Quelques bases sur la chauve-souris

Pendant des siècles, on s’est interrogé sur la façon dont elles sont capables de s’orienter dans le noir : est-ce grâce à une vision exceptionnelle ou à un sens totalement différent ? Le premier à tenter de résoudre ce mystère est un abbé italien de la fin du 18ème siècle : Lazzaro Spallanzani.

Fonction des ultrasons

Dans beaucoup de cas, l’utilisation de hautes fréquences confère un considérable avantage pour la communication et encore plus dans l’écholocation. Les chauves-souris sont capables d’exploiter les principes de la physique, en ayant recours par exemple à l’effet Doppler, et subissent les mêmes contraintes naturelles que les systèmes sonars fabriqués par l’homme.

Emission

Expliquons tout d’abord très rapidement le principe de l’écholocation. La chauve-souris émet un ultrason par ses cordes vocales et qui sort par la bouche ou le nez. Dès que cet ultrason rencontre un obstacle (proie, végétation...), il rebondit vers la chauve-souris. Celle-ci capte l’écho grâce à ses oreilles, son cerveau va alors calculer la distance, la vitesse, la position et la forme de l’objet détecté. Tout cela a lieu en une fraction de seconde. Il arrive que les chauves-souris émettent des cris audibles par l'homme, il ne s'agit alors évidemment pas d'ultra-sons, mais de cris que l'on qualifie de «cris sociaux», c'est-à-dire des cris qui sont utilisés par les chauves-souris pour communiquer entre elles (territorialité, agressivité, parade nuptiale, cri d'appel d'un jeune à sa mère, ...)

Toutes les chauves souris n'émettent pas des ultrasons de la même manière. Le type de cri varie en fonction des espèces et de la situation. Par exemple, en chasse, la chauve-souris émet plus fréquemment afin de pouvoir suivre sa proie avec précision, d'estimer sa taille et sa vitesse. Certaines chauve-souris émettent dans les fréquences audibles pour l'homme.

Réception et traitement des Informations

Les oreilles des chauves-souris sont adaptées à leur mode d’audition particulier. Comme chez la plupart des mammifères, la cochlée contient une membrane qui va propager les vibrations engendrées par l’arrivée d’ondes sonores sur le tympan. Ces vibrations vont stimuler les cellules ciliées de cette membrane qui vont à leur tour activer les cellules du ganglion spiral, le nerf auditif et enfin le cortex auditif. La fréquence de décharge dans les fibres du nerf auditif est proportionnelle à l’amplitude du son, c’est-à-dire que plus l’écho est intense, plus cette fréquence de décharge va être élevée. La durée des échos et les intervalles entre ceux-ci sont décryptés par le cerveau par la manière dont se succèdent les signaux nerveux qu’il reçoit. La fréquence des échos, enfin, est codée par les cellules de la membrane basilaire contenue dans la cochlée : la cochlée contient un  liquide qui stimule les cellules basilaires au rythme des vibrations.

Pourquoi plusieurs animaux utilisent des ultrasons plutôt que des sons «ordinaires» comme la majorité des animaux ?

• Hypothèse 1 : La première réponse possible conteste la question en pointant le fait qu’elle n’est due qu’à une vision anthropocentrique. L’audition humaine normale débute vers 2 kHz pour décliner progressivement dans les hautes fréquences jusqu’à 20 kHz. Le spectre audible des autres mammifères, quant à lui, a généralement la même dispersion mais pour des fréquences supérieures. Le spectre audible maximum des chauves-souris s’étend d’environ 20 kHz à 120 kHz. Il n’est donc pas surprenant que certains mammifères utilisent des ultrasons.
• Hypothèse 2 : Pourquoi utiliser les sons "ordinaires" ? Pour les petits animaux, en effet, les ultrasons sont faciles à produire, à transmettre et à recevoir. Ce sont les basses fréquences qui sont difficiles à produire pour eux, principalement parce qu’elles nécessitent des structures corporelles importantes (le son le plus grave enregistré dans le monde animal est produit par la baleine).
• Hypothèse 3 : Les propriétés des ultrasons donnent aux animaux qui les utilisent plusieurs avantages exploitables. La seule différence réelle entre les ultrasons et les sons «normaux» est que l’air absorbe plus les hautes fréquences, d’ailleurs, cet effet est amplifié au-delà de 20 kHz et dépend aussi du taux d’humidité du milieu.

Perturbations liées à l'environnement

Le milieu peut être ouvert (prairies...), dans ce cas, les chauves-souris chassent des insectes en vol sans être gênées par les échos de la végétation. Elles peuvent aussi chasser en lisière de la végétation, se nourrissant d’insectes en vol, ou à la surface de l’eau (qui agit comme un miroir pour l’écho si l’eau est calme), mangeant des poissons. Enfin, le milieu peut être dense, avec beaucoup de végétation. Dans ce dernier milieu, on distingue deux stratégies de chasse différentes adoptées par les chauves-souris : certaines vont attraper la nourriture sur une surface (au sol, sur une branche...), d’autres détectent les battements d’ailes des insectes et les capturent en vol. Mais beaucoup de chauves-souris ne chassent pas que dans un seul type d’habitat. On observe tout de même qu’elles vont plutôt vers des habitats présentant moins de perturbations que celui dont elles viennent. Les cris d’écholocation sont différents selon le type d’habitat, pour s’adapter aux différents problèmes à résoudre comme l’écho de la végétation perturbant celui de la proie.