La mécanique statistique montre que certains animaux peuvent être capables de percevoir le champ magnétique terrestre avec des faisceaux de poils microscopiques dans leurs oreilles internes.

Les mécanismes exacts utilisés par les animaux pour détecter la direction du champ magnétique terrestre sont longtemps restés un mystère. Une théorie de premier plan suggère que cette capacité est liée à des faisceaux de cellules ciliées microscopiques dans les oreilles internes. Grâce à de nouvelles recherches publiées dans The European Physical Journal Special Topics , Kirill Kavokin de l'Université d'État de Saint-Pétersbourg, en Russie, utilise une analyse statistique pour montrer qu'environ 100 de ces cellules ciliées pourraient agir comme des aiguilles de boussole biologiques efficaces, permettant aux animaux de détecter avec précision le champ magnétique qui les entoure.

Appelée "magnétoréception", cette capacité de détection unique se retrouve dans un large éventail d'espèces de vertébrés :des oiseaux migrateurs aux rongeurs fouisseurs. Plusieurs mécanismes ont été proposés pour expliquer cette capacité, mais malgré plus de 50 ans de recherche, aucun d'entre eux n'a encore été définitivement observé dans la nature.

Une théorie de premier plan est basée sur des faisceaux de cellules ciliées dans l'oreille interne, appelées "stéréocils". Selon cette idée, les stéréocils sont attachés à des nanocristaux de magnétite :un minéral à base de fer qui peut devenir magnétisé en permanence, s'alignant sur le champ magnétique terrestre. Au fur et à mesure que l'orientation de l'animal change, la magnétite forcerait alors des changements dans les orientations des stéréocils qui lui sont attachés. Ces changements pourraient ensuite être captés par des mécanorécepteurs :des cellules nerveuses capables de détecter une pression mécanique, procurant à l'animal la sensation physique d'un champ magnétique. Pourtant, il n'est pas certain que ces cellules nerveuses soient suffisamment sensibles pour détecter des changements aussi subtils.

Pour approfondir cette idée, Kavokin a étudié les fluctuations des stéréocils dans le cadre de la mécanique statistique, qui applique le langage mathématique des statistiques à de grands groupes d'objets microscopiques.

Grâce à son analyse, Kavokin a montré que les faisceaux de stéréocils peuvent en effet agir comme des aiguilles de boussole très sensibles, avec seulement une centaine de cellules ciliées nécessaires pour que les mécanorécepteurs captent leurs fluctuations. Ce résultat intrigant pourrait rapprocher les biologistes de la compréhension des origines de la magnétoréception et enfin de l'identification des mécanismes responsables dans la nature. + Explorer plus loin

La thérapie génique sauve les cellules ciliées de l'oreille interne défectueuses qui transmettent le son