Enseigne au néon d’un poisson dans un bocal

Enseigne au néon d’un poisson dans un bocal (Anna_leni, iStockphoto)

Ces animaux qui produisent de l’électricité

Parlons sciences

Résumé

Découvre les animaux qui produisent leur propre électricité!

Tu connais probablement les différentes méthodes pour produire de l’électricité, comme les éoliennes et les batteries. Mais savais-tu que certains organismes vivants pouvaient aussi produire un courant électrique? Ce document d’information contient des faits « choquants » sur les organismes vivants qui peuvent produire de l’électricité.

Connais-tu un tel animal? Si tu as dit l’anguille électrique, tu as raison! 

Anguille électrique dans un aquarium
Anguille électrique dans un aquarium (Source: Steven G. Johnson [CC BY-SA 3.0] via Wikimedia Commons).

Le savais-tu?

Une anguille électrique n'appartient pas à la famille des anguilles, mais bien à la famille des gymnotiformes, les poissons électriques et les poissons couteaux.

L’anguille électrique est probablement l’animal électrogène le plus connu. Ces animaux produisent leur propre électricité! Des animaux peuvent aussi détecter l’électricité. On appelle cela l’électroperception ou l'électrolocalisation.

La plupart des animaux électrogènes peuvent aussi détecter l’électricité, mais le contraire est rare. Les animaux électropercepteurs comprennent les échidnés, les ornithorynques, les abeilles, les araignées, les dauphins, les requins et les raies. Seuls certains types de bactéries, de levures et de poissons sont électrogènes. 

Poissons électriques

Près de 350 espèces de poissons sont capables de produire et de détecter des signaux électriques. Pourquoi autant de poissons? Sous l’eau, c’est très sombre. Dans l’obscurité, les poissons se servent de l’électricité pour communiquer, se déplacer et même attaquer leurs proies.

Les scientifiques divisent les poissons électriques en deux groupes. Les poissons faiblement électriques et les poissons fortement électriques.

Poissons faiblement électriques

La queue d’un poisson faiblement électrique contient une structure appelée organe électrique. Ces organes peuvent produire jusqu’à un volt d’électricité. C’est presque autant que le deux tiers d’une pile AA. Le champ électrique de cet organe va jusqu’à 1 mètre du poisson. La peau de ces poissons contient aussi des cellules spéciales appelées électrorécepteurs. Ces cellules sont sensibles à l’effet de l’environnement sur le champ électrique. Les variations du champ permettent au poisson de savoir si d’autres poissons semblables se trouvent à proximité et de déterminer la taille, la forme et la distance des objets. Cette capacité porte le nom d’électroperception. Par contre, les poissons faiblement électriques ne peuvent pas attaquer leurs proies avec l’électricité.

Le poisson-éléphant (gnathonemus petersii) est un exemple de poisson faiblement électrique.

Emplacement des électrorécepteurs et de l’organe électrique chez le poisson-éléphant
Emplacement des électrorécepteurs et de l’organe électrique chez le poisson-éléphant (©2020 Parlons sciences, image du domaine public – Wikimedia Commons).

 

Poisson fortement électrique

Seuls quelques types de poissons sont fortement électriques. Ce sont l’anguille électrique, les poissons-chats électriques et les raies électriques.

Le savais-tu?

On a déjà utilisé la simulation électrique de poissons fortement électriques pour traiter la douleur et diverses maladies, comme les maux de tête et la goutte.

Contrairement au poisson-éléphant, qui n’a qu’un seul organe, les anguilles électriques ont trois paires d’organes électriques. Ensemble ces organes constituent le quatre cinquième du corps d’une anguille! 

Les trois organes électriques de l'anguille électrique
Les trois organes électriques sont l’organe électrique principal, l’organe électrique de Hunter et l’organe électrique de Sachs (Parlons sciences, image du domaine public restauré par antiqueimgnet via iStockphoto).

Les anguilles utilisent des impulsions basse tension pour l’électroperception. Elles utilisent des impulsions forte tension pouvant atteindre 860 volts pour chasser et se défendre. C’est ce qui fait de l’anguille électrique le poisson électrique le plus puissant. Les chocs causés par ces anguilles peuvent être mortels pour les humains.

Démonstration d'une anguille électrique allumant des DEL sur un bras artificiel (2017) de Wonder FLY (15 sec.).

Comment ces animaux produisent-ils de l’électricité?

Le cerveau d’un poisson électrique envoie un message du système nerveux vers l’organe électrique. Chaque organe contient des cellules superposées en forme de disque, les électrocytes. L’extérieur de ces cellules a habituellement une charge positive et l’intérieur, une charge négative.

À la réception d’un signal par les neurones, les électrocytes ouvrent des canaux qui changent l’emplacement des charges électriques de ces cellules. Un côté de la pile devient positif et l’autre côté devient négatif.

Électrocytes au repos et activés montrant l’emplacement des charges et des tensions
Électrocytes au repos et activés montrant l’emplacement des charges et des tensions (©2020 Parlons sciences).

Cette alternance du mouvement des charges positives et négatives crée un courant électrique. Les électrocytes se transforment en pile vivante! Les signaux nerveux doivent parvenir aux cellules exactement au même moment. Ainsi les électrocytes empilés agissent tout comme un groupe de piles qui fait augmenter la tension.

Alors, pourquoi ces poissons ne s’électrocutent-ils pas?

Les scientifiques ne sont pas certains de la réponse. Peut-être parce que le courant ne subsiste pas assez longtemps dans leurs corps pour les blesser. Peut-être aussi que leurs organes électriques sont suffisamment loin des autres organes importants. Les scientifiques pensent aussi que les protéines autour des organes électriques pourraient servir d’isolant. 

 

En savoir plus

Comment l'anguille électrique produit-elle de l'électricité ?
Ce bref vidéo de Brut explique comment l'anguille électrique produit de l'électricité.

How do fish make electricity? (2017) 
Ce vidéo (5 min. 14 s.) en anglais avec sous-titres en français TED-Ed de Eleanor Nelsen explique comment les poissons électriques ont été découverts par les scientifiques et comment ils produisent leur électricité.

Anguille électrique
Cette page de Vikidia donne plus d'information sur le mode de vie des anguilles électriques.

Les 7 sens du requin
Cette page présente les sens que les requins utilisent pour détecter leurs proies, dont l'électroperception.

Références

Bouchard, A. (2015 November 17). Here's How Electric Eels Produce Their Electrical Shock. Labroots.

Bullock, T. H.; Hopkins, C. D.; Ropper, A. N.; Fay, R. R. (2005). From Electrogenesis to Electroreception: An Overview. Springer. doi:10.1007/0-387-28275-0_2.

Kawasaki, M. (n. d.). What is an electric fish?. University of Virginia.

Nelson, M.E. (2004 November 9). Electric Fish. Current Biology, 21(14), R528-9. 

Samim, A. (2017 March 3). ELECTROGENESIS IN FISHES. Slideshare.net.