Peter Tyack : le son fascinant des mammifères marins

Peter Tyack de Woods Hole parle des merveilles cachées de la mer : les sons sous-marins. Sur scène à Mission Blue, il explique l'étonnante utilisation des sons et des chansons par les baleines pour communiquer sur des centaines de milles sous l'océan.

Merci beaucoup. Je vais essayer de vous embarquer

dans un voyage dans le monde acoustique et sous-marin

des baleines et des dauphins.

Comme nous sommes une espèce très visuelle

il nous est difficile de le comprendre.

J'utiliserai donc un mélange de tableaux et de sons

en espérant que cela vous parlera.

Mais pensons aussi, en tant qu'espèce visuelle,

à ce qui se passe quand on fait de la plongée

et qu'on essaie de regarder sous l'eau.

On ne peut pas voir très loin.

Notre vision, qui fonctionne très bien à l'air libre,

devient soudainement très restreinte et claustrophobe.

Et les mammifères marins ont évolué

depuis ces dix derniers millions d'années,

ils ont changé leur dépendance au son

pour explorer leur monde

et pour rester en contact entre eux.

Les dauphins et les baleines à dents utilisent l'écholocalisation.

Ils peuvent émettre des cliquetis

et écouter les échos des fonds marins afin de s'orienter.

Ils peuvent écouter les échos de leurs proies

pour déterminer où est leur nourriture

et pour choisir ce qu'ils veulent manger.

Tous les mammifères marins utilisent les sons pour communiquer.

Ainsi, les larges baleines à fanons

produisent de longues et magnifiques chansons

qui sont utilisées pendant la période de reproduction

par les mâles et les femelles pour se trouver

et se choisir comme partenaires.

Ainsi une mère et les jeunes animaux très liés entre eux

utilisent des sons pour rester connecter.

Les sons sont donc essentiels à leur vie.

La première chose qui m'a intéressé dans les sons

de ces animaux sous-marins,

dont le monde m'était étranger,

c'était la preuve que

les dauphins en captivité pouvaient imiter les sons humains.

J'ai dit que j'utiliserai

des représentations visuelles des sons.

Voici le premier exemple.

Ceci est un tracé de fréquences selon le temps.

une sorte de partition musicale,

où les notes aigües sont plus aigües et les notes graves plus graves,

et le temps s'écoule ainsi.

Voici la représentation du sifflet d'un dresseur,

sifflet utilisé pour dire au dauphin

qu'il a bien travaillé et peut venir chercher un poisson.

Ça ressemble à un "twiiiiiiiiit". Comme ça.

Et voici un petit en captivité

faisant une imitation

du sifflet de cet entraîneur.

Si vous sifflez cette note à votre chien ou chat

et qu'il vous le siffle en retour,

vous seriez plutôt surpris.

Très peu de mammifères non humains

peuvent imiter les sons.

C'est très important pour notre musique et notre langage.

C'est donc un mystère: les quelques autres mammifères qui font cela,

pourquoi le font-ils ?

Une grande partie de ma carrière à été consacrée

à essayer de comprendre

comment ces animaux utilisent leurs connaissances,

utilisent leur faculté d'adapter ce qu'ils disent

à ce qu'ils entendent

dans leur propre système de communication.

Commençons donc avec les appels des primates non humains.

Beaucoup de mammifères peuvent produire des appels de contact

quand, par exemple, une mère et son petit sont séparés.

C'est un exemple d'appel produit par les singes écureuils

quand ils sont isolés les uns des autres.

Et vous le constatez, il n'y a pas beaucoup

de variabilité dans ces appels.

Au contraire, la signature du sifflement

que les dauphins utilisent pour rester en contact

est totalement différente en fonction des individus.

Ils peuvent utiliser cette capacité pour apprendre les appels

afin de développer des appels plus complexes et plus distincts

pour identifier chaque individu.

Qu'en est-il des conditions d'utilisation de cet appel ?

Et bien, regardons les mères et leurs petits.

En condition normal, les dauphins et leurs petits

nagent séparément si maman est en chasse de poisson.

Et quand ils sont séparés

ils doivent se retrouver.

Ce que ce chiffre montre, c'est le pourcentage de séparations

pour lesquelles les dauphins sifflent,

en fonction de la distance maximum.

Donc, quand les dauphins sont séparés de moins de 20 mètres,

ils sifflent moins de la moitié du temps.

La plupart du temps, ils peuvent se retrouver

simplement en nageant.

Mais à chaque fois qu'ils sont séparés de plus de 100 mètres,

ils doivent utiliser ces sifflements distinctifs

pour se retrouver.

La plupart de ces sifflements de signatures distinctifs

sont stéréotypés et stables

durant la vie d'un dauphin

Mais il y a des exceptions.

Quand un jeune mâle quitte sa mère,

il rejoindra souvent un autre mâle

pour former une alliance qui peut durer des dizaines d'années.

Et comme ces deux animaux ont un lien social,

leurs sifflements distinctifs auront tendance à converger

et devenir très proche.

Cette courbe montre les deux membres d'une paire.

Et comme vous le voyez tout en haut,

ils partagent un cri aigu, comme "woop, woop, woop."

Ils ont tous les deux ce genre de cri.

Alors que les membres d'une autre paire feront "wo-ot, wo-ot, wo-ot."

Ce qui se produit est

qu'ils ont utilisé ce processus d'apprentissage

pour développer un nouveau signe qui identifie ce nouveau groupe social.

C'est une très intéressante manière pour eux

de former un nouvel identifiant

pour leur nouveau groupe social.

Faisons maintenant machine arrière

et regardons ce que ce message peut nous dire

sur la protection des dauphins

contre la nuisance humaine.

Quiconque regarde cette photo

sait que ce dauphin est entouré

et visiblement sont comportement est anormal.

C'est une mauvaise situation.

Il se trouve que quand un seul bateau

approche d'un groupe de dauphins

à quelques 200 mètres,

les dauphins vont commencer à siffler,

ils vont changer ce qu'ils font, ils se rassemblent,

en attendant que le bateau passe

et puis ils vont retourner à leurs occupations habituelles.

Dans un lieu comme Sarasota en Floride,

l'intervalle moyen entre deux passages

de bateau à 200m d'un groupe de dauphins

est de 6 minutes.

Donc même dans une situation qui ne semble pas si mauvaise,

cela affecte le temps que ces animaux ont

pour leur travail normal.

Et si on regarde un environnement très pur comme l'ouest de l'Australie,

Lars Bider a fait un travail sur

la comparaison du comportement et de la distribution des dauphins

avant d'être des dauphins qui regardent les bateaux.

Quand il y avait un bateau, pas beaucoup d'impact.

Et deux bateaux, quand le second bateau a été ajouté,

ce qui s'est passé est que quelques dauphins

ont complètement quitté la zone.

Et pour ceux qui sont restés, le taux de reproduction a chuté.

Donc, ca pourrait avoir un impact négatif sur toute la population.

Quand on pense aux zones maritimes protégées pour les animaux comme les dauphins,

cela signifie que nous devons être

conscients des actes qui nous paraissaient bénins.

Nous aurions peut être besoin de réguler l'intensité

de la navigation touristique et les visites des baleines

pour prévenir ce type de problèmes.

J'aimerais aussi souligner que les sons

n'ont pas de limites.

Donc on peut tracer une ligne pour protéger une zone,

mais la pollution chimique et le bruit

continueront à traverser cette zone.

J'aimerais maintenant passer de cet environnement

local, familier, côtier

au monde plus vaste des baleines et de l'océan.

Ceci est une carte que nous connaissons tous.

Le monde est principalement bleu.

Mais j'aimerais aussi souligner que les océans

sont beaucoup plus liés que ce que nous pensons.

Notez le peu de barrières qui délimitent

les océans en comparaison des terres.

Pour moi, l'exemple le plus suprenant

de l'interconnexion des océans

provient d'une expérience accoustique

où des océanographes

ont pris un bateau vers le sud de l'Océan Indien

ont déployé un haut parleur sous-marin

et ont diffusé un son.

Ce même son

a voyagé vers l'ouest et a pu être entendu aux Bermudes,

et a voyagé vers l'est et a pu être entendu à Monterey --

le même son.

Nous vivons dans un monde où la communication par satellite

permet une communication globale,

mais ca m'étonne toujours autant.

L'océan a la propriété

de permettre aux sons de basses fréquences

de se déplacer globalement.

Le temps de transit acoustique pour chacun de ces chemins est d'environ 3 heures.

C'est à peu près la moitié du globe.

Au début des années 70,

Roger Payne et un acousticien océanique

ont publié un papier théorique

soulignant qu'il est possible

qu'un son puisse se transmettre sur ces longues distances,

mais très peu de biologistes l'ont cru.

Ca s'est pourtant vérifié,

même si nous connaissons la propagation sur longue distance depuis quelques dizaines d'années,

les baleines ont clairement évolué

sur quelques dizaines de million d'années

une manière d'exploiter cette propriété étonnante des océans.

La baleine bleue et le rorqual

produisent des sons à très basse fréquence

qui peuvent traverser de très longues distances.

Le graphique du haut montre

une série complexe d'appels

qui sont répétés par des mâles.

Cela forme des chansons, qui jouent un rôle dans la reproduction

du même type que les chants d'oiseau.

En bas, on voit les appels fait par les mâles et les femelles

qui parcourent aussi de très longues distances.

Les biologistes ont continué à être sceptique

sur le problème des communications longue distance

bien après les années 70

jusqu'à la fin de la Guerre Froide.

Ce qui s'est passé, c'est que pendant la Guerre Froide

l'US Navy avait un système qui était secret à cet époque,

ils l'utilisaient pour tracer les sous-marins russes.

Ils avaient des micros en eau profonde, ou hydrophones,

reliés à la côte,

et tous connectés à un central qui pouvait écouter

les sons de tout l'Atlantique Nord.

Et après la chute du mur de Berlin, la Navy a rendu ce système disponible

aux bio-acousticiens des baleines

pour voir ce qu'ils pouvaient entendre.

Voici un tracé de Christopher Clark

qui a pisté une baleine bleue particulière

quand elle est passée par les Bermudes,

est descendu à la latitude de Miami et est revenu.

Elle a été suivie pendant 43 jours,

nageant 1 700 km,

soit plus de 1 000 miles.

Cela nous montre que les appels

sont détectables sur des centaines de miles,

et que les baleines ont l'habitude de nager des centaines de miles.

Ce sont des animaux centrés sur l'océan et à l'échelle de l'océan

qui communiquent sur des distances beaucoup plus larges

que ce que nous anticipions.

Contrairement aux Rorquals et aux baleines bleues, qui

s'étendent dans les océans tempérés et tropicaux,

les baleines à bosse se rassemblent

dans des zones de reproduction locales et traditionnelles.

Et donc elles peuvent produire des sons de fréquence un peu plus haute,

sur un spectre plus large et plus complexes.

Vous écouter un chant complexe

produit par ces baleines à bosse.

Quand les baleines à bosse développent

la capacité de chanter cette chanson,

elles écoutent les autres baleines

et modifient leur chant en fonction de ce qu'elles entendent,

tout comme les chants d'oiseaux ou les sifflements de dauphin que j'ai décrits.

Cela signifie que la chanson des baleines à bosse

est une forme de culture animale,

tout comme le serait la musique des hommes.

Je pense qu'un des plus intéressant exemple

vient d'Australie.

Les biologistes sur la côte Est de l'Australie

ont enregistré les chansons des baleines à bosse dans cette zone.

Cette ligne orange délimite les chants typiques

des baleines de la côte Est.

En 1995, elles chantaient toutes la chanson normale.

Mais en 1996, elles ont entendu quelques chants étranges.

Et il est apparu que ces chants étranges

étaient typiques des baleines de la côte Ouest.

Les chants de la côte Ouest sont devenu de plus en plus célèbre,

jusqu'à ce qu'en 1998,

plus aucune baleine ne chantait le chant de la côte Est; il avait complètement disparu.

Elles ont simplement chanté la super, nouvelle chanson de la côte Ouest.

C'est comme si un nouveau style

avait complètement été effacé

le style démodé d'avant,

et sans radio pour diffuser les vieux tubes.

Personne ne chante plus les vieilleries.

J'aimerais vous montrer rapidement ce que les océans font de ces appels.

Vous écoutez un enregistrement de Chris Clark,

à 0.2 miles d'une baleine à bosse.

Vous pouvez entendre le spectre total. C'est plutôt fort.

On se croit très proche.

L'enregistrement suivant

est la même chanson de baleine à bosse

à 50 miles de distance.

Vous le voyez en bas.

Vous n'entendez que les basses fréquences.

Vous entendez la réverbération

quand le son traverse de longue distance dans les océans

et ce n'est plus aussi fort.

Après ces enregistrement de baleines à bosse,

je lancerai les appels des baleines bleues, mais on doit les accélerer

car ils sont si bas en fréquence

que vous ne pourriez pas les entendre.

Voici l'appel d'une baleine bleu à 50 miles,

qui paraissait distant pour la baleine à bosse

C'est fort, clair -- vous pouvez l'entendre très clairement.

Voici le même appel enregistré avec un hydrophone

à 500 miles.

Il y a beaucoup de bruits parasites, qui sont pour la plupart d'autres baleines.

Mais vous pouvez toujours entendre ce faible appel.

Changeons de registre et pensons

au potentiel pour les impacts humains.

Le son le plus dominant que les hommes envoient dans l'océan

vient des bateaux.

Voici le son d'un navire,

et je vais devoir parler un peu plus fort pour me faire entendre.

Imaginez ce que les baleines entendent à 500 miles.

Il y a un problème potentiel qui peut être

que ce genre de bateau empêcherait les baleines

de s'entendre les unes des autres.

Voici quelque chose que l'on sait depuis pas mal de temps.

C'est un graphique qui vient d'un livre sur les sons sous-marins.

Et sur l'axe des Y

est la force des bruits ambiants moyens en eau profonde

en fonction de la fréquence.

Et dans les basses fréquences, cette ligne indique

que le son vient de l'activité sismique de la terre.

Là-haut, ces lignes des variable

indiquent l'acroissement des bruits dans cette gamme de fréquence

des vent et des vagues.

Mais juste au milieu ici où il y a un point d'optimisation,

le bruit est principalement celui des bateaux.

Réflêchissez-y. C'est une chose étonnante.

Dans cette gamme de fréquence où les baleines communiquent,

la source principale, sur notre planète, pour le bruit

provient de la navigation humaine,

des milliers de bateaux, distants, éloignés,

tous rassemblés.

Le prochain slide l'impact que cela peut avoir

sur la distance de communication des baleines.

Ici, vous voyez la force d'un appel à une baleine.

Et quand on s'éloigne,

le son devient de plus en plus éteint.

Dans un océan pré-industriel, que nous évoquions,

cet appel pouvait être facilement détecté.

C'est plus fort que le bruit

à une distance de milles kilomètres.

Considérons maintenant l'augmentation du bruit

qui provient de la navigation, comme nous l'avons vu.

Soudainement, la portée effective de la communication

chute de 100 km à 10 km.

Si ce signal est utilisé pour les mâles et les femelles

pour se retrouver pour l'accouplement alors qu'ils sont dispersés,

imaginez l'impact que cela peut avoir

sur le repeuplement d'une population menacée.

Nous avons aussi des appels de contacts

comme je l'ai décrit pour les dauphins.

Voici le son d'un appel de contact utilisé

par les baleines franches pour rester en contact.

C'est le type d'appel qui est uilisé par,

disons, les mères et les bébés

quand ils sont séparés, afin de se retrouver.

Imaginez que l'on intègre le bruit des navires dans ce tableau.

Que font les mères

si le bateau approche et que le petit n'est pas là?

Je vais vous décrire quelques stratégies.

Une stratégie est que si votre appel est ici

et que le bruit est dans le spectre,

vous pouvez changer la fréquence de votre appel hors de bande de fréquence du bruit

afin de mieux communiquer.

Susan Parks de Penn State a étudié cela.

Elle est allé dans l'Atlantique. Voici les données de l'Atlantique Sud.

Voici un appel typique de l'Atlantique Sud dans les années 70.

Regardez ce qu'il arrive à la moyenne des appels en 2000.

La même chose dans l'Atlantique Nord,

dans les années 50 contre l'an 2000.

Ces 50 dernières années,

alors que nous avons produit plus de bruits dans les océans,

ces baleines ont dues changer de fréquence.

C'est comme si l'ensemble de la population avait changé de fréquence

était passé de basse à tenor.

Ce changement étonnant, provoqué par les humains

sur cette large échelle,

dans l'espace et le temps.

Et nous savons désormais que les baleines peuvent compenser le bruit

en appelant plus fort, comme je l'ai fait quand on entendait le navire,

en attendant le silence

et en changeant la fréquence des appels hors de la bande de fréquence du bruit.

Il y a probablement un prix à appeler plus fort

ou augmenter la fréquence plus que la normal.

Et il y a probablement des opportunités perdues.

Si nous devons aussi attendre le silence,

elles peuvent manquer une opportunité importante pour communiquer.

Donc, on doit se sentir concerné

quand le bruit dans les habitats

dégrade suffisamment l'habitat

pour que les animaux doivent soit payer trop pour pouvoir communiquer,

soit ne puissent plus faire des fonctions critiques.

C'est vraiment un problème essentiel.

Et je suis heureuse de dire qu'il y a quelques

avancés prometteuses dans cette direction,

en regardant l'impact de la navigation sur les baleines.

En terme de bruit des navires,

l'Organisation Maritime Internale des Nations Unies

a formé un groupe dont le travail est d'établir

des recommandations pour rendre les bateaux plus silencieux,

pour dire à l'industrie comment faire taire les navires.

Et ils ont déjà trouvé

qu'être plus intelligent sur le design de meilleurs propulseurs,

vous pouvez réduire le bruit de 90%.

Si vous isolez

la machinerie du bateau de la coque,

vous réduisez le bruit de 99%.

Aujourd'hui, c'est principalement un problème de coût et de standard.

Si ce groupe peut établir des standards,

et si la construction navale les adopte pour construire leurs bateaux,

nous pourrons voir un déclin graduel

de ce problème potentiel.

Mais il y a aussi un autre problème au sujet des bateau que j'illustre ici,

c'est le problème de collision.

C'est une baleine qui vient d'éviter de justesse

un bateau porte container et évite la collision.

Mais les collisions sont des sérieux problèmes.

Les baleines menacées sont tuées chaque année par des collisions avec des bateaux.

Et c'est très important de le réduire.

Je vais vous montrer deux approches très prometteuses.

Le premier cas vient de la Bay de Fundy

Ces lignes noires montrent les voies navigables

pour entrer et sortir de Bay Fundy.

Les zones en couleur

montre le risque de collision des baleines franches

à cause des bateaux naviguant dans ces voies.

Il se trouve que ces voies

vont droit au travers d'une zone de nourriture des baleines franche à l'été.

Cela fait une zone de risque significatif de collision.

Alors, les biologistes

qui ne voulait pas laisser faire

sont aller voir l'Organisation Maritime Internationale

et ont fait une pétition pour dire

"Ne peut-on pas déplacer cette voie? Ce ne sont que des lignes sur le sol.

Ne peut-on pas les déplacer vers un lieu

où il y a moins de risque?"

Et l'Organisation Maritime Internationale a répondu très fermement,

"Voici les nouveaux tracés"

Les voies navigables ont été déplacées.

Et comme vous le voyez, les risques de collision sont beaucoup plus faibles.

C'est donc très prometteur.

Et nous pouvons être très créatifs en pensant

aux différents moyens de réduire les risques.

Une autre action qui a été prise indépendamment

par un compagnie maritime, elle même,

a été initiée par l'inquiétude que la compagnie avait

sur les émissions de gaz à effet de serre sur le réchauffement climatique.

La Maersk Line a regardé leurs concurrents

et a vu que tout le monde pense que le temps c'est de l'argent.

Ils vont aussi vite que possible pour atteindre leur port.

Mais là, ils attendent souvent.

Et ce que Maersk a fait, c'est trouver des moyens pour ralentir.

Ils peuvent ralentir d'environ 50%.

Cela réduit la consommation de carburant de 30%,

ce qui économise de l'argent

et en même temps, cela a des bénéfices significatifs pour les baleines.

Si vous ralentissez, vous réduisez le bruit que vous faites

et vous réduisez le risque de collision.

Pour conclure, j'aimerais juste souligner,

vous savez, les baleines vivent dans

un environnement acoustique étonnant.

Elles ont évoluées sur des dizaines de millions d'années

pour en tirer avantage.

Et nous devons être très attentifs et vigilants

en pensant aux choses que l'on fait

et qui peuvent les empêcher

d'être capable de faire leur activités importantes.

En même temps, nous devons être très créatifs

en pensant à des solutions pour réduire ces problèmes.

Et j'espère que ces exemples ont montré

différentes directions que nous pouvons prendre

en plus pour les zones protégées.

Pour être capable de garder les océans sûrs pour la communication des baleines.

Merci beaucoup.

(Applaudissements)