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Des effets quantiques associés à la décomposition, en présence de lumière, d’une molécule présente dans la rétine du volatile rendraient ce dernier sensible au champ magnétique. Et expliqueraient ses capacités à se repérer. Des résultats de laboratoire à confirmer.

Publié dans le Monde par David Larousserie le 27 juin 2021 (Ref: revue Nature du 24 juin)

Rouge-gorge (« Erithacus rubecula »),

Le niveau monte chez les bêtes à plumes. Après les corneilles noires, au sens inné des nombres, les perroquets kéas, experts en raisonnements statistiques, ou les geais des chênes, impassibles face aux astuces des prestidigitateurs, voici les rouges-gorges familiers (Erithacus rubecula) maîtrisant la mécanique quantique. « Personne ne comprend la mécanique quantique », disait le Prix Nobel de physique Richard Feynman, à propos de cette théorie qui décrit la matière et ses interactions avec la lumière. C’est dire le génie du passereau.

Pour lui, cet art est vital. Il lui permet de ne pas perdre le nord lors de ses migrations nocturnes annuelles entre l’Europe du Nord et l’Afrique, en automne-hiver. Depuis des lustres, les chercheurs se volent dans les plumes sur cette question. Certains ont évoqué la présence de cristaux magnétiques dans les becs, sans les trouver. D’autres pensent aux repères visuels (Soleil, étoiles) mais, même aveugles, les oiseaux ne se perdent pas.

A partir de 1978, l’idée a émergé que des effets quantiques seraient à l’œuvre, rendant cet oiseau sensible au champ magnétique terrestre, mais peut-être aussi les pigeons et autres rousserolles effarvattes. Peu à peu, l’étau s’est resserré sur la famille des cryptochromes, des molécules présentes au fond des yeux, dont certains membres sont connus pour marquer le rythme de la journée.

Restait à confirmer que c’était la bonne boussole. Dans la revue Nature du 24 juin, une équipe multidisciplinaire, rassemblant des ornithologues, des chimistes, des physiciens, des biologistes, pense avoir réussi. Un des cryptochromes isolés chez le rouge-gorge, en présence de lumière, réagit à un champ magnétique. Mais pas celui d’un poulet domestique, incapable de s’orienter le long du champ terrestre. Voici comment. Accrochez-vous.

Un mécanisme complexe

Le cryptochrome reçoit un flash de lumière bleue, ce qui excite une des parties de la molécule, qui devient apte à recevoir un électron en provenance d’un autre morceau de la protéine. Le départ de cet électron crée un vide, comblé aussitôt par un autre électron, qui lui-même laisse un vide, etc. Quatre sauts ont lieu qui créent deux nouveaux cryptochromes avec des énergies légèrement différentes.

Quand tout redevient calme, une de ces molécules redonne le cryptochrome normal, tandis que l’autre se transforme en une nouvelle molécule, qui déclenche alors une cascade chimique qui finit, on ne sait pas encore comment, par réveiller les neurones qui guident l’oiseau. Et justement, un champ magnétique extérieur, comme le champ terrestre, modifie l’équilibre entre les deux formes du cryptochrome, permettant de corriger l’orientation du vol. Ouf, on y est…

Et tout est quantique là-dedans : les liaisons chimiques, l’excitation, le transfert (effet dit tunnel), le double état, le passage d’un état à l’autre… Bien sûr, dans un tel domaine controversé, les critiques ne manquent pas. Le champ magnétique utilisé est mille fois plus intense que le champ terrestre. L’expérience a lieu in vitro et pas in vivo. Les expériences ont été menées à la lumière alors que, sans lumière, les passereaux ne sont pas perdus…

« C’est la première fois qu’on montre l’influence d’un très faible champ magnétique sur une réaction chimique en biologie », indique Aurélien de la Lande, chercheur CNRS à l’université Paris-Saclay, un des évaluateurs de l’article. Ce n’est déjà pas si mal. Alors, le rouge-gorge utilise-t-il le champ magnétique ? Oui, non ? Les deux à la fois, sans doute. Quoi de plus quantique !

Updated/maj. 25-11-2021

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