Nous avons tous entendu parler des calmars et des pieuvres qui utilisent des pigments pour se fondre dans leur environnement, mais qu’en est-il de devenir complètement invisible ? Pour devenir réellement transparent et donner l’impression de ne pas être là, vous devez soit permettre à la lumière de vous traverser sans entrave, soit courber la lumière autour de vous – de sorte qu’aucune ne se reflète sur un observateur. C’est une tâche délicate, mais certains animaux y parviennent presque.
Pieuvre de verre
Dans l’océan, les animaux ont deux choix s’ils veulent se cacher. Les créatures qui vivent dans les profondeurs de l’océan, près du plancher océanique, peuvent se fondre dans le sable ou les rochers, ou se cacher dans les coraux. Dans les profondeurs de l’océan, il fait souvent nuit noire de toute façon et les prédateurs n’ont pas d’yeux, donc être invisible n’est pas nécessaire.
Les animaux qui vivent près de la surface et qui veulent se cacher peuvent produire d’éblouissantes manifestations lumineuses dans un processus connu sous le nom de bioluminescence, déroutant les prédateurs en dessous qui pensent regarder un soleil pommelé frappant la surface de l’eau. Les animaux qui vivent dans les eaux intermédiaires n’ont cependant aucune de ces options. Cette région est connue sous le nom de zone pélagique, et il se trouve aussi que c’est là que vivent la plupart des animaux invisibles.
Peut-être que la façon la plus simple de devenir invisible est d’être transparent et de laisser la lumière vous traverser complètement. Dans les océans ouverts, qui manquent de structures derrière lesquelles se cacher, être transparent est un excellent moyen de se cacher de tous les points de vue et angles. C’est tellement populaire en fait que la transparence a indépendamment évolué de multiples fois chez des animaux sans aucun lien entre eux.
Un de ces animaux, la pieuvre de verre (Vitreledonella richardi) est ainsi nommée parce qu’elle est presque entièrement transparente. La créature gélatineuse peut atteindre 45 cm, si l’on inclut les tentacules. Elle vit à 300-1000m sous la surface dans les eaux tropicales et subtropicales du monde entier, et est presque totalement invisible pour les prédateurs, à l’exception de son système digestif, de ses nerfs optiques et de ses yeux.
Mais à quoi bon rendre tout son corps transparent, si les yeux et les entrailles restent visibles ? Pire encore, ces organes vont projeter des ombres sur les fonds marins en dessous, ce qui les rendra plus visibles pour les prédateurs. Les yeux doivent absorber la lumière pour fonctionner, il est donc impossible qu’ils soient transparents. Les viscères trahissent leur contenu, donc à moins qu’un animal ne se nourrisse de matière transparente, ils seront visibles. Cependant, la pieuvre, et toutes les créatures transparentes, font de grands efforts pour dissimuler ces organes opaques. La pieuvre de verre (Vitreledonella richardi), par exemple, a des yeux très allongés qui réduisent sa vision périphérique, mais minimisent l’ombre qu’elle projette en dessous – ce qui la rend moins susceptible d’être détectée par les prédateurs chassant par le bas. Il existe également des preuves qu’elle oriente son corps de manière à minimiser son ombre.
La pieuvre de verre n’est pas le seul animal transparent à avoir imaginé un moyen ingénieux de camoufler ses yeux. De nombreux mollusques transparents camouflent leurs yeux avec des miroirs, car les miroirs en pleine mer ne reflètent que plus d’océan et sont donc invisibles.
Cranchiidae ou calmar de verre
La famille des calamars de verre, dont il existe une soixantaine d’espèces, est presque entièrement transparente. Ils vivent, là encore, dans la région pélagique des océans du monde entier, entre 200 et 1000 m sous le niveau de la mer.
Bien que leur corps soit entièrement transparent, leurs grands yeux sont opaques, ce qui constitue un problème car les prédateurs qui nagent en dessous peuvent facilement voir l’ombre qu’ils projettent. Cependant, le calmar de verre (Cranchiidae) utilise une forme intelligente de camouflage pour les cacher. Il utilise des photophores – des organes situés sous ses yeux – pour produire de la lumière selon une astuce appelée contre-illumination. Cette lumière ressemble beaucoup à la lumière du soleil qui filtre depuis le haut, ce qui rend le calmar complètement invisible pour les prédateurs qui nagent en dessous de lui. Cependant, la lumière pourrait rendre le calmar très visible pour les spectateurs qui le regardent sous d’autres angles. Plutôt qu’une cape d’invisibilité, la lumière rougeoyante pourrait agir comme un phare attirant les prédateurs vers lui.
Les chercheurs de l’Université de Pennsylvanie ont découvert que les photophores du calmar sont étonnamment capables d’adapter la quantité de lumière qu’ils produisent à celle qui arrive de toutes les directions, créant ainsi une sorte de cape d’invisibilité omnidirectionnelle.
Le ver des profondeurs tomopteris
Ce genre, ou groupe de vers polychètes planctoniques marins, est presque totalement transparent, ce qui le rend très difficile à voir pour les prédateurs. Paradoxalement, au moins 11 espèces du groupe peuvent également émettre des couleurs lumineuses vives. La plupart des vers tomopteris émettent une lumière bleue, mais une espèce, Tomopteris nisseni, peut produire une lumière jaune et est l’une des rares créatures de ce type sur la planète à le faire.
Certains vers tomopteris peuvent même distraire les prédateurs en libérant une partie lumineuse de leur corps appelée parapode, ce qui incite le prédateur à poursuivre la partie du corps dissipée plutôt que le ver lui-même.
Les salpes de mer
Une salpe est une créature en forme de tonneau complètement transparente qui nage et se nourrit en même temps en pompant l’eau à travers son corps gélatineux. Elles filtrent le phytoplancton présent dans l’eau pour s’en nourrir. Bien qu’elles ressemblent un peu aux méduses, elles sont en fait plus sophistiquées et sont étroitement liées aux poissons et aux vertébrés – elles ont un cœur et des branchies et peuvent se reproduire sexuellement.
Les salpes ont un cycle de vie fascinant. Pendant une partie de celui-ci, elles vivent par elles-mêmes, mais elles se clonent ensuite et forment de longues chaînes et d’autres formes d’organismes connectés. Les salpes individuelles synchronisent leur nage en communiquant entre elles par des signaux électriques.
Hyperiides
Parfois, être transparent ne suffit pas et les organismes ont besoin d’autres tours dans leur sac pour rester invisibles. C’est en tout cas le cas des Hyperiidés, un petit crustacé portant une ressemblance avec une crevette. Ils sont capables de se cacher des prédateurs en étant transparents. Mais cela ne les mène pas loin. Un plan de verre est également transparent, mais vous pouvez quand même le voir si vous l’éclairez, car la lumière est réfléchie. C’est un problème particulier dans l’océan car de nombreux prédateurs utilisent la bioluminescence comme projecteur lorsqu’ils chassent leurs proies.
Une étude récente suggère qu’il y a plus dans la capacité de l’hyperiide à se cacher que la simple transparence. Il s’avère qu’ils utilisent une sorte de nanotechnologie pour interférer avec la lumière et la courber, se camouflant et les rendant presque invisibles. Les scientifiques ont utilisé un microscope électronique à balayage pour analyser de près sept espèces d’hyperiides. Ils ont constaté que les pattes d’une espèce étaient couvertes de minuscules protubérances ressemblant à des poils de taille nanométrique.
Le corps de cette espèce, et de six autres, était également couvert de bosses ou de sphères de taille nanométrique allant de moins de 100 nanomètres à environ 300 nanomètres. La taille minuscule des bosses pourrait minimiser la diffusion de la lumière et les scientifiques ont constaté qu’une combinaison des deux nanostructures – les bosses et les poils – pouvait réduire la réflectance jusqu’à 100 fois. Ce qui est bizarre, c’est que les chercheurs pensent que ces sphères pourraient en fait être des bactéries.
Japetella heathi et Onychoteuthis banksii
Le calmar Japetella heathi et la pieuvre Onychoteuthis banksii ont également un tour de passe-passe inédit en matière d’invisibilité : ils peuvent passer rapidement de la transparence à une couleur brun rougeâtre.
Ils vivent tous deux dans l’océan Pacifique, entre 600 et 1000 m de profondeur – ce qu’on appelle la zone mésopélagique. Bien qu’être transparent aide beaucoup à l’invisibilité près de la surface de l’eau, comme la lumière diffuse du soleil depuis la surface passe directement à travers les tissus transparents, lorsque vous faites briller une lumière directement sur quelque chose qui est transparent, il devient soudainement très visible.
Malheureusement, cela se produit assez souvent dans les eaux profondes, où les prédateurs utilisent des organes émetteurs de lumière appelés photophores comme un projecteur lorsqu’ils chassent. Les proies à ces profondeurs sont souvent rouges ou noires afin de réfléchir le moins possible la lumière bleue. Japetella heathi, une pieuvre, et Onychoteuthis banksii, un calmar, sont capables de passer de l’un à l’autre, mais comment font-ils ? La peau de ces deux espèces contient des cellules sensibles à la lumière appelées chromatophores. Ces cellules contiennent un colorant et lorsqu’elles détectent la lumière, elles se dilatent immédiatement et libèrent le pigment.
Les saphirs de mer
Les saphirs de mer (Sapphirina) sont des créatures de la taille d’une fourmi qui vivent dans les mers chaudes tropicales et subtropicales. Ils appartiennent à un groupe de crustacés appelés copépodes. Différentes espèces émettent une gamme de couleurs iridescentes brillantes, allant des bleus vifs aux rouges et aux ors.
Ce qui est remarquable chez eux, c’est qu’une seconde ils peuvent briller de mille feux et la suivante ils semblent presque disparaître et la façon dont ils le font est fascinante. Les cellules de leur peau, ou cuticule, contiennent de minuscules plaques de cristaux disposées en nid d’abeille hexagonal. Ces cristaux contiennent de la guanine, l’une des quatre bases qui composent l’ADN. Les couches de cristaux sont séparées les unes des autres par un fluide semblable à une soupe, appelé cytosol.
Une équipe de scientifiques a découvert que si les couches de cristaux de guanine ont toujours exactement la même épaisseur – 70 nanomètres -, l’épaisseur du cytosol entre les couches varie de 50 à 200 nanomètres. C’est cette variété qui détermine la couleur du saphir de mer. Des couches plus épaisses de cytosol entraînent la réflexion de longueurs d’onde de lumière plus importantes, ce qui donne au copépode un aspect rouge ou magenta.
La couleur dépend également de l’angle de la lumière qui les frappe. Si l’angle devient de plus en plus petit, la longueur d’onde de la lumière réfléchie devient plus courte et la couleur plus violette. Si l’angle devient suffisamment petit, alors la lumière réfléchie se situe dans le spectre UV, ce qui signifie que nous ne pouvons pas la voir et que les saphirs de mer disparaissent. Les chercheurs ont constaté que la lumière qui frappait les crustacés à un angle de 45° les rendait effectivement invisibles.
Le papillon glasswing
Tous les animaux transparents évoqués jusqu’à présent vivaient dans la mer, et il y a une bonne raison à cela. Pour être transparent, il faut être composé d’éléments qui n’absorbent ni ne réfléchissent la lumière. C’est une tâche difficile pour les plantes et les animaux qui vivent sur terre, car il existe une grande différence entre l’indice de réfraction des tissus vivants et celui de l’air. L’indice de réfraction d’un matériau décrit la vitesse à laquelle la lumière le traverse. C’est dans le vide que la lumière voyage le plus vite et, de manière générale, plus un matériau est dense, plus la lumière met du temps à le traverser et plus son indice de réfraction sera élevé.
Les tissus biologiques étant tellement plus épais et plus denses que l’air, lorsque les ondes lumineuses passent de la traversée de l’air à celle des tissus corporels, elles ralentissent. La lumière change alors de direction et se disperse, provoquant des réflexions qui rendent l’animal plus visible.
Dans la mer, il y a moins de différence entre l’indice de réfraction de l’eau et celui des tissus biologiques, la transparence est donc une tâche plus facile, d’où la présence de tant d’animaux « presque » invisibles. Une autre raison pour laquelle on ne trouve pas beaucoup d’animaux transparents sur terre est que les organismes ont besoin de pigments comme la mélanine pour se protéger des rayons UV du soleil.
Il existe cependant quelques exceptions à la règle de la transparence. L’une d’entre elles est le papillon glasswing (Greta oto) qui vit en Amérique centrale.
Bien que tout son corps ne soit pas transparent, ses ailes transparentes rendent difficile la traque des prédateurs pendant le vol. Pour examiner comment le papillon obtient sa transparence, les scientifiques ont examiné leurs ailes au microscope électronique. Ils ont trouvé de minuscules bosses de la taille d’un nanomètre, appelées nanopillars, qui étaient dispersées de manière aléatoire et avaient des longueurs différentes. Il semble que la taille et la répartition aléatoires des structures nanométriques aident le papillon à minimiser les réflexions sur ses ailes. Les nanopillars interfèrent avec les rayons de lumière qui frappent l’aile, ce qui fait que la plupart passent directement au travers plutôt que de rebondir.
Mollusque translucide
Une autre exception à la règle est un escargot translucide (Zospeum tholussum) qui a été découvert dans la grotte la plus profonde de Croatie. Des scientifiques de l’université Goethe de Francfort ont trouvé le mollusque transparent vivant à 980 m sous terre dans la grotte Lukina Jama-Trojama, dans une chambre pleine de roches et de sable traversée par un petit ruisseau.
L’escargot appartient à un genre d’escargots terrestres miniatures que l’on trouve dans les grottes souterraines sombres et qui sont incapables de se déplacer par eux-mêmes. Les chercheurs pensent qu’ils utilisent l’eau courante des ruisseaux pour se transporter.
Cependant, même s’il est translucide, l’escargot reste assez visible, soulignant à quel point il est difficile pour les animaux terrestres de réaliser ce que font ceux de l’océan.
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