La vision chez les animaux - CAZALOT

La vision chez les animauxLa vision chez les animaux

CAZALOT Guillaume - DVM-DESV - COVS 42 rue Lucien Servanty 31700 Blagnac

IntroductionIntroduction

Nouvelles niches écologiquesNouvelles niches écologiques

Théorie de l’Umwelt de Von UexküllThéorie de l’Umwelt de Von Uexküll

Netteté, résolution, contraste, mouvement, Netteté, résolution, contraste, mouvement, espaceespace

La nettetéLa netteté= 1 point > 1 point= 1 point > 1 point

La réfraction statiqueLa réfraction statique

• Principes optiques:

emmétropie et amétropie

• Ex du chien

-Myopie

(BA, Rott., Schnau., Lab.)

-Hypermétropie

-Autres (astigmatisme, presbytie)

Fig. 1. Principes de l’emmétropie, de la myopie et de l’hypermétropie

Photo. 1. Impact optique d’une myopie de 1δ et d’une hypermétropie de 14δ: perte de résolution associée à 20/800 (Cécité légale).

La nettetéLa netteté La réfraction dynamique ou accommodation

- Augmentation de la convergence Augmentation de la convergence (vision de près)(vision de près)

PassivePassive

Les papilles choroïdiennesLes papilles choroïdiennes Les ChiroptèresLes Chiroptères

La rampe rétinienneLa rampe rétinienneFig. 3. Rétine ondulée de la chauve-souris

La nettetéLa netteté

Les amphibiens

Les animaux aquatiques

Les vertébrés terrestres

Fig. 4. Œil de sélacien

Fig. 6. Œil de l’Anableps (« tétrophtalme »)Fig. 7. Œil du cheval

Fig. 5. Œil de Téléostéen abyssal

La nettetéLa netteté ActiveActive

Modification du rayon de courbure cornéenneModification du rayon de courbure cornéenne

Les RapacesLes Rapaces

Fig. 8. Accommodation active chez les Oiseaux

La nettetéLa netteté Modification du rayon de Modification du rayon de

courbure cristallinienne: - par courbure cristallinienne: - par l’irisl’iris

ChéloniensChéloniens OiseauxOiseaux

Modification du rayon de Modification du rayon de courbure cristallinienne: - par courbure cristallinienne: - par les procès ciliairesles procès ciliaires

Mammifères (2-3 Mammifères (2-3 δδ chez chez CN, 14 à 2 CN, 14 à 2 δδ chez chez Homme)Homme)

Fig. 9. Accommodation du cristallin du Cormoran

Fig. 10. Accommodation chez les Mammifères

La nettetéLa netteté Déplacement du cristallinDéplacement du cristallin

Tiré vers l’avant (Amphibiens) Tiré vers l’avant (Amphibiens) Poussé vers l’avant par le vitré (Ophidiens)Poussé vers l’avant par le vitré (Ophidiens)

Fig. 11. Accommodation chez les Anoures

La nettetéLa netteté

- Diminution de la convergence (vision de loin) Recul du cristallin par muscle Retractor lentis des Téléostéens Poussé vers l’arrière par le muscle extra-oculaire cornéen (Cyclostomes, Téléostéens)

Fig. 2. Accommodation chez les Téléostéens

La nettetéLa netteté

La correction des aberrations marginales La correction des aberrations marginales par le jeu du diaphragme irienpar le jeu du diaphragme irien

Fig.12. Diffraction chromatique du cristallin

La nettetéLa netteté

Photo. 2. Les différentes formes pupillaires: les Oiseaux, les Equidés, les Sauriens, les Félins.

La résolutionLa résolution

= = acuité visuelle = 2 points > 2 pointsacuité visuelle = 2 points > 2 points

Dépend deDépend de : :

- Intensité lumineuse chez les animaux diurnes ++ Intensité lumineuse chez les animaux diurnes ++ - Qualité de réfractionQualité de réfraction- Étendue des champs récepteurs Étendue des champs récepteurs - Densité des photorécepteursDensité des photorécepteurs

La résolutionLa résolutionRégions spécialesRégions spéciales::

- Area centralis- Area centralis: photorecepteurs ++ (Amphibiens, Sélaciens, qq Sauriens, : photorecepteurs ++ (Amphibiens, Sélaciens, qq Sauriens, Carnivores comme CN et CT, Ruminants [Carnivores comme CN et CT, Ruminants [striaeformisstriaeformis], Oiseaux de basse-], Oiseaux de basse-cour)cour)

- Macula- Macula: cônes ++ (Primates): cônes ++ (Primates)- Fovea- Fovea: cônes uniquement (Téléostéens, Caméléon, Rapaces [1500 cônes : cônes uniquement (Téléostéens, Caméléon, Rapaces [1500 cônes

centraux], Primates [200 cônes centraux]: acuité 7 à 8 fois supérieure)centraux], Primates [200 cônes centraux]: acuité 7 à 8 fois supérieure)

Fovea/area centralis: 1:1 H. et 1:4 CTFovea/area centralis: 1:1 H. et 1:4 CT Périphérie: 1:16 H. et 1:20 CT (résolution -, sensibilité +)Périphérie: 1:16 H. et 1:20 CT (résolution -, sensibilité +)

La résolutionLa résolution

Fig. 13. La fovea en microscopie Fig. 14. Structure de la fovea

La résolutionLa résolution QuantificationFraction de Snellen: 20 / X = X est la distance limite (en pieds) à laquelle un emmétrope discernerait un schéma de rayures que l’individu évalué discerne à 20 pieds (env. 6 m)

Fig. 15. Acuités normales de 20 / 20 chez un Homme et de 20 / 75 chez un Chien.

Un Homme emmétrope voit 2 à 6m et 1 à 22.5m; un chien emmétrope voit 1 à 6m.

1 2

Le contrasteLe contrasteSensibilité à la lumière Sensibilité à la lumière (CT 6 fois plus (CT 6 fois plus qu’Homme)qu’Homme)

Pour mieux voir en ambiance scotopique:Pour mieux voir en ambiance scotopique:- Bâtonnets en rétine centrale- Bâtonnets en rétine centrale- Longueur d’onde (506-510 nm) de sensibilité maximale de la rhodopsine- Longueur d’onde (506-510 nm) de sensibilité maximale de la rhodopsine- Temps de régénération long- Temps de régénération long- Tapis (réflexion +, fluorescence +, résolution -, position / env.) - Tapis (réflexion +, fluorescence +, résolution -, position / env.)

Pour mieux voir en ambiance photopique:Pour mieux voir en ambiance photopique:- Cônes en rétine centrale- Cônes en rétine centrale- Diaphragme irien- Diaphragme irien- Temps de régénération court- Temps de régénération court- Régulation par les cellules amacrines- Régulation par les cellules amacrines

Le contrasteLe contraste

Spécificité des couleursSpécificité des couleurs

Cyclostomes?Cyclostomes?

Téléostéens: Téléostéens: R-J-Ve-B-Vi-UV ++R-J-Ve-B-Vi-UV ++

Amphibiens: Amphibiens: couleurs avec J++ en photopique et Ve++ en couleurs avec J++ en photopique et Ve++ en scotopiquescotopique

Reptiles: Reptiles: Or-Ve-BOr-Ve-B

Oiseaux: Oiseaux: couleurs ++couleurs ++

Le contrasteLe contraste Mammifères:

- Dichromatisme: Bovidés, Equidés, Canidés, Félidés…

Ex: le Chien2 types de cônes: 429-435 nm (Vi pour H., B pour CN) et 555 nm (Ve-J pour H., J pour CN)1 point neutre

- Trichromatisme: Ecureuil, Musaraigne, Homme…

Fig. 16. Spectre chromatique perçu par des individus trichromate et dichromate.

Fig. 17. Chevauchement des spectres d’absorption

Le contrasteLe contraste- Cas particulier des primates- Cas particulier des primates

bichromatisme du Nouveau Monde bichromatisme du Nouveau Monde

X= cônes S et L/M codés par gènes a et b, b’, X= cônes S et L/M codés par gènes a et b, b’, et b ’’)et b ’’)

b, b’ et b’’ sont co-dominantsb, b’ et b’’ sont co-dominants XY est dichromate et XX est trichromate si XY est dichromate et XX est trichromate si

hétérozygotehétérozygote

trichromatisme de l’Ancien Monde trichromatisme de l’Ancien Monde Passage par les femelles.Passage par les femelles. Statut du singe hurleur.Statut du singe hurleur.

Fig. 18. Classification des singes du Nouveau Monde (Prosimiens et Platyrrhiniens) et de l’Ancien Monde (Catarrhiniens). Cas particulier des Atélidés.

Le mouvementLe mouvement Un même objet est vu par une meute de CN policiers à 585 m Un même objet est vu par une meute de CN policiers à 585 m lorsqu’il est immobile et à plus de 810-900 m lorsqu’il est en lorsqu’il est immobile et à plus de 810-900 m lorsqu’il est en mouvement.mouvement.

Dépend de : Dépend de : - richesse de la rétine en photorécepteurs et étendue des - richesse de la rétine en photorécepteurs et étendue des champs récepteurs (cas particulier des yeux composés)champs récepteurs (cas particulier des yeux composés)

- persistance de la stimulation et retour au niveau basal de - persistance de la stimulation et retour au niveau basal de stimulation (Fréquence de fusion plus basse chez H. / CN)stimulation (Fréquence de fusion plus basse chez H. / CN)

Importance: Importance: - - TV!TV!- Vigilance- Vigilance- Chasse- Chasse

Fig. 19. Œil composé d’abeille

L’espaceL’espacePerception bidimentionnelle Perception bidimentionnelle (relation à l’objet) / (relation à l’objet) / tridimentionnelle (relatif à sa tridimentionnelle (relatif à sa position): nécessité d’une position): nécessité d’une vision binoculaire vision binoculaire stéréoscopiquestéréoscopique

Champ visuel monoculaireChamp visuel monoculaire (170° chez les Vertébrés):(170° chez les Vertébrés):

- Extension de la surface - Extension de la surface rétinienne (hibou)rétinienne (hibou)

- Rayon de courbure de cette - Rayon de courbure de cette surfacesurface

- Ouverture pupillaire (cheval)- Ouverture pupillaire (cheval)Fig. 20. Champ visuel monoculaire des Vertébrés.

L’espaceL’espaceChamp visuel binoculaireChamp visuel binoculaire: :

- Dépend de la position des yeux (0° chez H. et # 20° chez CN) et de la - Dépend de la position des yeux (0° chez H. et # 20° chez CN) et de la longueur du museau.longueur du museau.

- Homme: 140° bino. sur 200° totaux.- Homme: 140° bino. sur 200° totaux. Chat: 120° bino. sur 280° totaux.Chat: 120° bino. sur 280° totaux.

Fig. 21. Orientations du bulbe de l’œil dans différentes espèces

L’espaceL’espaceFig. 22. Champs visuels mono- et binoculaire d’un chien mésocéphale

Fig. 23. Champs visuels mono- et binoculaire de divers Mammifères

L’espaceL’espace

Fig. 24. Champs visuels mono- et binoculaire de l’aigle.

Fig. 25. Champs visuels mono- et binoculaire de divers Oiseaux

L’espaceL’espace

Mouvements oculairesMouvements oculaires: : - réflexes (vestibulo-oculaire, poursuite…)- réflexes (vestibulo-oculaire, poursuite…)- volontaires (coordonnés ou pas)- volontaires (coordonnés ou pas)

Fig. 26. Champs visuels mono- et binoculaire des Poissons et des Reptiles

L’espaceL’espace

Taille de Taille de l’animall’animal

Fig. 27. La même scène vue par des chiens de 8, 34 et 66 pouces au garrot.

Teckel

Epagneul breton

Dogue allemand

L’espaceL’espace

Notions de physiologie cognitiveNotions de physiologie cognitive- Perspective- Perspective

Fig. 28. Les illusions perceptives du Macaque.

L’espaceL’espace

Notions de physiologie cognitiveNotions de physiologie cognitive- Orientation- Orientation

Fig. 29. Expérience du losange. Fig. 30. Stratégie « du voyageur de commerce »

L’espaceL’espace

Fig. 31. Orientation du Macaque grâce à des indices locaux.

Fig. 32. Transfert intermodal de la vision au toucher (séquence a) et du toucher à la vision (séquence b).

ExemplesExemples

Les OiseauxLes Oiseaux

ExemplesExemples

Les ReptilesLes Reptiles

ExemplesExemples

Les PoissonsLes Poissons

ExemplesExemples

Les MammifèresLes Mammifères

ExemplesExemples

Les InsectesLes Insectes

ExemplesExemples

Paysage champêtre Paysage champêtre vu par:vu par:

- La mouette- La mouette

ExemplesExemples

- L’Homme- L’Homme

ExemplesExemples

- Le taureau- Le taureau

ExemplesExemples

- La grenouille- La grenouille

ExemplesExemples

- L’abeille- L’abeille

ExemplesExemples

- Le grillon- Le grillon

ExemplesExemples

- L’escargot- L’escargot

ExemplesExemples

- …et un rotifère!- …et un rotifère!