Bio-reviews : des oiseaux qui "voient" le nord magnétique ?

La fauvette migrerait en "voyant" le nord ?

On sait que les passereaux migrateurs nocturnes exploitent le champ magnétique pour se diriger. (Parmis d'autres indices étoiles, odeurs, etc selon les espèces et leur vol nocturne ou diurne)
On a longtemps cherché l'organe sensoriel magnétique...
On savait que certains neurones étaient fortement actifs lorsque ces oiseaux s'orientent dans le champ magnétique : des neurones de la rétine exprimant le cryptochrome (pas cyto, mais crypto) et d'autres dans le Wulst visuel (considéré comme le «cortex visuel» nocturne des oiseaux) notamment une région appelée "Cluster N". Cette activation simultanée est naturellement un indice important d'un lien mais pas une preuve.

Figure 1 : Les neurones à Cryptochrome (rouge) de la rétine sont bien reliés aux Wulst visuel (violet) par le thalamus (noyaux géniculés) (jaune). Source Heyers et al.

On sait que les voies optiques passent par le thalamus (noyaux géniculés), également chez les oiseaux, et continuent vers le cortex visuel. (...et que le thalamus fait bien plus que ça, nous en reparlerons dans une autre bio-review).

Dominik Heyers et al. (2007) à l'university d'Oldenburg, Allemagne, ont mis en évidence qu'un lien neuronal fonctionnel existe entre ces neurones rétiniens à cryptochrome et ceux du Cluster N, renforçant ainsi l'hypothèse que ces oiseaux utilisent leur système visuel pour percevoir la direction de référence du champ geomagnétique et qu'ils le "verraient" comme une sensation visuelle. Peut-être comme une zone sombre lorsqu'ils regardent le nord magnétique.
Un peu comme les pilotes de chasse voient sur leur pare-brise superposées au paysage des infos importantes, les oiseaux semblent avoir inventé la réalité augmentée bien avant nos ingénieurs

La fauvette des jardins Sylvia borin perçoit sans doute le champ magnétique avec ses yeux. Source : nature News
Travailant avec des Sylvia borin (la Fauvette des jardins comme chacun le sait), ils ont injecté des substances qui révèlent les circuits neuronaux actifs (BDA,ZENK, CtB) et ont pu déterminer qu'un circuit réellement fonctionnel relie ces zones en un tout fonctionnel.
Cryptochromes ?
Ce sont des flavoprotéines. Selon Ahmad (2007), les cryptochromes sont présents chez de nombreux organismes où ils sont impliqués dans des mécanismes de croissance, de développement, et d'horloge biologique.
Ces cryptochromes sont beaucoup plus exprimés (Mouritsen et. al 2004) chez les migrateurs dans la rétine, dans certains neurones précis.
Ils sont sensibles au bleu-vert, mais pas au rouge. Or on a observé que la sensibilité au champ magnétique était modifiée selon la lumière, et affaiblie en présence de lumière rouge seulement.

Source : ModBase

On pense que ces cryptochromes CRY excités par une faible lumière bleue ou verte seraient sensibles par l'état électronique de paires de radicaux. Ces paires peuvent exister dans des états singlet ou triplet, et les proportions de ces états est influencée par l'orientation des molécules (de CRY) dans l'oeil par rapport au champ magnétique (celui de la terre, notamment).
La je suis pas sûr d'avoir tout compris dans les détails. Si un physicien veut bien m'aider c'est avec plaisir.
En attendant on voit bien que ces électrons excités peuvent produire le même genre de modifications des orbitales et des configurations que la lumière sur le rétinal dans les cones et bâtonnets. Pour un biologiste ça peut probablement suffire.
Comme ces pigments sont disposés dans la rétine tout le (demi-)tour de l'oeil, ils sont excités différemment selon la position de l'oeil dans le plan des lignes de champ magnétique et l'oiseau pourrait percevoir la direction du nord magnétique.
Remarquez :
Je ne vois pas encore comment puisqu'on parle de migrateurs nocturnes, la nuit ces cryptochromes pourraient être activés, mais je pense qu'il faut savoir s'arrêter et je vais suspendre ma recherche là...

Sources et liens

Et la littérature Francophone ?

• Voir le champ magnétique@Radio-Canada
  
• Oiseaux migrateurs : une aire cérébrale spécialisée dans la vision nocturne @ Futurasciences
  

Liens a propos de Sylvia borin

• Fauna Europaea Toute la classification et table des pays où il est vu ( la Suisse y est )
  


• Image superbe de la fauvette chez un photographe ornitho : Ruchet
  

Liens a propos des cryptochromes

• La protéine CRY1 -un cryptrochrome _ chez Sylvia borin avec sa séquence en bas de la page.
• Un homologue de cette meme protéine existe chez nous sur le chromosome 12 : séquences et position EntrezGene | une description très fouillée sur OMIM | structure 3-d sur ModBase

Articles

• Ahmad, Margaret et al. Magnetic intensity affects cryptochrome-dependent responses in Arabidopsis thaliana, Planta, Volume 225, Number 3, February 2007 , pp. 615-624(10)
  
• Katharine Sanderson,Birds may 'see' magnetic north, News, 26 September 2007; | doi:10.1038/news070924-5 | Intranet
  
• Mouritsen et. al 2004 Cryptochromes and neuronal-activity markers colocalize in the retina of migratory birds during magnetic orientation. Proc Natl Acad Sci U S A. 2004 Sep 28;101(39):14294-9. Epub 2004 Sep 20.
  
• Heyers, D., Manns, M., Luksch, H., Güntürkün, O. & Mouritsen, H. A Visual Pathway Links Brain Structures Active during Magnetic Compass Orientation in Migratory Birds PLoS One (2007)