La liste de fournitures de Gabrielle Nevitt pour sa première croisière de recherche en Antarctique en 1991 contenait des articles décidément étranges. Les énormes cerfs-volants et les cuves de liquide à l’odeur de poisson ne seraient pas un problème, lui a dit l’entrepreneur macho de la National Science Foundation. Puis elle a demandé des centaines de boîtes de tampons super-absorbants. « Il a bégayé », se souvient Nevitt, une petite brune qui était alors une post-doctorante en zoologie de 31 ans à l’université Cornell. Puis il a dit : « Euh, je ne pense pas que je puisse vous les apporter, madame ». « Alors Nevitt les a transportés elle-même à bord et s’est mise au travail. Elle espérait attirer les albatros et les pétrels du large avec l’odeur du dîner, comme un vendeur de nourriture de rue pourrait attirer les passants avec un bretzel chaud. Elle a trempé les tampons dans des composés piquants que l’on trouve dans les poissons marins et les petits crustacés appelés krill, et a minutieusement attaché l’appât saumâtre à des cerfs-volants ressemblant à des parachutes qu’elle a laissé voler depuis le pont arrière. Puis elle a attendu.
C’était une expérience farfelue, et pas seulement à cause des tampons. Pendant plus d’un siècle, presque tout le monde a cru que le sens de l’odorat était peu développé ou inexistant chez la plupart des oiseaux. Par conséquent, personne n’avait jamais cherché à savoir dans quelle mesure les procellariiformes à nez tubulaire – pétrels, albatros et puffins – utilisent leur anatomie olfactive pour repérer leurs proies dans l’océan vaste et sans relief. Ces oiseaux à longue durée de vie passent presque toute leur existence en mer, planant sur des centaines ou des milliers de kilomètres à la recherche de bancs de krill, de poissons et de calmars en constante évolution. Le jour où Nevitt a mené son expérience, des dizaines d’entre eux se sont approchés si près qu’elle a craint qu’ils ne s’emmêlent dans la ligne et se noient. Elle a donc fait échouer les cerfs-volants et a improvisé en libérant de l’huile végétale dans l’eau, dont une partie était mélangée à des composés de poisson. Les albatros et les pétrels ont afflué vers les nappes puantes. Elle était ravie. Mais elle n’avait toujours pas la moindre idée de la façon dont ils utilisaient les signaux olfactifs pour se concentrer sur leurs proies éphémères. « J’étais vraiment passionnée par la découverte de ce phénomène, alors je n’abandonnais pas », déclare Mme Nevitt. « Je savais que je reviendrais bientôt sur une autre croisière. »
Nevitt a maintenant 53 ans et est professeur à l’université de Californie-Davis. C’est une femme obsédée par les odeurs. À la tête d’un laboratoire d’écologie sensorielle, elle a passé les deux dernières décennies à décortiquer la façon dont la capacité des oiseaux de mer à détecter les odeurs est essentielle à leur survie. Mme Nevitt a eu la chance d’arriver sur le terrain dans la foulée d’une poignée d’études pionnières sur l’olfaction des oiseaux. Cependant, il faut du temps pour changer des croyances bien ancrées, et la communauté scientifique ne fait pas exception. Des douzaines de propositions de subventions de M. Nevitt ont été rejetées en raison de l’idée fausse que les oiseaux ne peuvent pas sentir. Un responsable de programme a un jour appelé pour dire que sa demande était la pire qu’il ait jamais vue. « Votre idée que les oiseaux peuvent sentir est ridicule », a-t-il dit. « Elle ne sera jamais financée, alors arrêtez de perdre votre temps. » Elle l’a ignoré, et sa persévérance et ses méthodes inventives ont inspiré d’autres personnes qui partagent sa fascination.
« Gaby a été très influente », déclare Julie Hagelin, biologiste de la faune sauvage au sein du département de la pêche et de la chasse de l’Alaska, qui a mené plusieurs études sur le rôle de l’odeur dans le comportement des oiseaux. « Son travail m’a propulsée en avant et m’a aidée à développer plusieurs idées ». Nevitt, Hagelin et d’autres pionniers de l’olfaction aviaire ont surmonté les critiques, les échecs et même les blessures corporelles dans leur quête pour réfuter l’un des mythes les plus répandus en biologie. « En science », dit Nevitt, « nous redécouvrons parfois l’évidence. »
Nevitt pourrait blâmer John James Audubon, entre tous, pour l’incrédulité qu’elle a endurée. Dans les années 1820, le célèbre naturaliste a entrepris de prouver que les vautours à tête rouge utilisent leur vue supérieure, plutôt que leurs narines, pour trouver une charogne. Il rembourra une peau de cerf avec de l’herbe et y ajouta des yeux en argile, cousit l’imposteur et le plaça dans une prairie, les pattes en l’air. Il a regardé un vautour s’abattre sur elle. L’oiseau dupé a arraché les yeux et déchiré les points de suture, s’envolant après avoir échoué à trouver de la viande. Plus tard, Audubon a placé un porc mort, dont la carcasse empestait la pourriture dans la chaleur de juillet, dans un ravin et l’a recouvert de broussailles. Cette fois, les vautours ont tourné autour mais ne sont pas descendus. Les résultats ont été « tout à fait concluants », a-t-il écrit. Les vautours ne fouillaient pas à l’odeur.
L’ego d’Audubon en aurait pris un coup s’il avait vécu pour voir Kenneth Stager mettre ses découvertes à l’épreuve. En 1960, Stager, un ornithologue du musée d’histoire naturelle du comté de Los Angeles, a montré que les vautours à tête rouge préfèrent les carcasses plus fraîches – typiquement pas plus de quatre jours – aux carcasses putrides comme celles qu’Audubon a cachées. Stager a également identifié l’odeur spécifique qui attire les vautours vers les charognes, avec l’aide d’ingénieurs du gaz naturel qui lui ont dit avoir suivi les oiseaux jusqu’à des pipelines rompus. Il s’avère que les carcasses en décomposition dégagent de l’éthylmercaptan, le même composé sulfureux que celui ajouté au gaz naturel pour que les humains puissent détecter les fuites (et qui donne à l’urine des mangeurs d’asperges cette odeur caractéristique d’œuf pourri). Stager avait brisé la théorie d’Audubon. Presque personne ne l’a remarqué.
Si Stager était un partisan précoce de l’olfaction des oiseaux, sa contemporaine Bernice Wenzel est rapidement devenue une pionnière. Professeur de physiologie à UCLA, Wenzel partageait un penchant pour l’errance avec les pigeons qu’elle étudiait. En 1965, elle a sauté sur une invitation à se rendre au Japon pour présenter, lors du Symposium international sur l’olfaction et le goût, un article sur la manière dont les pigeons pouvaient détecter les odeurs. Chaque fois qu’elle exposait les oiseaux à un air parfumé, leur rythme cardiaque augmentait. En fixant des électrodes directement sur les bulbes olfactifs des oiseaux, elle a constaté que le signal s’élevait dès qu’ils sentaient l’air parfumé. J’ai pensé : « Pour l’amour du ciel, c’est assez intéressant. Je pense que je vais aller à Tokyo et faire un exposé sur ce sujet », dit Wenzel. « Après cela, inévitablement, comme les scientifiques fous ont tendance à le faire, l’olfaction aviaire est devenue mon principal intérêt, et tout le reste a été en quelque sorte mis de côté. » Aujourd’hui âgée de 92 ans, la voix hésitante et l’auréole de cheveux blancs de Mme Wenzel démentent sa fougue : Elle parcourt les revues scientifiques à la recherche des derniers articles sur l’olfaction et se rend en voiture aux conférences scientifiques auxquelles elle assiste.
Au cours des 25 années suivantes, Wenzel a lancé des études sur l’olfaction dans son pays et à l’étranger. Elle a répété les tests d’électrodes sur un corbeau, un vautour à tête rouge, des canards colverts, des canaris, des colins de Virginie et des puffins à vent noir. « Tous les oiseaux que nous avons testés ont montré une certaine fonction olfactive », dit-elle. Ses travaux sur le terrain en Nouvelle-Zélande ont révélé que les kiwis, le seul oiseau dont la narine est située à l’extrémité du bec et non à la base, reniflent leurs proies, les vers de terre. La Fondation nationale des sciences ayant rejeté sa demande de visite d’une station antarctique – les scientifiques étant tenus de partager les chambres et ne voulant pas la laisser dormir avec un homme – elle a étudié les oiseaux de mer plus près de chez elle. Au large de la côte sud de la Californie, elle a libéré des odeurs de diverses substances, allant des huiles de poisson à la graisse de bacon, et a constaté que deux oiseaux de mer, les fulmars boréaux et les puffins fuligineux, étaient les plus attirés par ces odeurs. Ils ont constaté que deux oiseaux marins, les fulmars boréaux et les puffins fuligineux, étaient les plus attirés par les odeurs. « Ce qui était particulièrement remarquable, c’est que par un matin brumeux, les fulmars sortaient du brouillard sous le vent et volaient en rond comme s’ils disaient : « Il doit y avoir un poisson quelque part ici » », se souvient Wenzel. « Cela nous a convaincus que c’était vraiment un concept important à poursuivre. »
Wenzel a pris sa retraite en 1989, mais avant qu’elle ne le fasse, sa conviction a inspiré un autre jeune chercheur à continuer à mettre le doigt sur la matière glissante de l’odeur des oiseaux. Wenzel a pris la parole lors d’une conférence en Norvège cette année-là, et Nevitt était dans le public. « Bernice était si féroce, si passionnée et si catégorique sur le fait que les oiseaux pouvaient sentir », raconte Mme Nevitt, qui rédigeait à l’époque sa thèse sur l’olfaction du saumon. « Cela m’a vraiment impressionné. »
En 1992, Nevitt était de retour en mer, traversant une violente tempête près de la péninsule Antarctique. Des vents de la force d’un ouragan soufflaient. Des feuilles de pluie et de grésil s’abattaient sur le navire. Les vagues atteignaient 40 pieds. Sous le pont, Nevitt avait attaché sa chaise à son bureau avec un élastique pour éviter de basculer pendant qu’elle tapotait sur son ordinateur. Soudain, le navire s’est mis à tanguer et l’élastique s’est rompu. Nevitt a volé à travers la pièce, a heurté une armoire à outils en métal et a été assommée. Elle s’est réveillée avec une douleur atroce due à un rein déchiré. Elle a éviscéré le reste du voyage, allongée dans sa couchette, incapable de bouger sans aide, écoutant une cassette de Mary Chapin Carpenter pour l’aider à rester consciente.
Aussi éprouvante qu’elle soit, la blessure a conduit à une rencontre fortuite. Lorsque le navire a finalement accosté une semaine plus tard, Nevitt est resté à bord pendant qu’une autre équipe scientifique chargeait son équipement et se préparait à un nouveau voyage. Tim Bates, un chimiste atmosphérique de la NOAA, a passé la tête dans sa cabine. Il étudiait le sulfure de diméthyle, ou DMS, un gaz émis par le phytoplancton, des plantes microscopiques qui vivent à la surface de l’océan. Bates s’intéresse à ce gaz parce qu’il pourrait aider à lutter contre le changement climatique ; il contribue à la formation des nuages, qui reflètent la chaleur. Il a commencé à calibrer son équipement pendant qu’ils discutaient. Mme Nevitt, qui a elle-même un odorat très développé, a immédiatement perçu un arôme d’huîtres sur une demi-coquille. Elle a ressenti un picotement d’excitation. Elle savait que ce gaz est libéré lorsque le krill – une source de nourriture importante pour les oiseaux marins – dévore le phytoplancton. « J’avais lu des choses sur le DMS », dit-elle. « Mais il ne m’était jamais venu à l’esprit qu’il pouvait avoir une odeur. »
Tout s’est mis en place. Les oiseaux captent la trace du DMS et la suivent jusqu’aux bancs de krill. Lorsque Bates lui a montré une carte des panaches de DMS, Nevitt a vu qu’ils étaient plus concentrés dans les zones présentant des formations géographiques près de la surface de l’océan. « J’ai pu voir des pics et des vallées de DMS sur des plateaux, des monts sous-marins et d’autres caractéristiques sous-marines, et j’ai réalisé que la surface de l’océan n’était pas sans caractéristiques pour les oiseaux », dit-elle. « Ils ont leur propre carte, un paysage odorant, dans l’air au-dessus de l’eau ». C’était, dit Nevitt, le genre de moment « aha » pour lequel les scientifiques vivent.
Elle devait encore le prouver, cependant. Quatre mois plus tard, Nevitt était de retour dans les eaux de l’Antarctique pour tester sa théorie. Son navire, le RRS James Clark Ross, a secouru l’équipage d’un autre navire qui avait pris feu, et a escorté le navire endommagé jusqu’au port. Cela a fait un voyage lent, mais Nevitt a profité de l’occasion. Elle a recruté les passagers supplémentaires pour l’aider à réaliser une expérience qui aurait été impossible à pleine vitesse. Elle a lancé des aérosols de DMS et de substances de contrôle dans l’air, et les volontaires ont compté les oiseaux de mer qui se sont retournés vers le bateau. Ça a marché – ils se sont dirigés vers les panaches de DMS. Elle avait prouvé que le gaz attirait les oiseaux marins à nez tubulaire vers leur dîner en pleine mer.
Il n’est pas si surprenant que l’affirmation erronée d’Audubon ait persisté si longtemps. Les oiseaux arborent des plumages voyants, chantent des chansons mélodiques, accomplissent des rituels d’accouplement spectaculaires. La vue et l’ouïe sont évidemment importantes. Mais l’odorat ? Les oiseaux n’ont pas de nez, et ne reniflent pas tout comme les chiens. Ils ne possèdent pas l’organe voméronasal que la plupart des mammifères, amphibiens et reptiles utilisent pour détecter les particules odorantes. Et l’équipement olfactif qu’ils possèdent peut être difficile à trouver : De nombreuses espèces ont des bulbes olfactifs microscopiques, une structure dans le cerveau antérieur qui reçoit les signaux olfactifs de la cavité nasale.
Il n’est donc pas étonnant qu’en 2008, lorsque Danielle Whittaker, post-doc de l’Université de l’Indiana, a proposé pour la première fois d’étudier comment les juncos aux yeux noirs sentent, un professeur à qui elle s’est confiée, Jim Goodson, était atterré. « J’ai pensé que c’était une perte de temps monumentale », déclare M. Goodson, un neurobiologiste qui étudie le cerveau des oiseaux. « Les vertébrés qui mettent vraiment l’accent sur l’olfaction ont des bulbes olfactifs très proéminents à l’avant de leur cerveau, parfois accrochés à de longues tiges, comme chez de nombreux poissons. Mais on ne peut même pas voir une bosse sur le cerveau d’un junco. »
« Cela montre bien, dit-il, que les apparences peuvent être trompeuses. »
En fait, tous les oiseaux testés ont passé le test de l’odorat. Les 108 espèces examinées dans le cadre d’une étude historique réalisée en 1968 possédaient toutes un bulbe olfactif ; le tissu n’occupait que 3 % du cerveau des oiseaux chanteurs et jusqu’à 37 % de celui des oiseaux marins. Des études moléculaires récentes confirment ces résultats. En 2008, des chercheurs ont examiné neuf espèces représentant sept branches principales de l’arbre généalogique aviaire. Ils ont constaté que la taille du bulbe est en corrélation avec le nombre de gènes codant pour les récepteurs olfactifs, qui détectent les odeurs. En d’autres termes, plus la structure est grande, plus il y a de gènes. Deux oiseaux nocturnes, les kakapos et les kiwis, sont arrivés en tête de liste avec plus de 600 gènes liés à l’odorat, tandis que les canaris et les mésanges bleues en avaient environ un tiers de plus. (Les humains en ont environ 400.)
Les biologistes supposent généralement que les animaux ayant des bulbes olfactifs plus grands et plus de gènes récepteurs ont un sens de l’odorat plus fort. La variation remarquable dont font preuve les oiseaux pourrait être due à des adaptations environnementales. Le sens aigu de l’odorat des kiwis nocturnes peut les aider à trouver de la nourriture la nuit. Et puis il y a les oiseaux de mer à nez tubulaire de Nevitt, dont le bulbe est relativement grand. Leur anatomie olfactive comprend un tube allongé sur la partie supérieure de leur bec, parfaitement adapté pour capter les odeurs dans un climat froid et venteux qui brouille les pistes olfactives. Une espèce, les albatros errants, sont des limiers à plumes capables de suivre leur nez jusqu’à la nourriture à quelque 12 miles de leur point de départ, en zigzaguant contre le vent pour suivre le panache odorant parcellaire.
Pour autant, une petite machinerie olfactive ne condamne pas nécessairement un oiseau à un mauvais odorat. Les mésanges bleues refuseront d’entrer dans leur nichoir lorsqu’elles capteront une bouffée de l’indice chimique des belettes. Pour les rolliers eurasiens, une odeur différente agit comme une alarme. Les oisillons effrayés vomissent un liquide orange nauséabond, devenant probablement une collation moins attrayante pour un prédateur potentiel ; leurs parents perçoivent l’odeur lorsqu’ils reviennent et réagissent avec prudence, retardant l’installation dans le nid où ils pourraient être une cible plus facile si le maraudeur rôde toujours dans les parages. Un autre oiseau chanteur, l’étourneau d’Europe, peut détecter et distinguer les odeurs des herbes aromatiques, comme celle du myriophylle, qui ressemble à celle du chrysanthème. Les mâles tissent ces plantes dans leurs nids pour attirer les femelles pendant la saison de reproduction, comme un homme qui applique de l’eau de Cologne.
L’odorat, bien sûr, n’est qu’un des six sens des oiseaux (en plus des cinq standards, certaines espèces ont une boussole magnétique intégrée). Nevitt a découvert que même parmi les nez tubulaires, le degré auquel ils se fient à l’odeur varie. Les albatros et les pétrels géants, plus grands et plus agressifs, suivent les DMS jusqu’à la nourriture, mais ils utilisent également des repères visuels, comme d’autres oiseaux se nourrissant de krill. Les oiseaux qui nichent dans un terrier, comme les pétrels bleus et à menton blanc, plus petits, ont tendance à être plus attentifs à la piste chimique. C’est probablement parce que, élevés dans l’obscurité, les odeurs dominent leurs premières expériences sensorielles. Les espèces qui nichent dans un terrier utilisent également leurs narines à d’autres fins. Les pétrels plongeurs distinguent leur terrier de centaines d’autres d’apparence similaire grâce à leur odeur, et les prions de l’Antarctique choisissent leurs compagnons grâce à leurs odeurs uniques.
Pour les oiseaux très visuels et auditifs, comme les pingouins huppés, l’olfaction n’est qu’une partie du mélange. Mais pour les juncos, elle pourrait jouer un rôle bien plus important. Whittaker a découvert que l’odeur de l’huile de prénage du junco, sécrétée par une glande à la base de la queue, varie selon les individus, et que les oiseaux peuvent distinguer parmi ces odeurs divergentes. Ceux dont les odeurs sont le plus fortement « masculines » ou « féminines » sont ceux qui ont le plus de poussins qui survivent jusqu’à l’envol. En fait, l’odeur s’est avérée beaucoup plus importante pour rendre les mâles attrayants que d’autres facteurs, tels qu’une queue plus blanche, pour lesquels il n’y avait aucune corrélation. « L’odeur est probablement un indicateur plus fiable du succès de la reproduction que les indices visuels », dit-elle.
Cela pourrait aussi être vrai pour les kakapos de Nouvelle-Zélande. Hagelin a effectué certaines des premières recherches montrant que ces perroquets de la taille d’un poulet, en danger critique d’extinction, pouvaient sentir (l’odeur douce et forte que certains disent sentir la lavande et le miel que les deux sexes produisent lui a fait comprendre que ce sens pouvait être important). Aujourd’hui, une scientifique suisse, Anna Gsell, qui vient d’obtenir son doctorat, a repris le flambeau là où Hagelin l’avait laissé. Gsell est en train d’identifier les composés et espère créer une version synthétique de l’odeur des meilleurs reproducteurs. Les mâles moins performants pulvérisés avec ce produit pourraient avoir plus de chances de séduire des femelles autrement désintéressées, ce qui augmenterait le patrimoine génétique. Avec 124 oiseaux restants, ils ont besoin de toute l’aide possible.
L’année dernière, un représentant commercial a essayé de colporter à Nevitt un manuel contenant le mythe éculé que les oiseaux ne peuvent pas sentir. Elle l’a viré de son bureau. Nevitt et ses cohortes n’ont pas encore convaincu tout le monde, mais le mot se répand.
En outre, Nevitt est trop occupée pour s’attaquer à tous les opposants. En plus de poursuivre ses études de longue date, elle jongle avec plusieurs nouvelles enquêtes. Les mammifères, y compris les humains, préfèrent généralement les partenaires potentiels dont le système immunitaire est différent du leur. Ils repèrent l’odeur produite par les gènes de la fonction immunitaire, connue sous le nom de complexe majeur d’histocompatibilité. M. Nevitt et Scott Edwards, biologiste évolutionniste à Harvard, ont lancé une vaste étude pluriannuelle pour voir s’il en va de même pour les océanites de Leach. M. Nevitt se lance également dans la recherche sur le climat, en examinant comment les pertes d’oiseaux marins dues au réchauffement de la planète pourraient affecter la production de krill et de phytoplancton et la santé globale de l’océan. Et récemment, la CIA lui a rendu visite. Elle s’est associée à l’agence pour étudier si les oiseaux peuvent sentir les substances volatiles associées aux explosifs plastiques. « C’est un monde étrange », dit-elle. Mais il est clair que Nevitt ne perdait pas son temps après tout.
Cette histoire a été publiée à l’origine dans le numéro de janvier-février 2014 sous le titre » Le test du reniflement « .