Entendre et localiser les cliquetis métalliques des Pipidae : comment se sont-elles adaptées pour communiquer en milieu aquatique
Résumé
Les mâles des grenouilles de la famille des Pipidae chantent et entendent sous l’eau. Au cours de leur évolution, ces vertébrés sont retournés à une vie complètement aquatique. Comparativement aux autres anoures (grenouille, crapaud, rainette), les Pipidae présentent de nombreuses adaptations liées à la vie aquatique. Elles n'ont ni langue, ni cordes vocales dans le larynx; les tympans sont sous la peau et cartilagineux. Ils sont reliés entre eux par une cavité d’oreille moyenne unique qui communique par la bouche via une unique trompe d’Eustache dans le plan médian de la tête. Les cliquetis métalliques produits lors des vocalisations sont intenses avec une fréquence dominante allant de 0,45 à 5,5 kHz - des sons dont la longueur d'onde est bien supérieure aux dimensions corporelles des animaux, ce qui impacte l’audition - notamment la localisation de la source sonore (compétiteur ou partenaire). L’inter-connectivité entre les surfaces internes des tympans est directe, contrairement aux espèces non Pipidae. Par ailleurs, les poumons peuvent influencer l’audition des grenouilles. Différents modèles ont été proposés dans la littérature. Nous avons exploré l’anatomie fonctionnelle de la cavité d’oreille moyenne et du système pulmonaire de ces espèces de Pipidae. Quel impact ont les cavités d’oreilles moyennes et respiratoires sur l’audition ? Est-ce que la cavité d’oreille moyenne est remplie d’air sous l’eau ? A quelles fréquences résonnent la cavité d’oreille moyenne et les poumons ? Est-ce que la géométrie réelle de la cavité de l’oreille moyenne à une influence sur les fréquences de résonances comparativement au modèle de la sphère ou du tube proposé dans la littérature ? Nous avons tenté de répondre à ces questions grâce à une imagerie multimodale (Cinéradiographie microtomographie par rayon X in vivo et synchrotron), en examinant la forme et la fonction de l’oreille moyenne et d’un voie annexe d’audition puis en modélisant le comportement et les résonances des cavités auditives et respiratoire en FEM et en analytique.