La crevette-mante a douze récepteurs de couleur et distingue moins bien qu'une abeille
Une phrase court sur internet depuis le début des années 2010, et dans la littérature scientifique depuis 1989 : la crevette-mante verrait des couleurs que nous sommes incapables d'imaginer. Elle possède douze types de photorécepteurs de couleur, nous en avons trois, donc son monde serait quatre fois plus riche que le nôtre. Le décompte est exact et la conclusion est fausse. Depuis 2014, on sait que cet animal sépare deux longueurs d'onde voisines moins bien que l'abeille, moins bien que le poisson rouge, beaucoup moins bien qu'un papillon. Ce qui rend l'histoire intéressante, ce n'est pas la correction : c'est que la correction a été corrigée deux fois, par le laboratoire même qui l'avait publiée.
Une découverte qui a débordé de son papier
En mai 1989, Thomas Cronin et Justin Marshall publient dans Nature un article au titre prudent : « A retina with at least ten spectral types of photoreceptors in a mantis shrimp » (vol. 339, n° 6220, p. 137 à 140). Au moins dix. Le compte montera ensuite à douze récepteurs de couleur chez les stomatopodes, ces crustacés marins que l'on appelle squilles ou crevettes-mantes. Ces douze canaux échantillonnent le spectre de 300 à 720 nanomètres, de l'ultraviolet profond au rouge lointain, et ils ne sont pas seuls dans l'oeil : en ajoutant les récepteurs dédiés à la polarisation et à l'intensité, on arrive à une vingtaine de canaux d'entrée. L'oeil humain, lui, compte trois types de cônes.
La suite du raisonnement s'est écrite toute seule, et elle était fausse. Quatre fois plus de récepteurs, donc un espace des couleurs à douze dimensions, donc des teintes que nous serions incapables de concevoir. Les chercheurs eux-mêmes ont décrit cet emballement, dans un article de i-Perception mis en ligne le 17 septembre 2014 (vol. 5, n° 6, p. 492 à 496) signé Qasim Zaidi, Justin Marshall, Hanne Thoen et Bevil Conway : « the scientific imagination ran wild: do they have a 12-dimensional (12-D) color space, so that they distinguish colors we confuse, and see colors we cannot even imagine? » Dans la même phrase, ces auteurs répartissent les douze récepteurs en trois ultraviolets et neuf entre 400 et 700 nanomètres ; ce découpage n'est pas stable d'une étude à l'autre, Michael Bok et ses collègues rapportant jusqu'à six types de récepteurs ultraviolets chez Neogonodactylus oerstedii (Current Biology, 2014, vol. 24, p. 1636 à 1642).
Une question, pourtant, restait sans mesure. Des tests comportementaux avaient bien montré, dès 1996, que l'animal apprend à reconnaître une couleur au milieu de gris. Aucun n'avait établi le seuil : à partir de quel écart distingue-t-il deux longueurs d'onde voisines ? Il a fallu vingt-cinq ans pour aller le vérifier.
La mesure qui a tout retourné
Le 24 janvier 2014, Hanne H. Thoen, Martin J. How, Tsyr-Huei Chiou et Justin Marshall publient dans Science « A Different Form of Color Vision in Mantis Shrimp » (vol. 343, n° 6169, p. 411 à 413, DOI 10.1126/science.1245824). Le protocole mesure une fonction delta lambda : le plus petit écart de longueur d'onde qu'un animal parvient à distinguer de façon fiable, relevé tout le long du spectre. C'est l'unité de mesure standard de la finesse chromatique, et elle existe déjà pour l'abeille, le poisson rouge, le papillon et l'humain.
La phrase centrale du résumé ne s'embarrasse d'aucune précaution : « Behavioral wavelength discrimination tests (Δλ functions) in stomatopods revealed a surprisingly poor performance, ruling out color vision that makes use of the conventional color-opponent coding system. »
Le chiffre, rappelé et mis en regard par Ching-Wen Judy Wang et Justin Marshall en introduction d'un article du Journal of Experimental Biology mis en ligne le 8 janvier 2025, situe la squille Haptosquilla trispinosa entre 15 et 25 nanomètres. Dans la même comparaison : l'humain entre 1 et 8 nanomètres (De Valois et Jacobs, 1968), le poisson rouge entre 3 et 20 (Neumeyer, 1986), l'abeille domestique entre 5 et 20 (von Helversen, 1972), et le papillon Papilio xuthus entre moins de 1 et 15 (Koshitaka et ses collègues, Proceedings of the Royal Society B, 2008, vol. 275, p. 947 à 954). Ce dernier cas mérite qu'on s'y arrête. Le papillon possède huit variétés de récepteurs spectraux, il descend à environ 1 nanomètre en trois endroits du spectre (vers 430, 480 et 560 nanomètres), le plus petit écart jamais mesuré selon ses auteurs, humain compris. Et le titre de l'article dit : « Tetrachromacy in a butterfly that has eight varieties of spectral receptors ». Huit récepteurs, quatre dimensions de couleur. Le nombre de récepteurs et la finesse de discrimination ne sont pas la même grandeur, et l'exemple était disponible depuis 2008.
Douze canaux, et la dernière place du classement. Dans le même numéro de Science, Michael Land et Daniel Osorio consacrent un commentaire à ce résultat : « Extraordinary Color Vision » (p. 381 à 382). Le titre n'est pas un sarcasme, le chapeau de la revue le précise : « The compound eyes of mantis shrimps see color in a fundamentally different way from other animals. » L'extraordinaire est dans le mécanisme, pas dans la performance.
Douze canaux pour ne surtout rien comparer
La question posée par les auteurs dans leur résumé est restée la formulation de référence du problème : « Why use 12 color channels when three or four are sufficient for fine color discrimination? »
Leur réponse renverse l'architecture. Un système classique compare : il met en rapport les réponses de deux ou trois récepteurs à large bande, et c'est ce rapport, et non le nombre de récepteurs, qui produit la finesse. C'est le codage par opposition. La squille, selon l'hypothèse de 2014, ne compare pas. Chaque récepteur à bande étroite agirait comme un détecteur indépendant, et la couleur serait lue comme un motif d'activation, la position du pic dans une série de douze cases. Les auteurs rapprochent le dispositif d'une cochlée, qui analyse l'espace sonore par bandes plutôt que par comparaison de rapports.
Ce mode de lecture a un prix et un bénéfice. Le prix : deux verts voisins deviennent indiscernables. Le bénéfice : la reconnaissance est immédiate et ne demande presque aucun calcul en aval. Zaidi et ses coauteurs relient cette économie aux contraintes de l'animal, sur le mode de l'hypothèse et non de la démonstration : des décisions de chasse rapides prises avec un petit cerveau auraient pu conduire à câbler la couleur dès l'entrée du système visuel.
Deux éléments soutiennent l'hypothèse. D'abord, l'oeil de la squille balaye. Michael Land, Justin Marshall, D. Brownless et Thomas Cronin ont décrit dès 1990 les mouvements oculaires lents d'Odontodactylus scyllarus (Journal of Comparative Physiology A, vol. 167, p. 155 à 166), que l'optique très comprimée de cet oeil rend nécessaires. Un oeil qui balaye lit une scène en série, comme un lecteur de code-barres, ce qui a donné son surnom à l'hypothèse. Ensuite, le parallèle relevé dans i-Perception : dans le cortex temporal inférieur du macaque, des cellules très étroitement accordées à une couleur suffisent, par simple règle du gagnant, à produire un décodage correct. Les auteurs ont simulé 279 de ces cellules répondant à 45 couleurs et ont retrouvé le schéma. Les stomatopodes se sont séparés des autres crustacés il y a environ 400 millions d'années ; Zaidi et ses coauteurs datent de 40 millions d'années le système des primates. Deux lignées sans rapport convergeraient vers la même stratégie de décodage, l'une dans la rétine, l'autre plusieurs étages plus loin. Les auteurs le présentent comme une ressemblance frappante, pas comme un fait établi.
La correction a été corrigée à son tour
Le récit populaire s'arrête généralement à 2014, sur l'image satisfaisante de l'animal surestimé. Il a pourtant continué, et dans le même laboratoire.
En mars 2022, Amy Streets, Hayley England et Justin Marshall publient dans le Journal of Experimental Biology « Colour vision in stomatopod crustaceans: more questions than answers » (vol. 225, n° 6, jeb243699). Ils testent l'hypothèse du code-barres sur des couleurs peu saturées, que le modèle prédit confondues avec le gris. Haptosquilla trispinosa les distingue sans difficulté, saturées comme désaturées. Le résultat secondaire est le plus dérangeant. Les animaux sont d'abord testés une semaine sur le récif, à la station de Lizard Island, puis vingt semaines au laboratoire sous éclairage artificiel. Pendant les dix premières semaines de laboratoire, ils apprennent tous la tâche (P inférieur à 0,001) ; pendant les dix suivantes, sous le même éclairage, ils ne choisissent plus la bonne cible mieux que le hasard, et pour aucune couleur (P supérieur à 0,05). Le même effondrement se reproduit sur une seconde espèce, Gonodactylus smithii. Les auteurs y voient une plasticité rapide de la vision des couleurs, très probablement un changement d'expression des opsines, et en tirent une conséquence gênante pour toute la littérature : l'échec historique d'Odontodactylus scyllarus sur un bleu peu saturé, rapporté par Marshall, Jones et Cronin en 1996 (Journal of Comparative Physiology A, vol. 179, p. 473 à 481) et longtemps cité comme indice du code-barres, pourrait tenir à un sens des couleurs temporairement modifié par l'aquarium.
Puis, le 8 janvier 2025, Ching-Wen Judy Wang et Justin Marshall publient dans la même revue « Behavioural evidence of spectral opponent processing in the visual system of stomatopod crustaceans » (vol. 228, n° 1, jeb247952). Le test est simple : sous une lumière colorée, un système dépourvu d'opposition ne peut plus séparer une couleur d'un gris. Dans la première expérience, 69 animaux sont entraînés, 20 seulement se montrent fiables. Le groupe vert réussit à 71,08 % en lumière naturelle et 75,7 % sous éclairage vert ; le groupe rouge passe de 74,73 % à 73,74 %. Seul le groupe bleu s'effondre, de 76 % à 40 %, statistiquement indistinguable du tirage au sort dans un test à trois choix (chi carré, P égal à 0,3291). Ce dernier groupe ne repose que sur quatre individus et quelques dizaines d'essais, ce que les auteurs ne cachent pas. Leur conclusion : la première preuve comportementale directe d'une opposition spectrale chez les stomatopodes, et donc un système hybride. Chacune des quatre rangées médianes de l'oeil y fonctionnerait comme un canal quasi dichromatique à peu près autonome, la lecture par cases fournissant le sens général de la couleur.
Pourquoi la version à douze couleurs survit
La croyance ne repose pas sur un malentendu scientifique mais sur une extrapolation arithmétique : trois récepteurs produisent le spectre humain, donc douze en produisent une version démesurée. Elle échoue sur un point unique et décisif. Le nombre de récepteurs ne fixe pas la finesse chromatique, c'est le traitement de leurs sorties qui la fixe. Et le résultat de 2025 ajoute une couche à la leçon : cet animal possède bel et bien une forme d'opposition, et sa discrimination reste grossière. Comparer ne suffit pas davantage que compter.
Elle a surtout circulé avant sa réfutation, par des canaux que la réfutation n'a jamais rattrapés. La bande dessinée de Matthew Inman « Why the mantis shrimp is my new favorite animal », publiée sur The Oatmeal, se déclare en bas de page inspirée par un épisode du podcast RadioLab consacré à la couleur (21 mai 2012) et renvoie à trois articles de presse : ABC News, le Los Angeles Times (8 juin 2012) et Wired (octobre 2009). Aucune de ces sources ne trichait, et aucune ne dépasse juin 2012 : le papier de 2014 n'existait pas encore.
Reste l'asymétrie de format. « Douze récepteurs, un arc-en-ciel que vous ne pouvez pas imaginer » tient en une ligne. La version exacte demande de définir une fonction delta lambda, d'expliquer pourquoi comparer vaut mieux que compter, d'admettre qu'un résultat de 2014 a été nuancé en 2022 puis partiellement renversé en 2025, et de terminer sur une hypothèse hybride que personne n'a encore tranchée. Justin Marshall cosigne l'article de 1989 comme celui de 2025. Le résumé de 2022 le dit sans détour : on ignore toujours pourquoi ces animaux discriminent si mal les couleurs avec le jeu de sensibilités spectrales le plus complet du règne animal, et quel mode de traitement ils emploient. Trente-six ans après le premier comptage des récepteurs, la mécanique a beaucoup bougé. La question de départ, non.