Son corps est long, souple, presque serpentiforme. Elle vit dans les eaux lentes d’Amérique du Sud et peut produire des décharges suffisamment puissantes pour étourdir une proie ou repousser un prédateur. Tout semble donc justifier son nom d’« anguille électrique ».
Botaniquement—ou plutôt zoologiquement—le nom est trompeur.
L’anguille électrique n’est pas une véritable anguille. Les espèces du genre Electrophorus appartiennent à l’ordre des Gymnotiformes, un groupe de poissons d’eau douce sud-américains comprenant notamment les poissons-couteaux. Elles sont classées dans la famille des Gymnotidae et sont donc beaucoup plus proches de ces poissons électriques néotropicaux que des anguilles véritables de l’ordre des Anguilliformes.
Autre surprise : pendant plus de deux siècles, les scientifiques ont considéré qu’il n’existait qu’une seule espèce, Electrophorus electricus. En 2019, une vaste étude génétique, morphologique et écologique a montré que le genre comprend en réalité trois espèces reconnues : E. electricus, E. varii et E. voltai. Cette dernière détient le record mesuré dans cette étude, avec une décharge de 860 volts.
Comprendre l’anguille électrique et sa décharge demande donc d’aller bien au-delà d’un chiffre spectaculaire. Ces poissons utilisent plusieurs organes électriques, produisent des signaux faibles pour percevoir leur environnement et communiquer, puis des impulsions beaucoup plus fortes lorsqu’ils chassent ou se défendent.
Sommaire
- Pourquoi l’anguille électrique n’est-elle pas une vraie anguille ?
- Combien d’espèces d’Electrophorus connaît-on aujourd’hui ?
- Où vivent les anguilles électriques ?
- Pourquoi remontent-elles régulièrement à la surface ?
- Comment un poisson peut-il produire de l’électricité ?
- Que sont les électrocytes ?
- Faibles et fortes décharges : deux usages très différents
- Quelle tension maximale a réellement été mesurée ?
- Comment les décharges servent-elles à capturer une proie ?
- L’anguille électrique s’électrocute-t-elle elle-même ?
- Idées reçues
- FAQ
- Conclusion
Pourquoi l’anguille électrique n’est-elle pas une vraie anguille ?
Le problème vient du langage courant.
Son corps très allongé rappelle immédiatement celui d’une anguille européenne ou d’un congre. Pourtant, la ressemblance est surtout une question de forme.
Les véritables anguilles appartiennent à l’ordre des Anguilliformes.
Les anguilles électriques appartiennent aux Gymnotiformes, un ordre totalement différent de poissons téléostéens d’eau douce d’Amérique centrale et surtout d’Amérique du Sud.
FishBase classe aujourd’hui le genre Electrophorus ainsi :
- classe : Teleostei ;
- ordre : Gymnotiformes ;
- famille : Gymnotidae ;
- sous-famille : Electrophorinae ;
- genre : Electrophorus.
Le Smithsonian résume d’ailleurs la situation de manière très claire : malgré leur nom, les anguilles électriques sont plus proches de plusieurs poissons-couteaux sud-américains que des véritables anguilles.
Leur silhouette allongée constitue donc un exemple de convergence morphologique : deux groupes éloignés peuvent acquérir une forme comparable lorsqu’elle répond à des contraintes similaires de déplacement.
Combien d’espèces d’anguille électrique existe-t-il ?
Pendant environ 250 ans après la description de Gymnotus electricus par Linné en 1766, les anguilles électriques furent généralement regroupées dans une seule espèce : Electrophorus electricus.
Cette vision change en 2019.
Une équipe dirigée par C. David de Santana analyse 107 spécimens provenant d’une grande partie de l’Amazonie, du bassin de l’Orénoque et des Guyanes. Les chercheurs combinent données génétiques, morphologie, écologie et répartition géographique.
Ils distinguent alors trois lignées :
Electrophorus electricus
L’espèce historique est essentiellement associée au bouclier des Guyanes, notamment à des bassins comportant des eaux relativement claires et des secteurs rocheux.
Electrophorus varii
Cette espèce décrite en 2019 occupe surtout les basses terres du bassin amazonien, comprenant des plaines inondables et des eaux parfois pauvres en oxygène.
Electrophorus voltai
Également décrite en 2019, elle est associée principalement à des secteurs du bouclier brésilien et de régions voisines. C’est chez elle qu’a été mesurée la décharge maximale de 860 V devenue célèbre.
FishBase reconnaît aujourd’hui ces trois espèces dans le genre Electrophorus.
Où vivent les anguilles électriques ?
Toutes sont des poissons strictement d’eau douce d’Amérique du Sud.
Leur aire générale appartient au grand ensemble hydrographique comprenant :
- bassin amazonien ;
- bassin de l’Orénoque ;
- Guyanes ;
- nombreux affluents et zones inondables associées.
Le Smithsonian décrit leurs habitats typiques comme des eaux relativement calmes : bras morts, chenaux secondaires, petits cours d’eau, mares et forêts saisonnièrement inondées.
Les espèces ne vivent cependant pas exactement dans les mêmes conditions.
L’étude de 2019 montre par exemple que E. varii est particulièrement associée aux basses terres amazoniennes, où existent des eaux lentes et parfois fortement hypoxiques. E. electricus et E. voltai sont davantage associées à différents systèmes des boucliers guyanais et brésilien.
Cette distinction écologique a probablement joué un rôle dans leur divergence évolutive.
Pourquoi remontent-elles régulièrement respirer ?
On imagine spontanément qu’un poisson prélève tout son oxygène grâce à ses branchies.
L’anguille électrique fait exception.
Elle est un respirateur aérien obligatoire : elle doit remonter régulièrement à la surface pour avaler de l’air. Sa cavité buccale est richement vascularisée et permet d’extraire directement l’oxygène atmosphérique.
Cette adaptation est particulièrement utile dans les eaux tropicales stagnantes et chaudes.
Plus l’eau est chaude, moins elle peut contenir d’oxygène dissous. Dans certaines mares isolées pendant la saison sèche, la concentration en oxygène devient extrêmement faible.
L’anguille électrique contourne donc le problème en utilisant essentiellement sa bouche comme organe respiratoire aérien.
Cette capacité lui ouvre des habitats que de nombreux autres grands poissons auraient du mal à exploiter.
Comment un poisson peut-il produire de l’électricité ?
Le mécanisme ne ressemble pas à une batterie chimique artificielle, mais le principe général de sommation de nombreuses petites différences de potentiel est comparable.
L’anguille électrique possède plusieurs organes spécialisés occupant une grande partie de son corps.
Le Smithsonian distingue :
- l’organe électrique principal ;
- l’organe de Hunter ;
- l’organe de Sachs.
Ensemble, ils constituent une proportion considérable du corps, tandis que de nombreux organes vitaux sont regroupés vers l’avant.
Ces organes sont constitués de milliers de cellules spécialisées appelées électrocytes.
Que sont les électrocytes ?
Les électrocytes dérivent au cours de l’évolution et du développement de cellules musculaires modifiées.
Une cellule musculaire ordinaire utilise les mouvements d’ions à travers sa membrane pour créer un potentiel électrique qui déclenche une contraction.
L’électrocyte abandonne en grande partie la fonction de contraction et se spécialise dans la création d’une différence de potentiel électrique.
Pris isolément, un électrocyte produit une tension faible.
Mais des milliers d’électrocytes sont organisés en séries.
Le principe rappelle l’empilement de nombreuses petites cellules dans une batterie : les différences de potentiel s’additionnent.
Lorsque le système nerveux déclenche simultanément un très grand nombre d’électrocytes, leur action combinée produit une impulsion électrique extrêmement brève mais puissante.
Une polarité organisée de la tête vers la queue
Les fortes décharges d’Electrophorus présentent une organisation bien définie, avec la région antérieure fonctionnant comme pôle positif par rapport à la partie postérieure pendant l’impulsion.
L’étude taxonomique de 2019 décrit pour les trois espèces des décharges fortes à forme monophasique avec une polarité positive du côté de la tête.
Cette organisation devient particulièrement importante lorsque l’animal se positionne autour ou près d’une proie.
Il peut ainsi modifier la géométrie du champ électrique appliqué à celle-ci.
Faibles et fortes décharges : deux systèmes pour deux fonctions
L’anguille électrique ne passe pas toute sa journée à produire des impulsions de plusieurs centaines de volts.
Elle dispose de deux grandes catégories de décharges électriques.
Les faibles impulsions
Elles servent essentiellement à :
- explorer l’environnement ;
- localiser des objets ;
- communiquer avec d’autres individus.
L’étude de 2019 décrit des décharges faibles de l’ordre de quelques volts à environ une dizaine de volts dans le fonctionnement général du genre.
Le poisson possède des récepteurs capables de détecter les perturbations de son propre champ électrique.
Un objet conducteur, un animal ou un obstacle modifie légèrement le signal.
L’anguille peut donc « lire » son environnement même lorsque l’eau est sombre ou trouble.
C’est une forme d’électrolocalisation active.
Les fortes impulsions
Elles sont utilisées principalement pour :
- attaquer ;
- immobiliser les proies ;
- se défendre.
Ces impulsions sont beaucoup plus puissantes et énergétiquement coûteuses.
Le Smithsonian souligne d’ailleurs que les décharges fortes ne sont pas produites en permanence et qu’elles représentent un effort physiologique nettement plus important.
Quelle tension maximale a réellement été mesurée ?
C’est ici que les chiffres doivent être employés avec précision.
Pendant longtemps, les ouvrages citaient des maxima autour de 600 à 650 volts.
Puis l’étude publiée dans Nature Communications en 2019 a enregistré chez un spécimen d’Electrophorus voltai de 1,219 m une impulsion atteignant 860 volts.
Dans la même étude, les auteurs ont également mesuré :
- 480 V chez un spécimen d’E. electricus ;
- de 151 à 572 V chez les spécimens d’E. varii testés ;
- 860 V chez E. voltai.
Le chiffre de 860 V ne signifie donc pas que toutes les anguilles électriques produisent exactement cette tension.
Il correspond à une mesure maximale documentée chez un individu d’une espèce précise.
L’âge, la taille, l’espèce et les conditions de mesure influencent la tension obtenue.
À l’époque de cette publication, les chercheurs décrivaient E. voltai comme le générateur bioélectrique vivant produisant la plus forte tension directement mesurée.
Une tension élevée ne suffit pas à décrire le danger
Le voltage n’est qu’une partie de l’histoire.
Les effets biologiques d’une décharge électrique dépendent également :
- du courant ;
- de la durée de l’impulsion ;
- de la répétition des impulsions ;
- du trajet du courant dans le corps ;
- de la résistance du milieu ;
- de la taille de la cible.
Une impulsion de 860 V extrêmement brève ne doit donc pas être comparée naïvement à une installation électrique domestique en regardant uniquement le nombre de volts.
L’anguille électrique utilise surtout des salves rapides d’impulsions, ce qui peut provoquer de fortes contractions musculaires chez sa proie.
Comment les fortes décharges capturent-elles les proies ?
Les recherches comportementales ont montré que les fortes impulsions ne servent pas uniquement à « assommer » passivement un poisson.
Elles peuvent agir directement sur les nerfs contrôlant les muscles de la proie.
L’anguille produit des salves rapides qui provoquent une contraction musculaire involontaire.
Autrement dit, son champ électrique peut momentanément transformer le système neuromusculaire de la proie en système commandé de l’extérieur.
Cette réaction permet à l’anguille de repérer plus facilement une proie cachée et de l’empêcher ensuite de s’échapper.
Le système électrique est donc à la fois :
un radar biologique, une arme et un moyen de communication.
Peut-elle utiliser l’électricité hors de l’eau ?
Elle peut amplifier l’effet défensif de ses décharges en établissant un contact direct avec une menace partiellement émergée.
Le Smithsonian décrit un comportement particulièrement spectaculaire : face à un grand animal situé au bord de l’eau, une anguille électrique peut sortir partiellement de l’eau et appliquer une partie de son corps contre l’intrus afin d’augmenter l’efficacité du courant transmis.
L’eau disperse une partie du courant dans plusieurs directions.
Un contact plus direct concentre davantage le passage électrique à travers la cible.
Cette stratégie constitue surtout une défense contre de grands prédateurs dans des mares peu profondes où l’animal dispose de peu d’espace pour fuir.
Pourquoi l’anguille ne s’électrocute-t-elle pas elle-même ?
La question est logique : si le corps produit plusieurs centaines de volts, pourquoi ses propres organes ne sont-ils pas paralysés ?
La réponse n’est pas simplement « parce qu’elle est isolée ».
Une combinaison d’anatomie, de disposition des organes électriques et de résistances différentes dans les tissus limite les conséquences internes des impulsions.
Le champ électrique est organisé de manière à favoriser la circulation externe entre différentes régions du corps.
Cela ne signifie pas que l’animal est totalement insensible à l’électricité. Il est plutôt construit de façon à générer et diriger ses propres décharges sans subir les mêmes effets qu’une proie placée dans le champ.
Cette organisation représente l’aboutissement d’une spécialisation évolutive très poussée.
Idées reçues
« L’anguille électrique est une vraie anguille »
Faux.
Elle appartient aux Gymnotiformes et à la famille des Gymnotidae, alors que les véritables anguilles appartiennent aux Anguilliformes.
« Il n’existe qu’une espèce »
Faux depuis la révision de 2019.
Le genre Electrophorus comprend actuellement trois espèces reconnues : E. electricus, E. varii et E. voltai.
« Toutes produisent 860 volts »
Faux.
860 V correspond au maximum mesuré dans l’étude de 2019 chez E. voltai. D’autres individus et espèces produisent des tensions inférieures.
« Elle utilise toujours ses décharges maximales »
Non.
Elle produit également des signaux électriques beaucoup plus faibles pour l’électrolocalisation et la communication.
« Elle respire uniquement avec ses branchies »
Faux.
Elle doit régulièrement atteindre la surface et utilise une cavité buccale richement vascularisée pour absorber l’oxygène atmosphérique.
« Elle vit uniquement dans l’Amazone »
Non.
Le genre est réparti dans le grand ensemble amazonien, le système de l’Orénoque et les Guyanes, avec des distributions différentes selon les trois espèces.
FAQ
L’anguille électrique est-elle réellement un poisson ?
Oui. C’est un poisson téléostéen d’eau douce appartenant aux Gymnotiformes. Ce qui est incorrect, c’est de la considérer comme une véritable anguille.
Quelle est sa famille ?
Les trois espèces du genre Electrophorus sont classées dans la famille des Gymnotidae.
Combien d’espèces connaît-on ?
Trois : Electrophorus electricus, E. varii et E. voltai. Cette diversité a été établie dans une révision scientifique publiée en 2019.
Quelle anguille électrique produit la plus forte décharge connue ?
Dans les mesures publiées en 2019, Electrophorus voltai a atteint 860 V, valeur supérieure aux anciens maxima généralement cités autour de 650 V.
Toutes les décharges sont-elles dangereuses ?
Non. Les signaux faibles servent à la communication et à l’électrolocalisation. Les fortes impulsions sont utilisées pour la prédation et la défense.
Comment produit-elle de l’électricité ?
Grâce à des milliers d’électrocytes organisés dans des organes spécialisés. Leur activation simultanée additionne de petites différences de potentiel jusqu’à produire une forte impulsion.
Quels sont ses organes électriques ?
Le Smithsonian distingue l’organe principal, l’organe de Hunter et l’organe de Sachs. Certains sont davantage associés aux fortes décharges, d’autres aux signaux faibles.
Où vit-elle ?
Dans les eaux douces tropicales d’Amérique du Sud, notamment dans les bassins amazonien et de l’Orénoque ainsi que dans les Guyanes.
Pourquoi préfère-t-elle les eaux lentes ?
Elle est bien adaptée aux bras morts, mares, plaines inondables et chenaux lents, y compris lorsque ces eaux deviennent pauvres en oxygène.
Comment survit-elle dans une eau pauvre en oxygène ?
Elle respire régulièrement de l’air atmosphérique grâce aux tissus vascularisés de sa bouche et doit donc remonter périodiquement à la surface.
Peut-elle tuer un humain ?
Une forte décharge peut être dangereuse, notamment parce qu’elle peut provoquer contractions musculaires, chute, désorientation ou noyade. Le niveau de risque dépend cependant des circonstances et ne peut pas être déduit du seul voltage maximal.
Conclusion
L’anguille électrique et sa décharge illustrent parfaitement le décalage qui peut exister entre un nom populaire et la réalité scientifique.
Elle ressemble à une anguille, mais n’en est pas une.
Les trois espèces actuellement reconnues appartiennent aux Gymnotiformes, un groupe de poissons électriques d’Amérique du Sud. FishBase les classe dans la famille des Gymnotidae, loin des véritables anguilles de l’ordre des Anguilliformes.
Même le singulier « l’anguille électrique » est aujourd’hui incomplet.
Jusqu’en 2019, Electrophorus electricus semblait constituer une seule espèce distribuée dans un immense territoire.
L’étude dirigée par de Santana a révélé trois lignées distinctes, séparées depuis plusieurs millions d’années : E. electricus, E. varii et E. voltai.
Cette découverte a également modifié le record électrique de l’animal.
Les anciens ouvrages citaient généralement environ 600 à 650 V.
Chez un spécimen d’E. voltai, les chercheurs ont enregistré 860 volts, la plus forte tension alors directement mesurée chez un organisme vivant produisant une décharge bioélectrique.
Mais le chiffre spectaculaire ne doit pas masquer le fonctionnement réel de l’animal.
L’électricité n’est pas seulement une arme.
Les anguilles électriques produisent aussi des impulsions faibles qui leur permettent d’explorer des eaux parfois très sombres. Le champ qu’elles émettent est perturbé par les objets et organismes environnants, donnant accès à une sorte de perception électrique de leur espace.
Lorsqu’elles chassent, elles changent de registre.
Les organes électriques activent en synchronie des milliers d’électrocytes, produisant des salves beaucoup plus puissantes. Ces impulsions peuvent déclencher des contractions involontaires chez la proie et contribuer à son immobilisation.
Le même système assure donc trois fonctions différentes :
percevoir, communiquer et attaquer.
L’environnement lui-même a façonné cette spécialisation.
Dans les bassins tropicaux d’Amérique du Sud, les eaux peuvent devenir chaudes, troubles et pauvres en oxygène. La vision y est parfois peu efficace. L’anguille électrique compense par l’électrolocalisation et par une autre adaptation remarquable : elle respire directement l’air en remontant régulièrement à la surface.
Ainsi, derrière l’image d’un « poisson qui donne des chocs » se cache un système biologique beaucoup plus sophistiqué.
L’anguille électrique n’est pas réellement une anguille, elle ne produit pas toujours des centaines de volts et elle ne dépend même pas uniquement de ses branchies pour respirer.
C’est précisément ce mélange d’adaptations qui en fait l’un des poissons les plus extraordinaires d’Amérique du Sud.