Les yeux fascinants et indépendants du caméléon fascinent et dérogent les scientifiques depuis l’Antiquité grecque. Après des milliers d'années de spéculation et de recherche, la technologie d'imagerie moderne a finalement révélé le secret de leur vision à près de 360 ​​degrés et de leur capacité à regarder dans deux directions à la fois : derrière chaque œil exorbité se trouve un long nerf optique unique en spirale qui n'a jamais été trouvé chez d'autres lézards.

"Les yeux des caméléons sont comme des caméras de surveillance qui peuvent se déplacer dans toutes les directions", a déclaré Juan Daza, professeur agrégé à la Sam Houston State University et auteur de la dernière étude. "Lorsqu'ils recherchent une proie, leurs yeux peuvent fonctionner indépendamment. Une fois la cible trouvée, les deux yeux se coordonneront pour pointer dans la même direction afin de calculer l'emplacement de la langue."

Bien que le regard rapide et agile du caméléon soit facile à détecter, son fonctionnement interne est depuis longtemps un mystère. En 2017, Edward Stanley, directeur du laboratoire d'imagerie numérique du Musée d'histoire naturelle de Floride, a observé une structure spirale inhabituelle dans le nerf optique de Brookesia minima grâce à la tomodensitométrie du laboratoire Dasa, qu'il n'avait jamais rencontré auparavant.

Les deux chercheurs étaient sceptiques au début. Parce que les caméléons ont été disséqués et étudiés à de nombreuses reprises, il leur était difficile de croire qu'ils seraient les premiers à découvrir ce trait caché. "J'ai été surpris par la structure elle-même, et encore plus surpris que personne ne l'ait remarqué auparavant", a déclaré Daza. "Les caméléons ont été largement étudiés et ont une longue histoire de recherches anatomiques connexes."

Les caméléons, présents en Afrique, en Europe et en Asie, ont développé des adaptations uniques pour vivre dans les arbres. Leurs queues peuvent saisir les branches comme des mains et leurs membres sont aussi adroits que des gants, leur permettant de se déplacer lentement à travers la cime des arbres. Les caméléons ne sont pas connus pour leur vitesse, mais ils possèdent une puissante langue à ressort qui peut accélérer de l'arrêt à 60 miles par heure en seulement 0,01 seconde. La langue peut être deux fois plus longue que leur corps, attrapant les insectes presque instantanément.

La forme unique du caméléon et sa queue en spirale sont également clairement visibles dans les pétroglyphes égyptiens anciens. L'équipe de recherche a estimé que des descriptions pertinentes devaient être trouvées dans divers documents. Elle a donc effectué des recherches approfondies dans les anciens documents et demandé à des experts linguistiques de les traduire en français, italien et latin.

Il y a deux mille ans, le philosophe grec Aristote croyait à tort que les caméléons n'avaient pas de nerf optique et que leurs yeux étaient directement connectés au cerveau, leur permettant de se déplacer de manière indépendante. Le médecin romain du XVIIe siècle Domenico Panaroli croyait que les caméléons avaient des nerfs optiques, mais qu'ils n'étaient pas croisés comme les autres animaux. Il a donc émis l’hypothèse que les yeux des caméléons pouvaient bouger librement. Newton a également mentionné les caméléons à plusieurs reprises dans son livre "Optiks" et a adopté la théorie de Panaroli. En 1669, l'anatomiste français Claude Perrault dessine une image précise du nerf optique se traversant puis s'étendant en ligne droite. Malheureusement, tout le monde l’a ignoré à l’époque.

En 1842, John Fisher a également montré une partie de la structure en spirale dans son étude du cerveau et des nerfs des lézards, mais elle n'a pas été entièrement reflétée dans le diagramme et n'a pas été décrite en détail. En 2015, Lev-Ari Thidar, étudiant en maîtrise à l'Université de Haïfa, a décrit dans son article la structure en forme de C du nerf optique du caméléon, montrant que la communauté scientifique n'avait pas été en mesure de révéler pleinement ce secret auparavant.

Pourquoi les scientifiques n'ont-ils pas réussi à découvrir la véritable forme du nerf optique du caméléon pendant si longtemps ? La clé réside dans les tomodensitogrammes et les données ouvertes. Les méthodes de dissection traditionnelles détruisent ou déplacent souvent le nerf optique, ce qui rend difficile la visualisation de la structure. La technologie avancée de tomodensitométrie à rayons X est désormais largement disponible, permettant aux scientifiques d'observer directement la structure interne des spécimens sans les endommager.

À l’aide de la plateforme de données numériques 3D sur les vertébrés oVert (openVertebrate), l’équipe de recherche a analysé plus de 30 espèces de lézards et de serpents, dont 3 espèces de caméléons, et comparé la morphologie de leur nerf optique. En conséquence, tous les caméléons ont des nerfs optiques beaucoup plus longs et plus alambiqués.

Des recherches plus approfondies ont également montré que cette structure unique se forme progressivement au cours du développement embryonnaire des caméléons. Le nerf optique est droit au début et s’allonge progressivement et s’enroule en spirale avant d’éclore. À l’éclosion, les yeux peuvent bouger librement.

Au niveau évolutif à long terme, il est difficile de déterminer le moment précis où cette caractéristique est apparue pour la première fois chez les caméléons. Les premiers fossiles de caméléons datent d'il y a 16 à 23 millions d'années et de nombreuses caractéristiques arboricoles ont évolué. Les nouvelles découvertes aident les scientifiques à spéculer sur les raisons pour lesquelles cette structure a évolué.

Les animaux avec de grands yeux ont généralement deux façons d'élargir leur champ de vision : tourner le cou ou tourner les yeux. Les hiboux et les lémuriens appartiennent à la première catégorie, tandis que les animaux comme les humains ont développé des nerfs optiques extensibles. Les rongeurs possèdent également des fibres nerveuses ondulées qui favorisent la flexibilité.

Étant donné que les caméléons ont des mouvements du cou limités, la convolution du nerf optique est probablement une tentative de soulager le stress physique dû aux grands mouvements oculaires. Il s’agit d’une évolution rare, similaire à la forme neurale de la mouche à œil-tige. Daza a déclaré avec vivacité : « Tout comme les fils d'un vieux téléphone, ils étaient à l'origine connectés en ligne droite. Plus tard, quelqu'un a inventé une structure en spirale pour faciliter le mouvement. Il en va de même pour le mécanisme visuel du caméléon, qui utilise des spirales nerveuses pour augmenter l'espace de mouvement des globes oculaires.

Les scientifiques affirment que malgré des milliers d’années d’observation et de recherche, le monde animal a encore de nombreux mystères à résoudre. À l’avenir, ils exploreront également si d’autres lézards arboricoles ont des structures évolutives similaires.

"Des géants scientifiques tels que Newton et Aristote ont inspiré les spécialistes de l'histoire naturelle pendant des siècles", a déclaré Stanley. "Nous sommes ravis de pouvoir franchir une nouvelle étape dans la compréhension de l'étrange structure des caméléons."

Compilé à partir de /ScitechDaily