Vous savez tous que au printemps et à l’automne, un très grand nombre d’oiseaux, proba-blement plusieurs milliards, migrent pour aller vers des contrées plus fraiches l’été et plus chaudes l’hiver.
          Certains ne font que quelques centaines de kilomètres, d’autres plusieurs milliers, en plusieurs étapes et au dessus des terres. Mais d’autres volent sur des distances beaucoup plus grandes et certains, comme de grands échassiers parcourent 12 000 kilomètres en sept jours et sept nuits, franchissent l’océan Pacifique et l’équateur, ce qui est un véritable exploit, physique d’une part, mais aussi de navigation. 

           Depuis de nombreuses années les chercheurs se demandent comment ils peuvent ainsi ne pas se perdre, et par ailleurs, tous les ans emprunter exactement le même chemin.
           Certes on sait que, pour beaucoup d’espèces, les jeunes apprennent la navigation de leur parents ou du groupe qu’ils accompagnent, et que, pour ceux qui restent au dessus des terres, ils suivent des cours d’eau,  voire parfois des autoroutes ou voies de chemin de fer, qu’ils ont des lieux de halte toujours les mêmes et que donc ils doivent se  représenter peu à peu, une carte mentale du parcours.
          On sait aussi qu’ils possèdent une horloge interne qui leur indique le moment de partir, puis que la météo peu affiner les dates.
          Chose curieuse, l’oiseau hérite génétiquement d’une direction de départ, et si les deux parents ont la même, le jeune est incité à les suivre, mais si les parents ont des directions au départ différentes (et se séparent donc pour au moins six mois), si l’un. part au sud est, et l’autre ou sud ouest, en général l’enfant sera incité génétiquement à partir au sud (la moyenne entre ses parents).
          Mais encore faut il savoir où est le sud !
          Certes il est possible que les jeunes oiseaux aient dans leurs gênes des instructions du type : "au bout de 3 heures aller au sud ouest, puis u bout de é heures au sud est"….  Mais même si le cap est plus précis en direction, comment être sûr de le garder et de ne pas être dévié, par exemple par les vents. Il faut pour cela se repérer exactement.
           On constate effectivement que les jeunes qui n’ont pas encore de carte mentale car c’est leur première migration se perdent souvent s’ils ne sont pas accompagnés par des anciens.
           Par contre les anciens arrivent à un endroit où ils ont leur nid à quelques centimèters près au bout de plusieurs milliers de kilomètres !
          Et pour ceux qui traversent l’océan, plus de repère sur le sol, sauf quelques îles lointaines.

             Comment font ils ?

           Les recherches ont permis de comprendre que les oiseaux avaient trois systèmes de repères :
               - le premier est solaire; ils peuvent se repérer sur la position du soleil, leur horloge interne leur permettant de suivre son parcours diurne.
              - le second est céleste, ayant la capacité de se repérer sur les étoiles la nuit.
              - le troisième est une sensibilité au champ magnétique terrestre : on appelle cela la « magnétoception ».
          Les deux premiers sens supposent la vue du soleil et des étoiles, un calculateur neuronal qui lie leurs positions au temps et une mémoire  assez extraordinaire des cartes mentales correspondantes.  Mais nous n’en connaissons pas le détail.
          En ce qui concerne la sensibilité magnétique, de nombreuses études ont été faites, dont les résultats sont exposés dans un article du dernier numéro de décembre de la revue «Pour la Science». Je vais vous en dire quelques mots en essayant de simplifier au maximum. En effet il a fallu dix ans de recherches pour avoir une explication probable du phénomène.

           Les chercheurs de divers centres et notamment Klaus Schulten de l’Institut Max Plank de Göttingen, ont montré qu’il existait dans les yeux des oiseaux des protéines activables par la lumière, les cryptochromes, qui forment des radicaux libres.
          Il existe aussi des cryptochromes chez les plantes, les insectes, les poissons et les vertébrés.
          Elles contrôlent l’influence de la luminosité sur la croissance des plantes, et chez l’homme les cycles circadiens d’environ 24 heures.
          Chez les oiseaux on en compte six types dont certains permettent la sensibilité au champ magnétique terrestre.
          Les radicaux libres sont des molécules ou morceaux de protéines qui ont,  soit perdu, soit gagné un électron dans leurs couches extérieures et qui donc ne sont plus neutres. Ils sont de ce fait très instables.

         Les chercheurs ont mis en évidence, dans les cryptochromes, une suite presque linéaire d’acides aminés TRP (des tryptophanes) et au milieu d’eux une structure photosensible FAD, (flavine adénine dinucléotide). Lorsque l’on éclaire avec de la lumière bleue ce cryptochrome, (donc d’une énergie bien précise), un électron saute du TRP sur le FAD et forme ainsi deux radicaux libres.
          A leur formation les moments cinétiques (les spins), des deux radicaux libres sont opposés, mais un champ magnétique peut aligner ces deux spins dans le même sens. (voir le schéma ci-contre).          
          Comme ils sont instables, sous l’effet du champ magnétique, il peut y avoir oscillation à très grande fréquence entre ces deux états. Puis l’électron repend sa place et l’on est ramené à l’état initial, mais le cycle recommence sous l’effet d’un nouveau photon bleu.
         L’importance du signal engendré dépend de l’importance de la part du champ magnétique terrestre reçue par le cryptochrome, et donc de l’orientation de l’oiseau dans ce champ.
        La succession de signaux entraine la libération de neurotransmetteurs qui parviennent à une zone du cerveau de l’oiseau spécifique le « cluster N » lequel interprète ces signaux en donnant non seulement la direction de l’oiseau par rapport à celle du champ terrestre,  comme un boussole, mais en plus en donne l’inclinaison par rapport à la verticale.
        Toutefois il faut une illumination bleue pour déclencher cette sensibilité et donc la magnetoception ne fonctionne pas la nuit et là les oiseaux ne peuvent plus se guider que sur les étoiles.
          Par ailleurs on constate que des champs électromagnétiques comme ceux des ondes radios ou des téléphones portables peuvent perturber la sensibilité des oiseaux au champ terrestre et donc perturber leur sens de l'orientation.

          Les principales études ont été menées sur des rouges-gorges, mais une partie des résultats ont été confirmés sur des pigeons.
         C’est quand même extraordinaire qu’un cerveau pesant de l’ordre d’un gramme, soit doté d’une mémoire telle qu’il puisse ainsi enregistrer des cartes mondiales permettant de se repérer sur le soleil,  les étoiles et le champ magnétique terrestre pendant des milliers de kilomètres, avec en plus, des cartes locales basées sur la vue et l’odorat, qui lui permettent de retrouver l'emplacement de son nid.
          La Nature est extraordinaire.