La Parade du COLIBRI

 

 

La parade nuptiale du colibri d’Anna (Calypte anna) est un spectacle tant pour les yeux que pour les oreilles. Outre des battements d’ailes très rapides et des vocalises, l’oiseau enchaîne, à l’instar de plusieurs autres espèces de colibri, des vols acrobatiques musicaux : il monte jusqu’à 40 mètres d’altitude, descend en piqué près de la femelle, puis remonte sur sa lancée en ouvrant et refermant rapidement sa queue tout en émettant gazouillis et divers bourdonnements. En 2008, Christopher Clark et Teresa Feo, deux écologues de l’Université de Californie, à Berkeley aux États-Unis, avaient montré que ces bourdonnements étaient produits par les plumes de la queue de l’oiseau, lorsqu’elles sont déployées. Ch. Clark et ses collègues décrivent à présent comment les vibrations de la queue font chanter ces plumes.

Dans une soufflerie, ils ont simultanément mesuré la vitesse des vibrations des diverses plumes de la queue de 14 espèces de colibri à l’aide d’un vibromètre à laser (un instrument utilisé tant pour inspecter les composants des avions que pour diagnostiquer le tympan auditif) et enregistré les sons que ces plumes émettent en fonction de la force du vent, tout en filmant l’expérience. Ils ont ainsi observé que la vitesse des vibrations de chaque plume testée augmente avec la vitesse du vent, jusqu’à atteindre un « rythme de croisière » : à partir d’une vitesse critique, une oscillation stable s’établit avec des harmoniques, c’est-à-dire des oscillations secondaires à des fréquences multiples de l’oscillation principale.

Les plumes produisent alors un son. Les écologues ont montré que chaque composante fréquentielle du son émis (fréquence principale et harmoniques) correspond à une des vibrations (oscillation principale ou harmoniques) de la plume. En outre, le chant de chaque plume est unique : les caractéristiques des vibrations – et donc du son émis – dépendent de la forme et de la taille des plumes. Selon leur géométrie, les plumes vibrenten se courbant, en se tordant, en ondulant sur les bords, ou encore en ne battant que de leur extrémité. Ces différents modes de vibration produisent des fréquences différentes, lesquelles dépendent aussi de l’envergure de la plume.

L’excitation de ces modes vibratoires dépend de divers paramètres, notamment l’angle d’incidence du vent. Ainsi, il arrive que d’autres modes – et donc d’autres sons – accompagnent le mode vibratoire principal lorsque deux plumes voisines sont excitées. Les interactions observées entre les deux plumes sont alors de deux sortes : mécanique (les plumes s’entrechoquent et transmettent ainsi leurs vibrations) ou aérodynamique (l’air dévié par la première plume arrive sur la seconde, qui entre en résonance).

En pratique, chez l’oiseau, toutes les plumes de la queue ne produisent pas de son. Chez le colibri d’Anna, seule la plume la plus extérieure chante, et la plume voisine vibre avec elle de façon synchrone, ce qui renforce le chant de la première. Chez le colibri d’Allen (Selasphorus sasin), en revanche, deux plumes voisines vibrent à deux fréquences distinctes, créant deux sons différents. De plus, leur proximité entraîne l’apparition de fréquences par résonance (la somme et la différence des deux fréquences). Et l’oiseau chante en même temps !

SOURCE / Sciences Magazine