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L’idée selon laquelle les serpents sont sourds est largement répandue, notamment parce qu’ils ne possèdent pas d’oreilles visibles, et parce que les scientifiques ne disposent que de peu d’éléments pour affirmer qu’ils entendent. Et pourtant, les serpents possèdent une oreille interne avec une cochlée (ou colimaçon) fonctionnelle.
Dans un article récent de la revue Physical Review Letters, des scientifiques de l’Université technique de Munich (TUM) et du Centre Bernstein de neurosciences computationnelles (BCCN) montrent que les serpents peuvent utiliser cet organe pour percevoir de minuscules vibrations de la surface du sol causées par le déplacement de leurs proies. Leurs "oreilles" sont si sensibles, que les serpents peuvent non seulement détecter qu’une proie s’approche, mais aussi savoir de quelle direction elle vient.
Chaque choc sur une surface sableuse provoque des ondes de vibrations qui se propagent superficiellement depuis leur source, à une vitesse d’environ 50 mètres par seconde et avec une amplitude de seulement quelques micromètres, ce que le serpent peut malgré tout percevoir. Lorsque les serpents posent leur tête sur le sable, les mâchoires supérieure et inférieure sont mises en mouvement par l’onde. Ces vibrations sont transmises par une série d’os reliés à la mâchoire inférieure jusqu’à l’oreille interne. Ce processus est comparable à celui qui se produit lors de l’acheminement de signaux acoustiques par les osselets dans l’oreille moyenne humaine.
Les mammifères et les oiseaux peuvent localiser des bruits en mesurant le décalage d’arrivée de l’onde sonore entre les deux oreilles. Les bruits qui arrivent de droite parviennent à l’oreille droite une fraction de seconde avant la gauche, et inversement. Sur la base de cette différence, le cerveau calcule d’où vient le bruit.
Grâce à une combinaison d’approches issues de la biomécanique, de la construction navale et de la modélisation de circuits neuronaux, les chercheurs ont pu montrer que les serpents, avec leur système auditif original, sont également en mesure de localiser la source de vibration. Les parties droite et gauche de leur mâchoire inférieure ne sont pas reliées de manière rigide, mais plutôt par des ligaments flexibles. Les deux moitiés de la mâchoire inférieure peuvent donc se mouvoir indépendamment l’une de l’autre. Si le serpent pose sa tête au sol, elles peuvent "tanguer" sur le sable comme deux bateaux sur l’eau, permettant ainsi l’écoute en stéréo.
A l’aide de modèles mathématiques, les scientifiques ont représenté les mouvements de la mâchoire inférieure lors de l’arrivée d’une onde de surface sur le sable. Ils ont ainsi montré que la différence minime entre l’arrivée de l’onde à droite et à gauche de la tête du serpent suffit pour que celui-ci localise la source.
La mobilité marquée de la mâchoire des serpents est apparue au cours de l’évolution car elle leur permet d’ouvrir très largement la gueule et, ainsi, de manger des proies de taille importante, avantage évolutif de taille lorsque les proies sont rares et la concurrence sévère. Sans cette séparation des deux moitiés de la mâchoire inférieure, les serpents n’auraient pas pu développer cette forme particulière d’ouïe.
