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RÉSUMÉ
La bioacoustique étudie les signaux acoustiques échangés entre les animaux. Au niveau proximal, elle s’intéresse à la production, à la propagation, à la réception des signaux ainsi qu’aux processus anatomophysiologiques et neurophysiologiques par lesquels ceux-ci sont produits et traités. Au niveau distal, elle s’intéresse à la fonction et à la mise en place de ces signaux au cours de la vie des individus (ontogénèse) et à leurs modalités d’apparition dans le règne animal (phylogénèse). L’approche est donc pluridisciplinaire, impliquant des connaissances non seulement en éthologie mais également en anatomophysiologie, génétique, évolution, écologie et traitement du signal. Cet article décline les méthodologies et les principaux sujets d’étude de cette science.
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Bioacoustics studies the acoustic signals exchanged between animals. At the proximal scale, it focuses on the production, propagation and reception of signals, as well as on the anatomo-physiological and neurophysiological processes by which they are produced and processed. At the distal scale, it focuses on the function and the establishment of these signals during the life of individuals (ontogeny) and their modalities of emergence in the animal kingdom (phylogeny). Thus, the approach is multidisciplinary, involving not only knowledges in ethology but also in anatomo-physiology, genetics, evolution, ecology and signal processing. This article describes the methodologies and the main study subjects of this science.
Auteur(s)
-
Thierry AUBIN : Directeur de recherche émérite au CNRS, docteur en neurobiologie des universités de Besançon, Nancy, Strasbourg - NeuroPSI, CNRS UMR 9197, université Paris-Saclay, France
INTRODUCTION
La bioacoustique est une branche de la science issue de l’éthologie*. Si de tout temps les hommes se sont intéressés aux sons produits par les animaux, c’est à un biologiste slovène, Ivan Regen, que l’on doit la naissance dans les années 1920 de la bioacoustique en tant que véritable discipline scientifique. Ce biologiste s’est intéressé aux stridulations produites par différentes espèces d’Orthoptères* (criquets et sauterelles), stridulations qu’il a enregistrées puis rediffusées à des individus pour observer leurs réponses. C’est ensuite le développement d’outils et de méthodes permettant d’enregistrer, d’analyser et de traiter les signaux acoustiques qui a permis l’évolution de la recherche dans le domaine de la bioacoustique. En 1945, l’invention par le laboratoire Bell du sonagraphe a permis de visualiser les trois paramètres fondamentaux du son : temps, fréquence et intensité. En 1951, l’ingénieur suisse Stefan Kudelski fabrique un magnétophone de petites dimensions et autonome en énergie qui va révolutionner l’enregistrement en milieu naturel. C’est ainsi que dans les années 1950-60, les progrès techniques dans le domaine de l’analyse et de la synthèse acoustiques ont permis véritablement d’étudier de façon précise les vocalisations animales. La bioacoustique, en tant que domaine de recherche, s’est développée d’abord dans les pays anglo-saxons, principalement à l’université de Cambridge en Angleterre et au Cornell Lab. of Ornithology aux États-Unis… puis en Europe. Petit cocorico : un laboratoire français, sous l’égide de René-Guy Busnel (directeur du laboratoire d’acoustique animale à l’EPHE et du laboratoire de physiologie acoustique à l’INRA de Jouy-en-Josas), a dès 1965 lancé la bioacoustique en France et ce laboratoire a rapidement acquis une renommée internationale. Les premiers modèles animaux étudiés par les bioacousticiens ont été les Orthoptères, les oiseaux et les cétacés. Aujourd’hui, on peut estimer que plus d’une centaine de laboratoires à travers le monde travaillent dans ce domaine. Les recherches impliquant des études en physiologie et neurophysiologie et celles impliquant des animaux domestiques s’effectuent essentiellement en laboratoire, alors que celles à visées plus éthologiques et écologiques sont davantage menées sur le terrain avec des animaux sauvages.
*un glossaire est présenté en fin d’article.
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KEYWORDS
Acoustic communication | Coding-decoding | Propagation in the environment
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Phonation et audition animale
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1. Communication animale
1.1 Communication par le son : qui et pourquoi
On ne peut pas comprendre le comportement des animaux si on n’essaie pas de connaître leur monde sensoriel. Les voies sensorielles leur servent à appréhender l’environnement mais également à communiquer. L’utilisation de signaux sonores comme mode de communication n’est pas une règle générale dans le règne animal. La communication acoustique ne s’est développée que chez les Arthropodes* et les Vertébrés et de façon complexe chez les animaux mobiles, capables de se déplacer rapidement en trois dimensions, et/ou dans des milieux encombrés ou peu éclairés. En effet, des vocalisations élaborées sont émises par les animaux se déplaçant rapidement dans l’air (insectes, oiseaux, chauves-souris) ou dans l’eau (poissons, batraciens, crocodiles, mammifères marins) ainsi que chez les animaux à vie nocturne (insectes, rapaces, chauves-souris, cétacés) ou vivant en milieu encombré d’obstacles (animaux forestiers par exemple).
Par rapport aux autres modes de communication, la communication acoustique présente un certain nombre d’avantages. À l’inverse de la communication tactile qui nécessite un contact entre individus, elle fonctionne à distance. Contrairement à la communication chimique, elle est rapide et ne laisse pas de trace. Elle supplante la communication visuelle en présence d’obstacles ou dans l’obscurité. Enfin, dans certains ouvrages scientifiques, il est indiqué que les signaux acoustiques sont peu « coûteux » à produire d’un point de vue métabolique. Cette notion de coût, basée le plus souvent sur de simples mesures de consommation d’oxygène, apparaît cependant beaucoup trop grossière pour véritablement pouvoir permettre de quantifier le métabolisme d’une production sonore.
HAUT DE PAGE1.2 Bioacoustique et les quatre questions de Tinbergen
En 1973, le prix Nobel de physiologie et de médecine a été décerné à trois éthologistes, Konrad Lorenz, Karl von Frisch et Nikolaas Tinbergen, pour leurs travaux sur le comportement animal. Ces éthologistes se sont attachés à étudier avant tout les comportements d’animaux dans leur milieu naturel et non pas uniquement en laboratoire. Nikolaas Tinbergen (1907-1988)...
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Communication animale
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - SEBE (F.), AUBIN (T.), BOUE (A.), POINDRON (P.) - Mother-young vocal communication and mutual acoustic recognition promote preferential nursing in sheep. - Journal of Experimental Biology, 211, p. 354-362 (2008).
-
(2) - MATHEVON (N.), AUBIN (T.) - Acoustic coding strategies through the lens of the mathematical theory of communication. - In: Coding strategies in vertebrate acoustic communication (Aubin T. et Mathevon N. Eds); Springer Press Cham, Switzerland, p. 1-10 (2020).
-
(3) - BRIEFER (E.), AUBIN (T.), LEHONGRE (K.), RYBAK (F.) - How to identify dear-enemies: the group signature in the complex song of the skylark Alauda arvensis. - Journal of Experimental Biology, 211, p. 317-326 (2008).
-
(4) - SHANNON (C.E.), WEAVER (W.) - The mathematical theory of communication. - University of Illinois Press, Urbana, 125 p. (1949).
-
(5) - RIEDE (T.), THOMSON (S.L.), TITZE (I.R.), GOLLER (F.) - The evolution of the syrinx: an acoustic theory. - PLoS Biology, 17(2): e2006507 (2019).
- ...
ANNEXES
Laboratoires – Bureaux d’études – Écoles – Centres de recherche
Laboratoires français spécialisés en bioacoustique
Centre de recherche en Neurosciences de Lyon, CNRS UMR 5292, équipe Neuro-éthologie sensorielle, université de St Étienne :
Ethologie Animale et Humaine, CNRS UMR 6552, université de Rennes 1 :
https://ethos.univ-rennes1.fr/
Institut de Systématique, Évolution, Biodiversité, CNRS UMR 7205, équipe Biodiversité. Muséum national d’histoire naturelle de Paris :
https://isyeb.mnhn.fr/fr/annuaire/jerome-sueur-2628
Laboratoire d’Éthologie Cognition Développement, EA 3456, université Paris-Nanterre :
Neuro-PSI CNRS UMR 9197, équipe Communications Acoustiques, université Paris-Saclay :
https://www.cb.universite-paris-saclay.fr/
Sonothèques
Sonothèque du Muséum national d’histoire naturelle :
https://www.sonotheque.mnhn.fr
Xeno-canto :
Documentation – Formation – SéminairesCongrès internationaux
African Bioacoustics Community (ABC conference) :
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