Difficile de faire le rapprochement entre un chat et un éléphant, surtout dans la comparaison entre le ronronnement et les sons produits par le pachyderme et pourtant… Votre Guru va même tenter l’impensable ! insérer une image animée d’un chat dans l’espace, dans un article scientifique sur la “voix” de l’éléphant, du jamais vu dans l’internet…

Tout d’abord, il faut savoir comment l’éléphant arrive à produire des sons aussi distinctifs.  Ces créatures massives sont capables de communiquer entre elles à des fréquences en dehors des limites de la perception humaine, sur des distances de plusieurs kilomètres, mais comment ils le font, cela reste un vieux mystère (comme celui de leur 6èm orteils…). Maintenant, une équipe de biologistes a démontré qu’ils semblent employer le même mécanisme que les êtres humains pour communiquer à des fréquences remarquablement basses.

Les éléphants sont capables de produire des notes très basses, à des fréquences que l’on appelle "infrasons", ce qui signifie que les sons qu’ils produisent peuvent effectivement s’étendre en dessous des 20 hertz, la plus basse fréquence détectable par l’oreille humaine. Les chercheurs connaissaient les capacités infrasonores des éléphants, mais comment les sons sont-ils réellement produits… cela restait encore à définir.

Selon le biologiste Christian Herbst (département biologie cognitive à l’Université de Vienne, Australie), premier auteur d’une nouvelle et éclairante étude sur la vocalisation des éléphants, la grande majorité des vocalisations des mammifères s’appuient sur la vibration des cordes vocales logées dans le larynx. Ces couches de tissus oscillants, sont capables de produire une extraordinaire gamme de fréquences entre les espèces, allant de 9 Hz chez les baleines à plus de 110 000 Hz chez les chauves-souris. Il va de soi, selon Herbst , que les éléphants s’appuient également sur cette méthode de production sonore.

Pourquoi le chat et son ronronnement ? 

Une question importante demeure : qu’est-ce qui contrôle de la vibration des cordes vocales ? Selon Herbst, il existe deux mécanismes potentiels. Le premier est appelé la contraction musculaire active, ou le mode "ronronnement", comme son nom l’indique, c’est la même méthode que le chat domestique utilise pour produire les sons de son ronronnement. La seconde est l’aérodynamique myoélastique, ou le mode "débit conduit/contrôlé", qui est la façon dont nous, les humains, produisons des sons.

Image animée ci-dessus : tout un univers de chat dans l’espace à découvrir (…)

Quand un chat ronronne, il régule la vitesse avec laquelle ses cordes vocales vibrent en contractant activement ses muscles du larynx. Chez l’homme, toutefois, l’activité musculaire du larynx reste relativement stable, tandis que la vocalisation humaine peut être modulée en ajustant la tension de divers muscles du larynx, les changements dans la fréquence à laquelle vos cordes vocales vibrent provient en grande partie de changements dans la pression d’air appliquée par l’intermédiaire de nos poumons.

Ci-dessous à partir de la publication de Herbst et de ses collègues, pour illustrer la différence entre les deux mécanismes : Partie B – Mécanique de la fermeture des cordes vocales à la fois dans la théorie de la contraction musculaire active (AMC) et dans l’aérodynamique myoélastique (MEAD). (1) Dynamique de la colonne d’air inertive, (2) forme divergente des cordes vocales en phase de fermeture, (3) force de rappel élastique. C – représentation idéalisée de l’activité musculaire intrinsèque du larynx au cours des cycles glottiques à la fois pour la théorie MEAD et AMC.

Le résultat de tout ceci, est que le ronronnement s’appuie sur des tremblements musculaires finement réglés et “neuralement” contrôlés, alors que la vocalisation au débit contrôlé peut fonctionner en la seule présence d’une pression d’air. C’est la différence entre l’anche sur un instrument à vent, vibrant de façon autonome, et une anche vibrante, parce que vous soufflez physiquement de l’air à travers. Si Herbst et ses collègues réussissaient à produire des fréquences infrasoniques à partir d’un larynx d’éléphant qui avait été “déconnecté” de son système nerveux, ils pouvaient ainsi prouver que le mécanisme du ronronnement n’est pas réellement nécessaire pour la vocalisation des éléphants. Pour ce faire, les chercheurs ont conçu une expérience et voici comment cela s’est passé :

• Première étape: Un éléphant d’Afrique dans un zoo de Berlin meurt de causes naturelles. Herbst et ses collègues sont autorisés à utiliser son corps pour la recherche.
• Étape 2: Les chercheurs excisent le larynx de l’éléphant, marqué ici en rouge (clic pour agrandir).
• Étape 3: Herbst et ses collègues regroupent les cordes vocales de manière à reproduire leur positionnement lors de la vocalisation des éléphants.
• Etape 4: Le larynx excisé est fixé à un réservoir d’air comprimé par l’intermédiaire d’un régulateur de pression, humidificateur et d’un poumon artificiel.
• Etape 5: En utilisant de l’air comprimé, les chercheurs tentent de simuler des vocalisations infrasoniques au débit contrôlé . Le larynx est enregistré avec un microphone, une caméra vidéo haute-vitesse et des électrodes judicieusement placées.

Et bien tout ce bric-à-brac a fonctionné !

Les chercheurs ont réussi à reproduire les vocalisations infrasonores à une fréquence moyenne de 16,38 Hz, ce qui démontre qu’un éléphant en direct n’a pas à ronronner pour produire ces tons graves. Rappelez-vous : un larynx excisé est incapable de ronronner, comme les muscles nécessaires sont déconnectés du système nerveux. Comme Herbst l’explique :

Bien que nous ne pouvons exclure clairement un rôle pour un muscle de vibration actif dans notre préparation du larynx excisé, nous ne pouvons évidemment pas éliminer la possibilité d’un tel "ronronnement" chez un éléphant vivant. Cependant, notre étude démontre qu’il n’y a pas la nécessité de telle vibration pour produire de bruyants sons grave à basse fréquence, utilisées par les éléphants.

Quoi qu’il en soit, le fait que les bruits des infrasons peuvent être produits par une reproduction / simulation du débit-controlé est convaincant et souligne son utilité en tant que système de vocalisation chez les mammifères.

L’étude publiée sur Science : How Low Can You Go? Physical Production Mechanism of Elephant Infrasonic Vocalizations.