour les petits animaux que pour les grands.

Martin S. Banks et al. 2015. Pourquoi les yeux des animaux ont-ils des pupilles de formes différentes ? Avancées scientifiques, vol. 1, non. 7, e1500391 doi: 10.1126/sciadv.1500391


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