Comme l’ensemble du monde vivant, la biodiversité sonore est en train de disparaître. C’est un aspect méconnu de la biodiversité, pollué par le bruit dont je parle dans un autre article : Sons, bruit & biodiversité. Vous découvrirez ici que la biodiversité sonore ne se limite pas à la beauté du chant des oiseaux…
La biodiversité sonore
Chaque écosystème peut se caractériser par une ambiance sonore qui lui est spécifique (et qui est polluée par le bruit des humains). Des scientifiques posent des capteurs dans des environnements variés, du sommet des montagnes au fond des océans, puis analysent leurs enregistrement avec deux approches complémentaires. Actuellement, en lien avec l’Office Français de la Biodiversité et le Muséum National d’Histoire Naturelle, S⊙N⊙SYLVA teste la mise en place d’un plan de suivi de la biodiversité terrestre par l’acoustique dans les forêts des espaces protégés de France métropolitaine. Par exemple, dans le PNR du Livradois-Forez, c’est la forêt départementale de la Vallée du Fossat qui a été sélectionnée pour l’étude.
Mais commençons par préciser les divers métiers de l’étude des sons (et du bruit) :
Différentes approches
La bioacoustique, née après la seconde guerre mondiale aux États-Unis, puis en France, vise à identifier, localiser les espèces animales et à comprendre leurs comportements au travers de leurs « voix ».
L’écoacoustique est une approche récente. Les scientifiques s’intéressent à la globalité des sons d’un environnement. Leur analyse a pour but d’estimer et suivre les changements de la biodiversité animale en fonction des perturbations affectant les habitats naturels (pollution, changements climatiques, expansion de l’activité humaine). Parmi les pionniers, Bernie Krause, preneur de son américain qui a notamment notamment collaboré avec les Doors, a commencé à enregistrer les sons de la nature dans les années 1980. Il a constaté que la moitié d’entre eux ont disparu en l’espace de cinquante ans… Avec l’évolution technologique, on peut aller plus loin. Il existe des « pièges audio » qui se déclenchent automatiquement. Et l’intelligence artificielle est indispensable pour traiter des mois voire des années d’enregistrements. Dans les années 2010, Jérôme Sueur, maître de conférences au Muséum national d’histoire naturelle, a défini cette branche.
« L’éco-acoustique ne traite pas de comportements mais d’écologie. Nous travaillons sur le même matériau que les bio-acousticiens, les sons du vivant, mais nous ne les étudions pas pour ce qu’ils sont mais pour ce qu’ils représentent ».
Jérôme Sueur (source)
Troisième métier qui s’intéresse aux sons de la nature : les audio naturalistes. Ils sont à mi-chemin entre science et art. Je vous conseille ce podcast de l’émission du 17 janvier 2023 de la Terre au Carré. Vous y découvrirez cette activité professionnelle rare au travers du témoignage de Marc Namblard. Il n’existe aucune formation pour y accéder. Vous pourrez aussi entendre des sons qu’il a captés : animaux bien sûr, mais aussi genêt qui libère ses graines, lac gelé au soleil…
Une grande biodiversité sonore…
La biodiversité sonore, ce ne sont pas que les chants et cris des animaux, on connaît par exemple les caractéristiques acoustiques de la photosynthèse d’algues marines (article). Pourquoi ne parle-t-on guère du « langage des végétaux » autrement que de façon très symbolique ? Tout simplement car les plantes s’expriment sous forme d’ultrasons que nous ne pouvons entendre à moins d’avoir l’idée d’utiliser un matériel spécifique… Exemple (source) :
- Un plant de tomates en situation de sécheresse émet en moyenne 35 sons par heure, contre 11 pour le tabac.
- Lorsque la tige est coupée, la tomate émet 25 sons par heure et le tabac 15.
- Globalement, le tabac stressé émet des sons de plus forte intensité que la tomate.
On voit bien là une forme de langage, spécifique à chaque espèce, et « exprimant » une situation particulière. Il pourrait s’agir de sons liés à des mécanismes de cavitation. Pour aspirer la sève brute vers le haut, la pression dans les vaisseaux conducteurs de sève est normalement inférieure à celle de la pression atmosphérique. En cas de sécheresse, de minuscules bulles d’air peuvent être aspirées et véhiculées avec la sève. Les sons pourraient provenir de la formation et l’éclatement de ces microbulles.
Bien des animaux sons sensibles aux ultrasons : dans quelle mesure réagissent-ils aux expressions sonores des végétaux ? Les insectes vont-ils éviter de pondre leurs larves sur les végétaux « stressés » ? les chauves-souris vont-elles « aider » les végétaux blessés (en dévorant par exemple l’insecte en cause) ?…
Écouter les animaux avec Nicolas Mathevon
Nicolas Mathevon est enseignant chercheur à l’Université de Saint-Étienne spécialisé en bioacoustique (équipe de neuroécologie sensorielle). Il a publié en janvier 2021 « Les animaux parlent : Sachons les écouter » (humenSciences). Ce livre est écrit en « écriture inclusive » et un QR code permet d’écouter des enregistrements d’une trentaine d’animaux.
Je vous propose de le découvrir au travers de podcasts de Baleine sous gravillons, une association dédiée au Vivant et à l’environnement (création de la chaîne de podcasts : mai 2020). Dans les épisodes mentionnés ci-dessous, Nicolas Mathevon enrichit des informations tirées de son livre en faisant entendre les sons des animaux mentionnés.
Les sons
Dans le premier épisode nous découvrons les sons et la bioacoustique.
Le son est constitué de vibrations qui se propagent dans l’air ou dans l’eau, dans trois dimensions. Les ondes se propagent plus vite dans l’eau que dans l’air. Elles se propagent encore plus vite dans les métaux. Ces vibrations sont captées par nos oreilles et transformées en message nerveux.
Le son est caractérisé par trois grandeurs. Pensons à une partition de musique : on peut y lire la fréquence (notes aiguës en haut de la portée, ou grave en bas de la portée), la durée de chaque note (courtes : croches, ci-dessus en bleu ; plus longues : noires, ci-dessus en rouge ; très longues : rondes, ci-dessus le rond violet), et l’intensité (annotations : forte, piano…).
On parle d’infrasons pour parler des sons trop graves pour que l’humain puisse les entendre… mais les éléphants peuvent les entendre.
Quant aux sons très aigus, les ultrasons ne sont pas entendus par les humains mais font partie des sons entendus par les chauve-souris et certains insectes (utiles pour eux ! un papillon qui entends les ultrasons des chauves-souris a plus de chances d’échapper à son prédateur qu’un insecte qui ne l’entendrait pas ! Mais… chauve-souris et papillons de nuit sont sensibles non seulement à la pollution sonore, mais aussi à la pollution lumineuse).
La bioacoustique
La bioacoustique étudie les communications acoustiques entre animaux. Le scientifique enregistre et analyse des signaux sonores. Puis des expériences permettent de comprendre ces signaux. Cela permet plusieurs types d’applications. Par exemple connaître les signaux acoustiques de peur des oiseaux a permis de développer des effaroucheurs dans les aéroports. Des hauts-parleurs diffusent des signaux de détresse d’oiseaux. Mais au bout d’un moment, les « vrais oiseaux » s’y habituent, il faut alors introduire un « vrai danger » comme une buse, et/ou changer un peu les enregistrements.
3 éthologistes ont reçu le prix Nobel de physiologie en 1973 ;
- Konrad Lorentz s’est intéressé à l’instinct, l’empreinte.
- Karl von Frish a étudié la danse des abeilles.
- Nicolas Tinbergen a fondé l’éthologie expérimentale de terrain. Quand on observe un animal, par exemple un merle qui chante, on peut l’étudier sous 4 angles :
- quels sont les mécanismes qui permettent ce comportement ? Ici, quels mécanismes neurophysiologiques commandent la syrinx, l’organe vocal permettant au merle de chanter ?
- quelles sont les causes évolutives qui permettent d’expliquer la présence de ce comportement ? Est-ce que le merle va mieux défendre son territoire ? ou attirer d’avantage les femelles ?
- Comment se comportement s’est-il mis en place au cours de la vie de l’animal ? L’oisillon ne sait pas chanter ni défendre son territoire comme l’adulte. Le merle doit apprendre à chanter.
- Quel est l’histoire évolutive du comportement ? L’ancêtre des oiseaux était un dinosaure, il ne chantait pas comme un merle…
Ces quatre questions constituent le cadre d’étude du comportement des animaux et, notamment, leur comportement sonore. Quand on parle de sons chez les animaux, on pense souvent en premier aux oiseaux. Nicolas Mathevon les a longuement étudiés. Il en parle longuement dans le second, le cinquième, et le sixième épisode. On peut ainsi comprendre différents rôles des vocalises des oiseaux.
Les vocalises des Oiseaux
Marquage territorial.
Un petit oiseau de la Mata Atlantica, la forêt du brésil, la paruline à sourcil blanc est un oiseau territorial assez discret. Chaque mâle défend son territoire essentiellement par son chant qui part du suraigu et descend vers les graves. Les sons aigus se propagent mal dans l’environnement dense de la forêt. Les expériences menées (diffuser des chants plus ou moins modifiés) montre que la modulation de fréquence aigu -> grave caractérise le chant de l’espèce, même si au delà de 100 m il n’en reste que la moitié. Des petites irrégularités dans la descente caractérisent chaque individu, dans la zone aiguë. Les mâles savent ainsi identifier leurs voisins. Cela peut aussi être important pour les femelles.
Autre exemple avec un oiseau à l’embouchure de l’Amazone, dans la ville brésilienne de Belem : le lipogus, la voix de l’Amazone, qui a un chant très fort. Il fait des arènes de parade, les leks. Ils se mettent à 20-30 m les uns des autres, ils ne se voient pas mais s’entendent. Ces leks existent toute l’année et sont assez stables, chaque individu a toujours la même place, les oiseaux du centre sont les « chefs d’orchestre ».
Reproduction.
Le chant du canari est assez riche. Il y a une note particulière, la note A, une trille très rapide qui déclenche la posture de copulation.
Identification des petits dans les colonies d’oiseaux marins.
Les parents Manchots par exemple les adultes se reconnaissent et identifient leur petit dans la cacophonie de la colonie (95 dB en permanence !) Des stratégies comportementales et acoustiques ont été développées. Par exemple il y a une redondance du signal, le jeune manchot répète sa signature vocale. Et la durée est proportionnelle au vent qui souffle.
Cri de quémande.
Dans un nid de chouettes effraie, le parent revient avec une seule souris. Pendant le temps de la chasse, les chouettons « discutent » et « négocient par l’acoustique » pour déterminer lequel des oisillons sera nourri. Quand le parent revient, un seul émet le cri de quémande et est nourri.
autres caractéristiques des sons des oiseaux
L’emplacement choisi par les oiseaux pour chanter est aussi important. Par exemple la fauvette et le troglodyte se perchent pour chanter : leur chant portent mieux et, surtout, ils entendent mieux leurs congénères.
On peut aussi comprendre la mise en place évolutive de certains sons.
Le pic peut taper avec son bec dans le tronc d’un arbre pour se nourrir, creuser des trous, mais aussi communiquer : le biologiste nous explique la mise en place de ce tambourinage, initialement « alimentaire », devenu rituel de communication. Cette transformation est un exemple d’exaptation.
Les biologistes s’intéressent aux organes permettant l’émission des sons. Il y a bien sûr les habituels chants, le tambourinage du pic, mais pas seulement. Certains pigeons communiquent grâce au bruit de leurs ailes, avec une plume modifiée qui sert de sifflet.
Il a observé l’effet d’audience chez les oiseaux. Par exemple un mâle diamant mandarin connaît la voix de sa femelle, il y répond différemment selon qu’il est en présence d’autres oiseaux, célibataires ou appariés. Le cordon bleu fait une parade nuptiale vocale et, en même temps qu’il chante, bat des pieds, ces « claquettes » dépend de l’audience et fait partie de la parade nuptiale.
Pour finir, il n’y a que 50% des oiseaux qui chantent. Le répertoire est plus ou moins varié : le Rossignol a un répertoire de plus de 100 chants différents, contrairement au diamant Mandarin qui n’en a qu’un seul. Le record de la variété du répertoire appartiendrait au Moqueur qui peut aligner environ 1000 chants différents. Ces oiseaux doivent apprendre ces chants quand ils sont oisillons, d’un adulte de leur espèce.
Les crocodiliens
Les crocodiliens constituent un groupe proche des oiseaux. Eux-aussi communiquent par des sons. L’épisode quatre nous emmène écouter les jacarés, ces caïmans sud américains. On découvre notamment la synchronisation des éclosions et l’aide maternelle déclenchée par les sons des « nouveaux nés ». Il montre aussi que la mère jacaré réagit différent selon que le jeune émet un cri de contact ou un cri de détresse.
Les Mammifères marins
Chez les pinnipèdes, la reconnaissance mère / petit est plus ou moins rapide et il s’agit d’une reconnaissance vocale. Le montrer n’est pas évident. Par exemple, c’est au moment de la débâcle que les mères morses sont avec leurs petits. Autrement dit quand les blocs de glace se fragmentent et changent en permanence de place… Les scientifiques ont néanmoins réussi à montrer que les mères reconnaissent rapidement la voix des petits. Mais le petit peut mettre du temps pour identifier la voix de sa mère.
Configuration très différente chez les otaries à fourrure, les mères peuvent partir 3 semaines pour se nourrir : la reconnaissance vocale se fait très rapidement, et ce dans les deux sens.
Le troisième épisode s’intéresse aux animaux marins. En particulier au chant des baleines, des dauphins, des orques et d’autres cétacés. Les baleines s’écoutent à des milliers de km à la ronde et le cachalot détient le record en matière de puissance de son émise.
Les mammifères terrestres : Primates
Les singes ont une communication vocale intéressante à étudier. Dans le sixième épisode on découvre le Langur, un singe qui vit en groupe. Quand il émet un cri d’alarme, il continue tant qu’il n’a pas entendu chaque membre de son groupe.
La hiérarchie dans le groupe est « audible ». Ainsi, chez les babouins, le dominant grogne, le dominé crie à tue-tête.
Poursuivons avec des exemples à entendre dans le septième épisode. Les singes vervet montre une communication référentielle : ce singe africain émet un son différent selon le prédateur repéré – un prédateur terrestre comme un léopard, ou un prédateur aérien comme l’aigle martial, ou enfin un serpent. 3 cris différents, auxquels les réponses sont différents après un apprentissage que le petit doit acquérir.
L’étude des vocalises des singes est souvent compliquée. Des expériences ont été menées chez des bonobos en captivité, les singes ne réagissent pas si on se contente de mettre un haut parleur. Les primates ne sont pas faciles à « leurrer ».
Les Mammifères terrestres : hyènes
Sortons du monde des primates pour découvrir un autre mammifère terrestre, la hyène tachetée. Cet animal qui vit en grands groupes sociaux (jusqu’à 80 individus) dispose de plusieurs sons qu’elle sait moduler pour communiquer. Le son le plus connu est qualifié de « rire » par les humains même si, en réalité, il s’agit d’un cri de frustration. Les hyènes chassent en coopérant. Quand elles mangent une proie, il n’y a pas de place pour toutes, les dominées sont éjectées et « rient ». Ce « rire » est puissant. Dans le Serengeti, 80% des proies mangées par les lions ont été tuées par les hyènes, possible que le « rire » des dominées ait un rôle à jouer. Autre cri, le « whoooooop » des hyènes permet une communication à longue distance quand 2 groupes se rencontrent. Il s’agit là d’un cri de reconnaissance.
Les surricates vivent aussi en grand groupes sociaux. Leur répertoire vocal est important.
Les Poissons
Dans l’épisode quatre, on entend des poissons (avec des sons variés même s’ils restent rudimentaires), et le biologiste nous explique que les otolithes des poissons leur permettent d’entendre sous l’eau.
Dans le cinquième épisode, on peut poursuivre la découverte des répertoires sonores des poissons. On découvre ainsi le ligament sonique qui permet au poisson clown de produire des sons. Puis le répertoire vocal du Piranha, poisson qui vit en groupe.
Les Cichlidés présentent de nombreuses caractéristiques, notamment chez une espèce africaine du lac Malawi, les mâles émettent des sons quand ils ont creusé leur nid pour évincer les compétiteurs et attirer les femelles. Et les larves se développent moins bien dans des environnements bruyants.
Dernier poisson, l’Astyanax, poisson mexicain qui a une forme de surface qui voit, et une forme des cavernes aveugle : la communication sonore diffère d’une forme à l’autre.
Les Insectes
Le cinquième épisode continue avec les insectes dont le corps est entouré par un exosquelette. Par exemple chez les grillons, qui ne volent pas, les ailes produisent des sons.
conclusion
Je tire ma conclusion du huitième épisode.
- Les animaux ont-ils un langage ? Ils n’ont pas UN langage, mais chaque espèce animale a SON langage : un système de communication acoustique où de l’information est codée sous forme de sons.
- Si le langage humain est le propre de l’homme, le langage n’est pas réservé aux humains. D’un animal (incluant les humains) à l’autre, il y a simplement des différences de complexité et de diversité.