On a global scale, the geomagnetic field varies predictably across the Earth's surface, providing animals that migrate long distances with a reliable source of directional and positional information that can be used to guide their movements. In some locations, however, magnetic minerals in the Earth's crust generate an additional field that enhances or diminishes the overall field, resulting in unusually steep gradients of field intensity within a limited area. How animals respond to such magnetic anomalies is unclear. The Caribbean spiny lobster, Panulirus argus, is a benthic marine invertebrate that possesses a magnetic sense and is likely to encounter magnetic anomalies during migratory movements and homing. As a first step toward investigating whether such anomalies affect the behavior of lobsters, a two-choice preference experiment was conducted in which lobsters were allowed to select one of two artificial dens, one beneath a neodymium magnet and the other beneath a non-magnetic weight of similar size and mass (control). Significantly more lobsters selected the control den, demonstrating avoidance of the magnetic anomaly. In addition, lobster size was found to be a significant predictor of den choice : lobsters that selected the anomaly den were significantly smaller as a group than those that chose the control den. Taken together, these findings provide additional evidence for magnetoreception in spiny lobsters, raise the possibility of an ontogenetic shift in how lobsters respond to magnetic fields, and suggest that magnetic anomalies might influence lobster movement in the natural environment.
Titre de l'article
Évitement d'une forte anomalie magnétique en fonction de la taille chez les langoustes des Caraïbes
Évitement d'une forte anomalie magnétique en fonction de la taille chez les langoustes des Caraïbes
Introduction à l'article
Contexte : La langouste des Caraïbes (Panurilus argus) est un crustacé benthique menant régulièrement des migrations massives et pouvant revenir en son lieu de naissance. Elle utiliserait à cette fin un sens de "carte magnétique" basé sur la variation prédictible du champ magnétique (MF) terrestre pour se positionner. Il s'agit de la seule espèce d'invertébré connue possédant cette capacité selon des travaux précédents des auteurs (Lohmann & Ernst, 2014). Etant donné leur mode de vie mobile dans les fonds marins, ces animaux sont à même de rencontrer des sources de MF artificiels comme les câbles de transmission sous-marins. De tels MF pourraient potentiellement perturber leur orientation lors de migrations.
Objectif : Dans cet article, les auteurs ont voulu caractériser en une seule expérience la réponse comportementale de langoustes des Caraïbes à la génération par un aimant d'un MF d'intensité supérieure au MF terrestre afin de comprendre si une interférence avec leur migration est possible.
Contexte : La langouste des Caraïbes (Panurilus argus) est un crustacé benthique menant régulièrement des migrations massives et pouvant revenir en son lieu de naissance. Elle utiliserait à cette fin un sens de "carte magnétique" basé sur la variation prédictible du champ magnétique (MF) terrestre pour se positionner. Il s'agit de la seule espèce d'invertébré connue possédant cette capacité selon des travaux précédents des auteurs (Lohmann & Ernst, 2014). Etant donné leur mode de vie mobile dans les fonds marins, ces animaux sont à même de rencontrer des sources de MF artificiels comme les câbles de transmission sous-marins. De tels MF pourraient potentiellement perturber leur orientation lors de migrations.
Objectif : Dans cet article, les auteurs ont voulu caractériser en une seule expérience la réponse comportementale de langoustes des Caraïbes à la génération par un aimant d'un MF d'intensité supérieure au MF terrestre afin de comprendre si une interférence avec leur migration est possible.
Expériences de l'article
Enceinte expérimentale : Au sein d'un bassin circulaire en fibre de verre, 2 lignes de blocs de béton placées en parallèle ont délimité un canal long d'environ 1 m, clos à chaque extrémité par un bloc de béton tourné de façon à placer 2 cavités ouvertes vers l'intérieur du rectangle ainsi délimité. Ces dernières ont été utilisées comme 2 abris artificiels pour les crustacés. Près du bord interne de la face supérieure des blocs des extrémités, des capsules en PVC ont été centrées et fixées. L'une contenait un aimant en néodyme cylindrique émettant un MF continu (de gradient allant de 300 à 0 μT, au centre) et l'autre une masse équivalente non-magnétique.
Test de préférence : 51 langoustes adultes ont été placées tour à tour dans l'enceinte durant 15 min, toutes dans la même position initiale : au centre et inclinées vers le nord (i.e. perpendiculairement à l'axe longitudinal). L'abri "choisi" a été noté à la fin. Les individus ont été mesurés après leur passage respectif, et l'eau mélangée.
Enceinte expérimentale : Au sein d'un bassin circulaire en fibre de verre, 2 lignes de blocs de béton placées en parallèle ont délimité un canal long d'environ 1 m, clos à chaque extrémité par un bloc de béton tourné de façon à placer 2 cavités ouvertes vers l'intérieur du rectangle ainsi délimité. Ces dernières ont été utilisées comme 2 abris artificiels pour les crustacés. Près du bord interne de la face supérieure des blocs des extrémités, des capsules en PVC ont été centrées et fixées. L'une contenait un aimant en néodyme cylindrique émettant un MF continu (de gradient allant de 300 à 0 μT, au centre) et l'autre une masse équivalente non-magnétique.
Test de préférence : 51 langoustes adultes ont été placées tour à tour dans l'enceinte durant 15 min, toutes dans la même position initiale : au centre et inclinées vers le nord (i.e. perpendiculairement à l'axe longitudinal). L'abri "choisi" a été noté à la fin. Les individus ont été mesurés après leur passage respectif, et l'eau mélangée.
Résultats de l'article
Les langoustes ont montré une préférence significative pour l'abri sans aimant (non liée au sexe) vers lequel se sont dirigées 67 % d'entre elles. Il s'avère que les individus qui ont été dans l'abri avec aimant étaient significativement plus petits que ceux ayant rejoint l'abri "témoin" (de même, les longueurs de carapaces des mâles et femelles n'étaient pas différentes).
Les crustacés aux plus petites carapaces (40-49 mm) n'ont pas montré de préférence pour un abri plutôt qu'un autre, mais la proportion d'individus dans l'abri sans aimant semble augmenter avec la longueur des carapaces. Cette observation est soutenue par un modèle de régression logistique montrant que la connaissance de la longueur de la carapace peut significativement permettre de prédire dans quel bloc la langouste se réfugie (courbe figure 6).
Les langoustes ont montré une préférence significative pour l'abri sans aimant (non liée au sexe) vers lequel se sont dirigées 67 % d'entre elles. Il s'avère que les individus qui ont été dans l'abri avec aimant étaient significativement plus petits que ceux ayant rejoint l'abri "témoin" (de même, les longueurs de carapaces des mâles et femelles n'étaient pas différentes).
Les crustacés aux plus petites carapaces (40-49 mm) n'ont pas montré de préférence pour un abri plutôt qu'un autre, mais la proportion d'individus dans l'abri sans aimant semble augmenter avec la longueur des carapaces. Cette observation est soutenue par un modèle de régression logistique montrant que la connaissance de la longueur de la carapace peut significativement permettre de prédire dans quel bloc la langouste se réfugie (courbe figure 6).
Rigueur de l'article
Doutes méthodologiques : Il n'y a pas eu de période d'acclimatation des langoustes dans l'enceinte avant chaque début d'expérience. Taormina et al. (2020) laissent 10 min aux homards testés. Ils ont également changé l'eau de leur contenant entre les passages de chaque animal, alors qu'un mélange a été adopté ici pour répartir équitablement les molécules odorantes laissées par langoustes précedemment testées (risque de biais).
Dans tout l'article, les auteurs désignent comme "contrôle" les individus qui - en présence d'aimant dans le réservoir - ont rejoint l'abri adjacent à la capsule ne contenant pas d'aimant. Il ne s'agit donc pas d'un véritable groupe de contrôle, qui aurait consisté en un lot de langoustes distingué a priori (a posteriori ici) subissant un autre traitement (Taormina et al., 2020), où les capsules aux 2 extrémités ne contiendraient pas d'aimant. En absence de témoin pour isoler le facteur d'intérêt, et d'acclimatation, la validité des résultats est mise en doute.
Doutes méthodologiques : Il n'y a pas eu de période d'acclimatation des langoustes dans l'enceinte avant chaque début d'expérience. Taormina et al. (2020) laissent 10 min aux homards testés. Ils ont également changé l'eau de leur contenant entre les passages de chaque animal, alors qu'un mélange a été adopté ici pour répartir équitablement les molécules odorantes laissées par langoustes précedemment testées (risque de biais).
Dans tout l'article, les auteurs désignent comme "contrôle" les individus qui - en présence d'aimant dans le réservoir - ont rejoint l'abri adjacent à la capsule ne contenant pas d'aimant. Il ne s'agit donc pas d'un véritable groupe de contrôle, qui aurait consisté en un lot de langoustes distingué a priori (a posteriori ici) subissant un autre traitement (Taormina et al., 2020), où les capsules aux 2 extrémités ne contiendraient pas d'aimant. En absence de témoin pour isoler le facteur d'intérêt, et d'acclimatation, la validité des résultats est mise en doute.
Ce que cet article apporte au débat
Les données de cet article sont présentées comme une 1ère preuve que les langoustes de l'espèce Panulirus argus répondent à la présence de champ magnétique (DC) par un évitement. Elles iraient de plus dans le sens de l'existence d'un différentiel dans la réponse à l'anomalie (répulsion / neutre) lié à la taille des individus. Dans le cadre de la controverse, cela soulève la question de l'effet des EMF sur des animaux d'une même espèce à différents stades de croissance, ayant des tailles variables.
Les signes d'action répulsive des MF sur ces animaux sont seulement potentiels (Albert et al., 2020) étant donné que le protocole expérimental manque de rigueur à plusieurs égards, ce qui ne pemet pas de conclure quant aux "choix" des abris. Cependant, l'émission d'EMF par des câbles sous-marins dans une gamme d'intensité similaire à celle de cette étude pourrait être problématique pour le bon déroulement d'une migration de P. argus adultes croisant ces sources artificielles de MF.
Les données de cet article sont présentées comme une 1ère preuve que les langoustes de l'espèce Panulirus argus répondent à la présence de champ magnétique (DC) par un évitement. Elles iraient de plus dans le sens de l'existence d'un différentiel dans la réponse à l'anomalie (répulsion / neutre) lié à la taille des individus. Dans le cadre de la controverse, cela soulève la question de l'effet des EMF sur des animaux d'une même espèce à différents stades de croissance, ayant des tailles variables.
Les signes d'action répulsive des MF sur ces animaux sont seulement potentiels (Albert et al., 2020) étant donné que le protocole expérimental manque de rigueur à plusieurs égards, ce qui ne pemet pas de conclure quant aux "choix" des abris. Cependant, l'émission d'EMF par des câbles sous-marins dans une gamme d'intensité similaire à celle de cette étude pourrait être problématique pour le bon déroulement d'une migration de P. argus adultes croisant ces sources artificielles de MF.
Remarques sur l'article
Une hypothèse intéressante au regard de la controverse et des résultats (évitement du MF artificiel) est proposée en fin d'article : peut-être qu'une irrégularité dans l'intensité d'un champ magnétique d'une zone donnée est à même de provoquer l'évitement des espèces migratrices. On pourrait imaginer qu'un tel cas se produise lors d'une transition entre deux états d'alimentation d'un câble sous-marin (par exemple en diffusant un courant continu puis sans courant, et inversement) dans un environnement où les individus étaient accomodés au MF local, comme appliqué dans le protocole de Kilfoyle et al. (2017).
Une prédation accrue a été envisagée par d'autres auteurs comme une conséquence néfaste liée à l'émission d'EMF. Elle est expliquée par une activité plus importante de l'endofaune provoquée par ces EMF (Jakubowska et al., 2019). Dans le cas étudié ici, c'est plutôt le plus grand risque de prédation qui expliquerait que les individus petits ne "choisissent" pas leur direction selon le MF.
Une hypothèse intéressante au regard de la controverse et des résultats (évitement du MF artificiel) est proposée en fin d'article : peut-être qu'une irrégularité dans l'intensité d'un champ magnétique d'une zone donnée est à même de provoquer l'évitement des espèces migratrices. On pourrait imaginer qu'un tel cas se produise lors d'une transition entre deux états d'alimentation d'un câble sous-marin (par exemple en diffusant un courant continu puis sans courant, et inversement) dans un environnement où les individus étaient accomodés au MF local, comme appliqué dans le protocole de Kilfoyle et al. (2017).
Une prédation accrue a été envisagée par d'autres auteurs comme une conséquence néfaste liée à l'émission d'EMF. Elle est expliquée par une activité plus importante de l'endofaune provoquée par ces EMF (Jakubowska et al., 2019). Dans le cas étudié ici, c'est plutôt le plus grand risque de prédation qui expliquerait que les individus petits ne "choisissent" pas leur direction selon le MF.
Figure
Figure 6 (Ernst & Lohmann, 2018): Courbe de régression logistique montrant la relation entre la longueur de la carapace et le choix de l'abri. La longueur de la carapace est un prédicteur significatif du choix de l'abri (p = 0,019). Chaque cercle représente un individu, avec des cercles le long de la ligne «1,00» représentant les langoustes qui ont choisi l'abri témoin (n = 33) et les points le long de la ligne «0,00» indiquant les langoustes qui ont choisi l'abri avec l'aimant (n = 16). Les cercles sont décalés et transparents pour plus de clarté. La zone grise autour de la courbe représente l'intervalle de confiance à 95%.
Figure 6 (Ernst & Lohmann, 2018): Courbe de régression logistique montrant la relation entre la longueur de la carapace et le choix de l'abri. La longueur de la carapace est un prédicteur significatif du choix de l'abri (p = 0,019). Chaque cercle représente un individu, avec des cercles le long de la ligne «1,00» représentant les langoustes qui ont choisi l'abri témoin (n = 33) et les points le long de la ligne «0,00» indiquant les langoustes qui ont choisi l'abri avec l'aimant (n = 16). Les cercles sont décalés et transparents pour plus de clarté. La zone grise autour de la courbe représente l'intervalle de confiance à 95%.
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