La navigation quantique des oiseaux migrateurs

Imaginez être dans le corps d’une barge rousse, un gros échassier au bec long et pointu, né dans la toundra de l’Alaska. Les jours raccourcissant, vous ressentez l’envie de vous lancer dans une migration particulièrement impressionnante : un vol sans escale jusqu’à la Nouvelle-Zélande ! Cela signifie que vous volerez sept jours et sept nuits à travers l’océan Pacifique, franchirez l’équateur pour finalement vous poser sur une île située à 12 000 kilomètres. Pour vous, c’est une entreprise vitale. Chaque année, des dizaines de milliers de barges rousses réussissent cet exploit. Elles ne sont pas les seules à migrer : chaque printemps, des milliards d’autres jeunes oiseaux, dont des fauvettes, des gobemouches, des sternes et des bécasses, entreprennent des migrations tout aussi spectaculaires et dangereuses, naviguant habilement dans le ciel nocturne sans être guidés par des congénères expérimentés.

Les humains s’interrogent depuis longtemps sur la disparition saisonnière de nombreux oiseaux. Aristote imaginait que les hirondelles et d’autres espèces aviaires hibernaient pendant l’hiver, tandis que d’autres se transformaient en oiseaux différents : les rossignols en rouges gorges, par exemple. Ce n’est qu’avec l’avènement du baguage des oiseaux au siècle dernier, puis du suivi par satellite et de campagnes de terrain plus fréquentes, que les chercheurs ont fait le rapprochement entre des populations d’oiseaux hivernant dans une région et d’autres nichant ailleurs. Ils ont peu à peu découvert les distances immenses parcourues par certains oiseaux. Et ils ont fait un constat frappant : les oiseaux nés dans l’année, qui migrent pour la première fois, savent où aller. Tout aussi étonnant est le fait qu’ils empruntent les mêmes itinéraires encore et encore, année après année. Comment font-ils ?

Comme les marins d’antan utilisaient le Soleil et les étoiles pour se guider, les oiseaux migrateurs s’orientent d’après des repères célestes. Cependant, ils emploient aussi une faculté que n’ont pas les humains : ils perçoivent le champ magnétique qu’engendre le noyau liquide de la Terre, et s’en servent pour se situer et s’orienter. Après plus de 50 ans d’études de cette faculté – la magnétoception aviaire –, les chercheurs n’ont toujours pas réussi à mettre en évidence de quelle manière exactement elle les rend capable de garder leur cap. Nous pensons cependant, avec d’autres collègues, que nous avons réussi une percée vers la résolution de cette énigme : selon nous, la magnétoception s’explique par de subtils effets quantiques se produisant dans les yeux de l’oiseau. Là, la lumière crée des paires de molécules possédant un électron non apparié dans leur bande de valence. Ces « radicaux »