L’un des plus grands oiseaux au monde brille sous ultraviolet : une découverte surprenante

Ginger, une femelle casoar à casque mesurant près de 1,80 mètre, possède un tempérament calme qui la rend réceptive aux expériences. Par une chaude nuit du mois de mars 2021 en Floride, des scientifiques voulaient savoir si la kératine, une protéine que l'on retrouve dans la peau et les cheveux humains, contenue dans la proéminence en forme de corne sur sa tête brillerait sous la lumière ultraviolette. Ce phénomène n'avait encore jamais été observé chez ces grands oiseaux incapables de voler. 

Todd Green, anatomiste et paléontologue, s'était muni d'une lampe ultraviolette lors de sa visite au Cassowary Conservation Project en Floride, où vit Ginger. La lumière ultraviolette est invisible pour l'œil humain mais visible pour de nombreux oiseaux. 

« Je suis sorti avec l'un des propriétaires ce soir-là et il se moquait un peu de moi car il pensait que rien ne se passerait », raconte Todd Green, expert en casoars au New York Institute of Technology College of Osteopathic Medicine à l'université d'État de l'Arkansas. Mais après avoir braqué la lampe ultraviolette sur la clôture sombre où Ginger était enfermée, l'histoire a changé. « C'était l'une des fluorescences les plus brillantes que j'aie jamais vues », se souvient-il. « J'ai poussé un cri de surprise ».

Les casoars comptent parmi les plus grands oiseaux du monde. Originaires des forêts tropicales humides et des chaînes montagneuses d'Australie et de Papouasie-Nouvelle-Guinée, ils sont dotés de longues griffes en forme de poignards et peuvent peser plus de 63,5 kilogrammes. Une nouvelle étude menée par Todd Green, publiée plus tôt cette année dans la revue Scientific Reports, se concentre sur le casque des casoars, un ornement osseux recouvert de kératine qui pousse au sommet du crâne de cette espèce d'oiseaux. Il s'agit de la première étude à démontrer la réaction aux ultraviolets et la fluorescence de leur casque. 

« C'est l'une de ces découvertes majeures, très médiatisées, qui marquent une carrière » affirme Darren Naish, paléontologue à l'université de Southampton qui n'a pas participé à l'étude. « Ce sont de très, très bons résultats ».

Les trois espèces de casoars connues possèdent ce casque mais ce dernier varie en taille, en forme et en couleur. Il grandit généralement à mesure que l'animal vieillit, pour atteindre sa taille maximale à la maturité sexuelle de l'oiseau. 

« C'est une structure étrange » remarque Todd Green. « À première vue, on dirait une corne mais, en réalité, cela n'a rien à voir avec les cornes des autres animaux ».

UN CASQUE PRÉHISTORIQUE

Les casoars et leur casque suscitent l'intérêt des chercheurs depuis longtemps. « Les casoars comptent parmi les meilleurs analogues vivants de nombreuses espèces de dinosaures disparues » affirme Darren Naish. Les paléontologues étudient souvent leur casque pour mieux comprendre les casques étranges des dinosaures disparus, tels que les hadrosaurus ou les cératopsiens.

Pourtant, les casoars sont peu étudiés et leur casque reste une énigme. Les hypothèses sur la fonction de cette structure vont de la défense à la régulation thermique en passant par la démonstration visuelle ou par la production de vocalisations uniques à basse fréquence. Todd Green explique que, malgré son nom, le casque est en réalité une structure fragile, qui n'a probablement pas poussé à des fins défensives. Et, contrairement aux bois du cerf qui ont évolué pour aider les mâles à rivaliser pour les femelles pendant la saison du rut, à la fois les mâles et les femelles casoars possèdent un casque. L'hypothèse la plus plausible est qu'il joue un rôle dans la démonstration visuelle. 

Pour approfondir leurs recherches, Todd Green et ses collègues ont voulu savoir si le casque des casoars brillait sous lumière ultraviolette. Des études ont révélé que la plupart des oiseaux sont capables de voir les longueurs d'onde ultraviolettes, alors si le casque brillait sous lumière ultraviolette, cela pourrait indiquer que la structure joue un rôle dans la communication visuelle. 

Leurs travaux ont débuté en 2020, alors que de nombreuses régions du monde avaient mis en place des mesures de confinement et des restrictions de déplacement liées à la COVID-19. Les chercheurs cherchaient des moyens d'utiliser les ressources disponibles sans avoir à se rendre trop loin. 

« On ne pouvait pas se rendre en Papouasie-Nouvelle-Guinée où se trouvent ces oiseaux mais nous pouvions avoir accès aux spécimens conservés dans des musées et à ceux des laboratoires », explique Paul Gignac, anatomiste à l'université de l'Arizona (U of A) et coauteur de l'étude.

Il a commandé plusieurs lampes ultraviolettes pour examiner les casques de casoars conservés et a rapidement découvert que les spécimens conservés dans des musées, dont certains ont plus de cent ans, brillaient intensément sous les rayons ultraviolets. Todd Green a reçu un message alors qu'il était dans un avion reliant le Colorado et New York. « Il m'a envoyé la photo et un mot qui disait "eh bien, on a découvert quelque chose" » se souvient-il. 

UNE FLUORESCENCE SURPRENANTE

L'étape suivante consistait à déterminer si les animaux vivants présentaient la même brillance. C'est la raison pour laquelle Todd Green a rendu visite à sa vieille amie Ginger, le premier casoar vivant sur lequel cette fluorescence a été observée dans le cadre de l'étude. 

Rapidement, des expériences menées sur d'autres casoars ont révélé que le casque des différentes espèces de casoars brillait de couleurs similaires mais présentait des motifs différents. Le casoar de Bennett (Casuarius bennetti) possède un casque noir intense qui n'a pas du tout brillé, tandis que le casque du casoar à casque et celui du casoar unicaronculé, avec des teintes de vert, de jaune et de marron, brillaient à différents endroits. 

« Si vous m'aviez demandé de prédire à quoi ressembleraient ces casques, je n'aurais certainement pas imaginé quelque chose qui ressemble à ce que l'on a découvert », affirme Darren Naish. « J'aurais probablement imaginé que toute la kératine présenterait la même fluorescence ».

Mais pour établir que cette fluorescence était plus qu'une simple curiosité anatomique, Todd Green et ses collègues ont dû vérifier si les longueurs d'onde ultraviolettes réfléchies par le casque étaient visibles pour les casoars. Leurs résultats indiquaient que ces longueurs d'onde se situent entre 365 et 385 nanomètres, ce qui signifie que les casoars pourraient être capables de les voir. D'autres expériences sont nécessaires afin de déterminer dans quelle mesure ces motifs brillants sont visibles dans des conditions de vie naturelle, sous la canopée sombre de la forêt tropicale humide de leur habitat naturel. 

En fin de compte, les découvertes récentes semblent s'aligner sur l'hypothèse de la fonction visuelle de ce casque, peut-être en aidant les casoars à distinguer les autres espèces de casoars. 

Dans le cadre de futures recherches, Todd Green espère déterminer si ces signaux ultraviolets sont visibles dans l'environnement naturel des casoars et en découvrir davantage sur leur fonction potentielle. Il espère également que ces recherches pourront servir de catalyseur dans les efforts de conservation et de catalogage des musées, car ces casques fluorescents uniques peuvent constituer un moyen facile et rapide de suivre et de distinguer les différentes espèces. 

« J'ai vraiment hâte de voir comment il va s'approprier cette [découverte] et en tirer parti » affirme Paul Gignac.