Note de la rédaction: cette histoire a été mise à jour à 11 h 20 E.D.T. le vendredi 17 mai
Transformer les particules légères en informations visuelles est un travail difficile, et votre corps dépend de l'oxygène pour faire le travail. Cela est vrai si vous marchez sur la terre sur deux membres ou nagez dans la mer avec huit.
En fait, selon une étude récente du Journal of Experimental Biology, la quantité d'oxygène disponible pour les invertébrés marins comme les calmars, les crabes et les pieuvres peut être beaucoup plus importante pour leur vision qu'on ne le pensait auparavant. Dans l'étude, publiée en ligne le 24 avril, les chercheurs ont constaté une baisse significative de l'activité rétinienne chez quatre espèces de larves marines (deux crabes, une pieuvre et un calmar) lorsque les animaux ont été exposés à des environnements à oxygène réduit pendant aussi peu que 30 minutes.
Pour certaines espèces, même une minuscule baisse des niveaux d'oxygène a entraîné une perte de vision presque immédiate, provoquant finalement une cécité presque totale avant que l'oxygène ne soit de nouveau activé.
Selon l'auteur principal de l'étude, Lillian McCormick, doctorante à la Scripps Institution of Oceanography à La Jolla, en Californie, une certaine forme de déficience visuelle peut être une réalité quotidienne pour ces espèces, qui migrent entre la surface hautement saturée en oxygène de l'océan et son hypoxique. (faible teneur en oxygène) des profondeurs au cours de leurs routines quotidiennes d'alimentation. Et comme les niveaux d'oxygène océanique continuent de baisser dans le monde entier, en partie à cause du changement climatique, les risques pour ces créatures pourraient s'intensifier.
"Je crains que le changement climatique ne fasse qu'aggraver ce problème", a déclaré McCormick à Live Science, "et que la déficience visuelle pourrait se produire plus fréquemment en mer".
Piquer un céphalopode dans l'œil
Pour la nouvelle étude, McCormick et son équipe ont enquêté sur le calmar du marché (Doryteuthis opalescens), poulpe à deux points (Octopus bimaculatus), le crabe de thon (Pleuroncodes planipes) et gracieux crabe commun (Metacarcinus gracilis). Ces espèces sont toutes localisées dans l'océan Pacifique au large de la Californie du Sud, et elles se livrent toutes à une plongée quotidienne connue sous le nom de migration verticale. La nuit, ils nagent près de la surface pour se nourrir; le jour, ils descendent à de plus grandes profondeurs pour se cacher du soleil (et des prédateurs affamés qu'il apporte).
À mesure que ces créatures migrent de haut en bas de la colonne d'eau, la disponibilité en oxygène change considérablement. L'océan regorge d'oxygène près de la surface, où l'air et l'eau se rencontrent, et nettement moins saturé d'oxygène à 165 pieds (50 mètres) sous la surface, où de nombreux crustacés et céphalopodes se cachent pendant la journée.
Pour savoir si ces variations quotidiennes d'oxygène affectent la vision des animaux, McCormick a attaché de petites électrodes aux yeux de chacune de ses larves testées, dont aucune ne mesurait plus de 0,15 pouces (4 millimètres). Ces électrodes ont enregistré l'activité électrique dans les yeux de chaque larve alors que ses rétines réagissaient à la lumière - "un peu comme un électrocardiogramme, mais pour vos yeux au lieu de votre cœur", a déclaré McCormick.
Chaque larve a ensuite été placée dans un réservoir d'eau et amenée à regarder une lumière brillante tandis que le niveau d'oxygène de l'eau diminuait régulièrement. Les niveaux sont passés de 100% de saturation de l'air, niveaux d'oxygène que vous vous attendez à trouver à la surface de l'océan, à environ 20% de saturation, ce qui est inférieur à ce qu'ils connaissent actuellement. Après 30 minutes de cette condition de faible teneur en oxygène, les niveaux d'oxygène ont été remontés à 100%.
Alors que chacune des quatre espèces a montré une tolérance légèrement différente, toutes les quatre ont porté un coup dur à la vision lorsqu'elles ont été exposées à un environnement pauvre en oxygène. Dans l'ensemble, l'activité rétinienne de chaque larve a chuté entre 60% et 100% dans des conditions de faible teneur en oxygène. Certaines espèces, en particulier le calmar du marché et le crabe commun, se sont révélées si sensibles qu'elles ont commencé à perdre la vue dès que les chercheurs ont commencé à diminuer l'oxygène dans le réservoir.
"Au moment où j'ai atteint les niveaux d'oxygène les plus bas, ces animaux étaient presque aveuglés", a déclaré McCormick.
La bonne nouvelle est que la perte de vision n'était pas permanente. Environ une heure après son retour dans un environnement d'oxygène entièrement saturé, toutes les larves ont retrouvé au moins 60% de leur vision, certaines espèces rebondissant à 100% de fonctionnalité.
Aveugle dans l'eau
Il est probable que, parce que le Pacifique connaît naturellement de nombreuses conditions de faible teneur en oxygène près du sud de la Californie, ces espèces très sensibles sont confrontées à une forme de déficience visuelle chaque jour, a déclaré McCormick. (Cependant, plus de recherches sont nécessaires pour savoir avec certitude.) Avec un peu de chance, a ajouté McCormick, ces espèces à risque développent naturellement des comportements d'évitement afin de nager vers les parties de l'océan plus oxygénées lorsqu'une déficience visuelle sévère s'installe.
Cependant, selon McCormick, la désoxygénation rapide causée par le changement climatique pourrait rendre plus difficile l'adaptation de ces espèces. Selon une étude publiée en 2017 dans la revue Nature, les niveaux d'oxygène total dans l'océan ont baissé de 2% dans le monde au cours des 50 dernières années et devraient baisser jusqu'à 7% supplémentaires d'ici 2100. Le changement climatique est un facteur important à l'origine de ces selon l'étude Nature, en particulier dans les parties supérieures de l'océan, où les larves étudiées par McCromick ont tendance à passer la majeure partie de leur vie.
Cette désoxygénation induite par le réchauffement - couplée à des forces naturelles comme les schémas de circulation du vent et de l'eau qui rendent les niveaux d'oxygène près de la surface incohérents dans la région - pourrait entraîner la perte de vision des créatures plus vulnérables lorsqu'elles en ont le plus besoin. Les animaux à risque pourraient devenir moins efficaces pour chasser de la nourriture près de la surface et pourraient manquer des signes subtils de prédateurs parmi eux, a déclaré McCormick. C'est une sombre possibilité - cependant, plus de recherches sont nécessaires pour déterminer la quantité de perte de vision liée à l'oxygène qu'il faut vraiment avant que ces créatures commettent des erreurs potentiellement dangereuses.
"Si je sors mes lentilles de contact à la maison et me promène, je pourrais me couper les orteils, mais je m'en sortirai", a déclaré McCormick. "La question suivante est, combien de déficience rétinienne équivaut à un changement de comportement visuel?"
Note de l'éditeur: cette histoire a été mise à jour pour corriger la mesure des larves. Ils mesurent moins de 0,15 pouce et non 1,5 pouce de long. L'histoire a également été mise à jour pour noter que les invertébrés marins ne connaissent généralement pas une saturation en oxygène de 20% dans leur environnement normal.
