Les oiseaux voient-ils l'ultraviolet ?

Les oiseaux voient-ils l’ultraviolet ? Oui, pour la plupart. Presque tous les oiseaux étudiés possèdent quatre types de cônes pour la couleur au lieu de nos trois, et le quatrième est accordé à l’ultraviolet ou au violet, avec un pic vers 355 à 380 nm chez les oiseaux UVS. Chez beaucoup d’entre eux, le cristallin laisse en plus passer le proche UV jusqu’à la rétine. Résultat : plumes, baies, fleurs et œufs portent des couleurs que les oiseaux voient et que nous ne voyons pas.

Certains oiseaux voient loin dans l’ultraviolet, d’autres à peine. Ce guide explique comment fonctionne la vision UV, quels oiseaux en disposent, à quoi elle leur sert, où les affirmations populaires vont trop loin, et ce que cela change pour les oiseaux de votre mangeoire.

Réponse rapide : l’essentiel

• L’ultraviolet (UV) a une longueur d’onde plus courte que le violet, en dessous d’environ 400 nanomètres (nm). L’œil humain en bloque et en ignore l’essentiel.
• La plupart des oiseaux sont tétrachromates. Ils ont quatre types de cônes simples, sensibles aux grandes (rouge), moyennes (vert), courtes (bleu) et très courtes (violet ou UV) longueurs d’onde.
• Il existe deux grandes « versions ». Chez les oiseaux UVS, le quatrième cône culmine dans l’UV, vers le milieu des 300 nm. Chez les oiseaux VS, il culmine vers 400 à 420 nm, tout en captant un peu de proche UV.
• L’UV compte dans la vie réelle : choix du partenaire, signaux du plumage, recherche des fruits, reconnaissance des œufs, peut-être repérage des proies.
• Certaines affirmations célèbres sont fragiles, comme celle du faucon crécerelle qui suivrait les traces d’urine de campagnol.

Comment les oiseaux voient-ils l’ultraviolet ?

La vision des couleurs commence dans les cônes de la rétine. Chaque type de cône porte une protéine photosensible, une opsine, qui répond surtout à une bande de longueurs d’onde. Le cerveau compare les signaux des différents cônes pour en déduire la couleur.

L’humain a trois types de cônes, grossièrement accordés au rouge, au vert et au bleu. La plupart des oiseaux en ont quatre, plus un cône double qui servirait à la luminosité et au mouvement plutôt qu’à la couleur. Le quatrième cône simple, construit autour d’une opsine appelée SWS1, est celui qui atteint les courtes longueurs d’onde.

Quelle différence entre oiseaux UVS et VS ?

L’opsine SWS1 existe sous deux grandes versions dans l’arbre des oiseaux :

La frontière ne suit pas proprement les familles. Les études génétiques du gène SWS1, notamment celles d’Anders Ödeen et Olle Håstad au début des années 2000, ont montré que les oiseaux sont passés d’un type à l’autre plusieurs fois au cours de l’évolution, avec des exceptions même chez les passereaux. Une petite modification de la séquence de l’opsine peut déplacer son pic de plusieurs dizaines de nanomètres.

Concrètement, « les oiseaux voient l’UV » est vrai de façon graduée. Une mésange bleue ou une perruche ondulée a un cône conçu pour capter l’UV. Un pigeon ou une buse voit surtout le violet, avec un peu d’UV en bordure.

Pourquoi l’humain ne voit-il pas l’UV ?

Notre rétine n’est pas le principal obstacle. Le cristallin humain adulte absorbe l’essentiel de la lumière sous 400 nm environ, ce qui protégerait la rétine. Des personnes à qui l’on a retiré le cristallin sans le remplacer, une situation appelée aphakie, ont décrit percevoir un peu de proche UV sous forme d’un violet blanchâtre : nos cônes bleus peuvent donc répondre légèrement à l’UV s’il parvient jusqu’à eux.

Chez beaucoup d’oiseaux, surtout les petits passereaux, cristallin et cornée transmettent bien le proche UV. Les oiseaux plus grands ou vivant dans des milieux très lumineux en filtrent davantage, ce qui expliquerait en partie pourquoi rapaces et certains oiseaux marins relèvent du type VS.

À quoi servent les gouttelettes d’huile ?

Les cônes des oiseaux contiennent de minuscules gouttelettes d’huile colorées placées sur le trajet de la lumière, comme des filtres devant chaque capteur. Elles resserrent la bande de longueurs d’onde à laquelle répond chaque cône et réduisent le chevauchement entre types de cônes, ce qui affine la distinction entre couleurs proches.

Le cône UV ou violet porte une gouttelette transparente, qui ne bloque pas les courtes longueurs d’onde qu’il doit capter. Les autres ont des gouttelettes teintées de jaune, d’orange ou de rouge. La contrepartie est une perte de sensibilité : les oiseaux verraient moins bien les couleurs en faible lumière qu’en plein jour.

À quoi ressemble le monde pour un oiseau qui voit l’UV ?

Personne ne peut voir par les yeux d’un oiseau, et nous n’avons pas de nom pour des couleurs que nous ne percevons pas. Les scientifiques peuvent en revanche mesurer la lumière réfléchie par une surface sur tout le spectre et modéliser ce qu’enregistreraient les cônes d’un oiseau. Ces modèles suggèrent trois choses :

1. Des couleurs que nous confondons, l’oiseau les sépare. Deux plumes du même bleu à nos yeux peuvent différer fortement dans l’UV.
2. L’oiseau perçoit davantage de combinaisons, dont des mélanges sans équivalent humain, comme UV plus rouge ou UV plus vert.
3. Tous les blancs ne se valent pas. Beaucoup de plumes blanches réfléchissent l’UV, d’autres non : l’oiseau voit peut-être plusieurs « blancs » là où nous n’en voyons qu’un.

Les oiseaux voient-ils des couleurs inimaginables pour nous ?

Une étude dirigée par Mary Caswell Stoddard, de l’université de Princeton, publiée dans PNAS en 2020, l’a testé directement dans la nature. L’équipe a entraîné des colibris des montagnes Rocheuses à visiter des abreuvoirs signalés par des lumières de couleurs différentes. Les oiseaux ont appris à distinguer des couleurs « non spectrales », comme ultraviolet plus vert ou ultraviolet plus rouge, de couleurs simples voisines. Ces mélanges de longueurs d’onde éloignées sont l’équivalent, pour eux, de notre pourpre, mélange de rouge et de bleu.

Les chercheurs ont aussi analysé de grands ensembles de couleurs de plumages et de plantes : une part importante, de l’ordre d’un tiers, apparaîtrait comme des couleurs non spectrales à un oiseau. Les oiseaux vivraient donc dans un monde bien plus riche en couleurs que le nôtre, pas seulement avec une teinte en plus. Pour la vision des couleurs en général, lisez les oiseaux voient-ils les couleurs ?

À quoi sert la vision ultraviolette ?

Pour choisir un partenaire

C’est l’usage le mieux étudié. L’exemple classique est la mésange bleue, habituée de nos mangeoires. À l’œil humain, mâle et femelle sont presque identiques. Au spectromètre, la calotte du mâle réfléchit davantage l’ultraviolet. En 1998, deux équipes indépendantes, l’une en Grande-Bretagne dirigée par Sarah Hunt, l’autre en Suède dirigée par Staffan Andersson, ont révélé cette différence cachée entre les sexes, et des expériences ont montré que les femelles préféraient les mâles à la calotte UV la plus brillante. L’un des articles s’intitulait, à juste titre, « Blue tits are ultraviolet tits ».

D’autres espèces donnent des résultats semblables :

• L’étourneau sansonnet a un plumage lustré à composante UV, et des expériences des années 1990 qui filtraient l’UV modifiaient le choix du partenaire.
• Le diamant mandarin, en laboratoire, a lui aussi montré des préférences qui changeaient sans UV.
• La perruche ondulée a des taches de joue qui réfléchissent l’UV et des plumes jaunes du front qui deviennent fluorescentes sous UV. Une étude de Kathryn Arnold et ses collègues, publiée dans Science en 2002, a montré que cette fluorescence rendait les oiseaux plus attirants lors des essais.

La leçon : l’UV fait partie du signal coloré ordinaire de nombreux oiseaux. Ce n’est pas un code secret superposé, simplement la part de la couleur que nous ne voyons pas.

Pour trouver sa nourriture

Plusieurs indices vont dans ce sens, avec des réserves.

• Les fruits. Beaucoup de baies, comme les myrtilles, les prunelles ou les baies de genévrier, portent une pruine cireuse qui réfléchit l’ultraviolet. Elle aiderait les oiseaux frugivores à repérer les fruits mûrs sur un feuillage qui réfléchit peu l’UV. Les résultats expérimentaux sont partagés, et la pruine a d’autres fonctions, comme l’imperméabilisation.
• Les insectes. Certains réfléchissent ou absorbent l’UV selon des motifs qui pourraient les faire ressortir. Des expériences suggèrent que le contraste UV améliore parfois la détection des proies.
• Les fleurs. Beaucoup portent des « guides à nectar » UV destinés aux abeilles. Les colibris voient les combinaisons UV, mais leur usage réel de l’UV pour choisir les fleurs n’est pas établi.

Le faucon crécerelle suit-il vraiment l’urine des campagnols ?

En 1995, le chercheur finlandais Jussi Viitala et ses collègues ont publié dans Nature une étude montrant que des faucons crécerelles étaient attirés par des zones marquées d’urine et de crottes de campagnols, et que ces marques réfléchissaient l’ultraviolet. L’image d’une crécerelle en vol stationnaire voyant des traces lumineuses dans un champ est devenue l’une des anecdotes ornithologiques les plus répétées au monde.

L’histoire est aujourd’hui plus compliquée. Les rapaces se sont révélés être des oiseaux VS. Une étude de 2013 d’Olle Lind et ses collègues, dans le Journal of Experimental Biology, a mesuré la transmission de la lumière dans l’œil des rapaces et conclu que la sensibilité UV de la crécerelle et des espèces voisines est relativement faible : les traces de campagnols offriraient peu de contraste UV à distance de chasse. Les observations comportementales d’origine étaient réelles, mais leur explication est contestée. Résumé honnête : possible, mais non prouvé.

Pour reconnaître ses œufs

Les coquilles réfléchissent plus ou moins l’UV. Des études sur les hôtes du coucou gris suggèrent que certains oiseaux utilisent l’UV parmi d’autres indices pour décider si un œuf leur appartient. Les résultats varient selon les espèces, et la couleur visible et les motifs comptent aussi. Pour en savoir plus sur ces parasites, lisez pourquoi certains oiseaux pondent-ils dans le nid des autres ?

Les oisillons s’en servent-ils ?

Chez certaines espèces, la commissure du bec et l’intérieur de la bouche des oisillons réfléchissent l’UV, et des expériences suggèrent que les parents réagissent à ce contraste pour choisir quel poussin nourrir, surtout dans l’obscurité des cavités. La recherche est active et les résultats diffèrent selon les espèces.

Quels oiseaux voient le mieux l’ultraviolet ?

D’après les connaissances actuelles, la plus forte sensibilité UV se trouve chez beaucoup de petits passereaux, de perroquets et de goélands, les oiseaux UVS. Cela inclut des habitués du jardin : mésanges, pinsons, chardonnerets, verdiers, étourneaux et bien d’autres. Le groupe des passereaux est immense et toutes les espèces n’ont pas été testées : mieux vaut dire « beaucoup » que « tous ».

Les oiseaux VS voient encore un peu de proche UV, avec moins de sensibilité. On y trouve :

• Les pigeons et tourterelles, dont le pigeon ramier et la tourterelle turque
• Les poules, faisans, perdrix et autres gallinacés
• Les canards, oies et cygnes
• La plupart des buses, aigles et faucons
• Beaucoup de limicoles et d’oiseaux marins

Les chouettes et autres oiseaux nocturnes sont un cas à part : leurs yeux sont conçus pour la sensibilité en faible lumière, et il y a peu d’UV la nuit. La recherche sur leur vision des couleurs est limitée.

Mythes et réalités sur la vision UV des oiseaux

Ce que la vision UV change pour l’observateur au jardin

Faut-il utiliser des autocollants UV sur les vitres ?

C’est la question la plus pratique. Les vitres reflètent le ciel et la végétation, et les oiseaux s’y cognent. Certains produits utilisent des motifs réfléchissant l’UV, à peine visibles pour nous mais censés alerter les oiseaux.

L’idée tient sur le papier, mais les preuves sont plus faibles que pour les motifs visibles. Beaucoup de victimes courantes des vitres ont une vision VS, l’UV est plus faible à l’ombre et par temps couvert, et les revêtements UV peuvent se dégrader. Les organismes qui testent ces solutions, comme la Station ornithologique suisse, privilégient des points, bandes ou cordons visibles, posés à l’extérieur et rapprochés. Notre guide pour éviter que les oiseaux heurtent les vitres détaille les règles d’espacement, et pourquoi les oiseaux foncent-ils dans les vitres ? explique le problème des reflets. Position raisonnable : le verre ou le film UV peut aider certaines espèces, mais ne comptez pas uniquement dessus.

La vision UV influence-t-elle ce que les oiseaux mangent à la mangeoire ?

Rien ne montre que les oiseaux choisissent leurs graines selon leur couleur UV. Le choix dépend surtout de la taille, de la dureté de l’enveloppe, de la teneur en graisse et de la forme du bec. Pour attirer le plus d’espèces, commencez par le tournesol noir.

L’UV compte sans doute davantage dans un jardin accueillant : beaucoup d’arbustes indigènes portent des baies qui réfléchissent l’UV, une nourriture que les oiseaux sont bien équipés pour repérer. Notre sélection d’arbustes à baies qui nourrissent les oiseaux tout l’hiver est un bon point de départ.

Et pour la photo ?

Capteurs et objectifs sont conçus pour la vision humaine et filtrent généralement l’UV : une photo ne montre jamais ce que voit un oiseau. Deux oiseaux ternes et identiques sur vos images peuvent être bien distincts l’un pour l’autre. Une espèce au plumage apparemment terne ne l’est peut-être pas du tout pour ses congénères.

Comment les scientifiques savent-ils ce que voient les oiseaux ?

1. Microspectrophotométrie : de minuscules faisceaux lumineux traversent des cônes isolés pour mesurer les longueurs d’onde absorbées.
2. Séquençage du gène SWS1 : lu à partir d’une plume ou d’une goutte de sang, il permet de prédire le type UVS ou VS de centaines d’espèces sans prélever d’œil.
3. Mesure des milieux oculaires : on vérifie quelle part d’UV traverse la cornée et le cristallin.
4. Tests comportementaux : dressage à choisir entre des couleurs, ou choix du partenaire sous lumière avec et sans UV.
5. Modélisation visuelle : on combine données sur les cônes et mesures de réflectance pour estimer la différence perçue entre deux couleurs.

Quand ces cinq approches concordent, comme pour la mésange bleue, la conclusion est solide. Quand physiologie et comportement divergent, comme pour la crécerelle, la question reste ouverte.

Pourquoi les oiseaux ont-ils la vision UV ?

Les oiseaux ont hérité quatre types de cônes de lointains ancêtres reptiliens. Les mammifères en ont perdu deux pendant une longue période de vie nocturne au début de leur histoire, d’où les deux types de cônes de la plupart des mammifères. Les primates comme nous en ont ensuite regagné un troisième par duplication d’un gène. Les oiseaux n’ont jamais traversé ce goulet et ont gardé leurs quatre cônes. La vraie question n’est donc pas pourquoi les oiseaux voient l’UV, mais pourquoi nous ne le voyons pas.

En bref

• La plupart des oiseaux ont quatre types de cônes pour la couleur ; l’humain en a trois.
• Les oiseaux UVS ont un cône qui culmine dans le vrai ultraviolet, vers 355 à 380 nm.
• Les oiseaux VS culminent vers 400 à 420 nm mais captent un peu de proche UV.
• Passereaux, perroquets et goélands sont souvent UVS ; pigeons, canards et rapaces plutôt VS.
• Mâle et femelle de mésange bleue diffèrent par la couleur UV de la calotte.
• Des colibris distinguent des couleurs non spectrales impliquant l’UV.
• L’histoire de la crécerelle et de l’urine de campagnol est contestée.
• Les marquages visibles sur les vitres sont plus fiables que les produits uniquement UV.

Sources

• Hunt, S. et al. (1998). Blue tits are ultraviolet tits. Proceedings of the Royal Society B
• Stoddard, M. C. et al. (2020). Wild hummingbirds discriminate nonspectral colors. PNAS
• Viitala, J. et al. (1995). Attraction of kestrels to vole scent marks visible in ultraviolet light. Nature
• Lind, O. et al. (2013). Ultraviolet sensitivity and colour vision in raptor foraging. Journal of Experimental Biology
• Ödeen, A. et Håstad, O. (2003). Complex distribution of avian color vision systems revealed by sequencing the SWS1 opsin from total DNA. Molecular Biology and Evolution
• Arnold, K. E. et al. (2002). Fluorescent signaling in parrots. Science
• Station ornithologique suisse