Communication animale - Définition

La chaîne de transmission de l’information

Les signaux, supports physiques de l’information

• signaux chimiques (phéromones : molécules, souvent émises en « bouquets », milieux aériens et aquatiques, peuvent être rémanents ou non, plus ou moins volatils, souvent grande intra spécificité),
• signaux visuels (ondes électromagnétiques, statiques et/ou dynamiques, dépendants de la qualité et de la quantité de lumière ambiante sauf en grand profondeur sous-marine où les photons sont générés par l’animal lui-même, propagation sensible aux obstacles physiques telle la végétation),
• signaux acoustiques et vibrations du substrat (ondes mécaniques, produites par vibrations de structures anatomiques, soit via passage de flux d’air, soit par frottement entre deux surfaces dures, utilisables dans l’eau comme dans l’air, grande portée potentielle, faible rémanence),
• signaux tactiles,
• signaux électriques (dans l’eau seulement, nécessité d’organes spécialisés d’origine musculaire, utilisés essentiellement par des poissons, surtout en milieu trouble).

Un signal est donc un processus physique (en principe une onde ou assimilable à une onde), qui code de l’information via des paramètres de fréquence, d’amplitude et temporels (paramètres de fréquence : ex. son aigu/grave ; paramètres d’amplitude : ex. intensité sonore ; paramètres temporels : rythme d’émission & modulations de fréquence et d’amplitude). Les signaux chimiques peuvent être assimilés à une onde : spectre de fréquence : composition moléculaire du signal + concentration relative des composés, amplitude : concentration du bouquet phéromonal, paramètres temporels : variations dans le temps de la composition et de la concentration du bouquet phéromonal.

La production des signaux

Des organes souvent spécialisés.

• un exemple d’organe producteur de signal de communication montrant :
  • l’existence de structures anatomiques spécialisées dans l’émission d’un signal donné (ex. syrinx des oiseaux chanteurs, cymbale des homoptères, stridulation du grillon, glandes phéromonales des abeilles, larynx des mammifères …)
  • la présence d’un contrôle nerveux et éventuellement hormonal (ex. noyaux du chant dans le cerveau des oiseaux).
• Certains signaux sont plus difficiles à émettre, plus coûteux en énergie. Les propriétés des signaux sont fonction de la biophysique et de la biochimie de l’émission et de l’adéquation entre l’organe émetteur et l’environnement.

Des organes pilotés par la génétique, l’apprentissage et le contexte. La capacité à émettre un signal de communication peut être piloté par divers facteurs, susceptibles d’interagir de façon compliquée.

• possible contrôle génétique de la structure des signaux produits (ex. expériences de croisement inter-spécifique avec effet sur le rythme du chant chez grillon, drosophile).
• rôle limitant des capacités anatomo-physiologiques de l’animal (ex. seuls de « gros » animaux peuvent émettre des sons graves ; l’homme ne peut pas émettre d’ultrasons…).
• possible apprentissage de la production des signaux (le modèle expérimental le plus abouti est celui des oiseaux chanteurs : il faut décrire ici des expériences d’isolement des oisillons permettant de mettre en évidence que les jeunes doivent apprendre leur chant en copiant un tuteur. Ce modèle est également l’occasion de changer d’échelle pour l’étude des processus biologiques en jeu : c’est dans les noyaux cérébraux moteurs pilotant le chant chez l’oiseau qu’a été mise en évidence pour la première fois une neurogenèse chez un vertébré adulte).
• possible apprentissage du contexte d’utilisation (un exemple livresque est celui des signaux d’alarme chez les singes vervets où des cris de trois structures acoustiques différentes sont émis dans trois contextes de prédation différents : attaque aérienne par un aigle, attaque terrestre léopard par exemple, et arrivée d’un serpent. L’utilisation adéquate de ces cris par les jeunes est soumise à un apprentissage).
• la décision d’envoyer ou non un signal à un moment donné, son niveau de complexité et de puissance (son intensité) sont fonction de l’état énergétique et psychologique de l’émetteur, ainsi que des risques encourus (prédation, présence de congénères compétiteurs ou alliés, modulation hormonale, etc…).

La transmission des signaux dans l’environnement

• Pour passer de l’émetteur au récepteur, tout signal devra traverser un « canal de transmission » selon le terme consacré (on dit aussi « canal de propagation »). Cette traversée n’a rien d’anodine pour la communication : le canal de transmission va agir comme un filtre, modifiant le signal émis. La conséquence est majeure : le signal reçu par l’animal récepteur ne peut être identique au signal envoyé par l’émetteur. Cette contrainte, potentiellement majeure, pèse sur tout processus de communication.
• la portée d’un signal dépend de ses caractéristiques physiques et des contraintes du milieu. On peut citer comme exemple la différence entre les milieux ouverts (i.e., sans végétation) et les milieux forestiers pour la propagation des signaux acoustiques et visuels (ex. réverbération des sons en forêt ⇒ modification de la durée des signaux), la différence eau/air pour la propagation des sons (le milieu aquatique est idéal pour la transmission des ondes sonores), l’importance des courants d’eau et d’air pour la propagation des phéromones.

La réception des signaux

La réception du signal par l’animal émetteur est bien sûr une étape cruciale du processus de communication. Cette partie doit détailler les processus par lesquels les signaux sont intégrés par l’organisme au niveau de structures réceptrices (transduction en signaux nerveux), comment l’information est décodée et les conséquences sur l’animal récepteur en termes d’état physiologique et de réponse comportementale.

• Chimioréception, photoréception, électroréception, audition. Un exemple détaillé d’une des modalités permettra de présenter l’ensemble de la chaîne de réception depuis la stimulation de l’organe récepteur, le codage nerveux, jusqu’à l’intégration par le système nerveux central (exemples pouvant être utilisés : organe auditif chez le grillon champêtre ; organe voméronasal des mammifères ; réception des phéromones par l’antenne du Bombyx ; œil des Vertébrés, etc…).
• En vue d’une généralisation, les principes suivants doivent être explicités : un récepteur sensoriel est une fenêtre ouverte sur le monde extérieur (c’est un filtre, sensible à une certaine bande passante du signal ; ex. l’oreille des chauve-souris est sensible aux ultrasons, pas l’oreille humaine), en charge de la transduction du signal de communication en un signal nerveux.

Interprétation des signaux et décision

• perception et classification du signal par le système nerveux central : reconnaissance, éventuelle discrimination entre les signaux et classification des signaux perçus.
• interprétation du signal et extraction de l’information du signal. Traitement de l’information (ex. rôle des aires associatives corticales chez Vertébrés).
• élaboration de la réponse au signal (décision) sur la base de l’interprétation du signal par le système nerveux central. Des alternatives à une réponse comportementale directe existent, telle l’attente de la réception de signaux complémentaires. Mise en jeu possible de la mémoire à court et long terme.

Conclusion

La triade « émetteur-signal-récepteur » constitue le schéma de base de la communication. Cependant, la situation est la plupart du temps plus complexe : les systèmes naturels s’organisent souvent en « réseaux de communication », où chaque individu peut-être à la fois émetteur et récepteur. La possibilité d’auditeurs non souhaités, parasitant l’information, est également fréquente.