L’anguille électrique pourrait être l’un des prédateurs les plus remarquables de tout le règne animal.

C’est la conclusion de Kenneth Catania, professeur Stevenson de sciences biologiques à l’université Vanderbilt, qui a passé les trois dernières années à étudier la façon dont ce poisson sud-américain reclus utilise les champs électriques pour naviguer dans les eaux boueuses des bassins de l’Amazone et de l’Orénoque où il vit, repérer les proies cachées et les assommer pour les soumettre.

Les anguilles électriques peuvent atteindre une longueur dépassant huit pieds et un poids de plus de 44 livres. Plus des deux tiers du corps de l’anguille sont remplis de cellules spécialisées appelées électrocytes qui stockent l’électricité comme de petites batteries biologiques. Lorsque l’anguille est menacée ou qu’elle attaque une proie, ces cellules se déchargent simultanément, émettant des décharges électriques d’au moins 600 volts, soit cinq fois la tension d’une prise murale américaine standard.

« Historiquement, les anguilles électriques ont été considérées comme des créatures peu sophistiquées et primitives qui n’ont qu’un seul jeu dans leur livre de jeu : choquer leur proie jusqu’à la mort », a déclaré Catania. « Mais il s’avère qu’elles peuvent manipuler leurs champs électriques d’une manière complexe qui leur donne un certain nombre de capacités remarquables »

L’une des dernières découvertes du biologiste, rapportée dans le numéro du 29 octobre de la revue Current Biology, est que les anguilles ont une manœuvre spéciale qui leur permet de doubler le choc électrique qu’elles peuvent délivrer à des proies particulièrement grandes ou difficiles.

Le système électrique de l’anguille lui fournit essentiellement un Taser sans fil qu’elle utilise pour étourdir ses proies. Dans une étude publiée l’année dernière, Catania a indiqué que les anguilles produisent trois types différents de décharges électriques : des impulsions à basse tension pour détecter leur environnement ; de courtes séquences de deux ou trois millisecondes d’impulsions à haute tension émises pendant la chasse ; et des volées d’impulsions à haute tension et à haute fréquence lorsque l’anguille capture une proie ou se défend. Dans une série d’expériences, il a montré que les impulsions électriques produites par l’anguille n’agissent pas sur les muscles eux-mêmes mais sur les nerfs qui contrôlent les muscles de la proie. Cela produit des contractions musculaires fortes et involontaires.

Ce qui fascine particulièrement le biologiste, c’est que le système électrique de l’anguille lui donne ce qui est essentiellement un contrôle à distance des muscles de sa proie. « Je ne connais aucun autre animal qui puisse littéralement prendre le contrôle du corps d’un autre animal de cette façon », a déclaré Catania.

L’anguille ajuste ses zaps à la taille de sa proie

Normalement, l’anguille soumet les petits poissons nourriciers en nageant à leur proximité, puis en leur envoyant une volée d’impulsions semblables à celles d’un Taser. Cela provoque des contractions musculaires de tout le corps, paralysant temporairement la proie. Si, pour une raison quelconque, l’anguille ne saisit pas immédiatement le poisson dans sa bouche, sa victime se rétablit généralement et s’éloigne sans dommage apparent.

Plus récemment, Catania a découvert que l’anguille avait un deuxième mode d’attaque lorsqu’elle se rendait compte qu’elle était confrontée à des proies plus grosses et plus difficiles, comme de grosses écrevisses. Dans ce cas, l’anguille commence par mordre sa proie. Puis elle enroule sa queue autour du corps de sa proie jusqu’à ce que la queue se trouve directement en face de la tête de l’anguille. L’anguille augmente alors considérablement le rythme de ses impulsions électriques à haute tension.

Ce comportement avait été observé auparavant, mais personne n’avait proposé d’explication. Catania a compris que la manœuvre rapproche le pôle positif de l’organe électrique de l’anguille, situé dans sa tête, de son pôle négatif, situé dans sa queue. En rapprochant les deux pôles, avec la proie prise en sandwich entre les deux, l’anguille augmente la quantité de charge électrique qu’elle délivre à sa victime, a-t-il réalisé. Il a donc conçu quelques expériences pour mesurer cet effet et a découvert qu’il faisait plus que doubler la force des impulsions électriques que la proie recevait.

Comme les impulsions de type Taser, les décharges renforcées agissent sur les nerfs qui contrôlent les muscles de l’animal proie. Mais les études de Catania ont révélé que la puissance accrue et la fréquence élevée des impulsions avaient un effet supplémentaire : elles entraînent les muscles des proies si rapidement et si fort qu’elles souffrent d’une profonde fatigue musculaire.

« Les animaux proies sont complètement paralysés », a déclaré Catania. « L’effet est comparable à l’administration d’une dose d’un agent paralysant comme le curare. »

L’anguille utilise des impulsions pour repérer ses proies dans les eaux boueuses

Un autre exemple de la façon dont l’anguille bénéficie de cette capacité de contrôle à distance est son utilisation des doublets et triplets – de courtes séquences de deux ou trois millisecondes, des impulsions à haute tension que les anguilles émettent pendant la chasse.

Il a fallu à Catania une longue période d’enquête et d’observation pour comprendre le but de ces signaux. Il a finalement réalisé que les impulsions étaient produites à des fréquences précises qui induisent des spasmes musculaires du corps entier.

« L’un des principaux problèmes de l’anguille est de trouver des proies en premier lieu », a déclaré Catania. « Leur environnement en Amazonie est rempli d’eau boueuse et de toutes sortes de végétation qui donnent aux poissons beaucoup d’endroits où se cacher. Ainsi, lorsque l’anguille glisse, elle émet un doublet ou un triplet. Si un poisson se cache à proximité, son corps se contracte et le spasme génère des ondes de pression dans l’eau. Bien que les anguilles électriques ne voient pas très bien, elles sont très douées pour détecter les mouvements de l’eau. Cela révèle donc la position de son prochain repas. »

Et elles utilisent les zaps pour suivre les proies qui se déplacent rapidement

Catania a également découvert que l’anguille utilise ses décharges électriques à haute tension comme un système radar de haute précision qui lui permet de suivre les proies qui se déplacent rapidement.

Depuis quelque temps, les biologistes savent que les poissons électriques, en général, et les anguilles électriques, en particulier, utilisent un champ électrique à basse tension pour la navigation. Dans un article publié en ligne par Nature Communications le 20 octobre, Catania rapporte que l’anguille électrique a une utilisation secondaire de son système électrique à haute tension : suivre ses proies qui se déplacent rapidement.

L’anguille a besoin d’un moyen de garder la trace de l’emplacement de sa proie après l’avoir assommée. En concevant une série d’expériences qui empêchent les anguilles d’utiliser d’autres signaux sensoriels, Catania a montré que les anguilles utilisaient le retour d’information de leurs volées de haute tension pour repérer la position de leur proie.

« Cette double utilisation du système à haute tension comme arme et comme système sensoriel indique que le comportement de chasse des anguilles est beaucoup plus sophistiqué que nous l’avions pensé », a déclaré Catania.

Les recherches de Catania ont été financées par la subvention 1456472 de la National Science Foundation, une bourse John Simon Guggenheim et un prix Pradel de la National Academy of Sciences.