Dans un aquarium d’un institut de recherche japonais à Okinawa, une caméra haute définition filme en continu une pieuvre au repos. La scène est paisible. L’animal s’est posé sur le fond, ses huit bras repliés, sa peau d’un blanc nacré, ses yeux mi-clos. Puis, sans prévenir, quelque chose se passe. La peau de la pieuvre s’anime brusquement de flashes de couleurs. Pendant environ une minute, son corps se zèbre de motifs vifs, comme à l’état éveillé. Ses pupilles bougent rapidement sous ses paupières. Son cerveau, branché à des électrodes, montre une activité électrique intense. Puis tout retombe. La pieuvre redevient pâle et immobile. Une publication parue dans la revue Nature en 2023 a démontré que ces séquences extraordinaires correspondent à un véritable état de sommeil actif, étonnamment proche du sommeil paradoxal humain. Les pieuvres pourraient bien rêver.
Une pieuvre, c’est déjà un animal hors normes
Avant de plonger dans le mystère de son sommeil, il faut comprendre à quel point la pieuvre est un animal hors du commun. Cet invertébré marin appartient à la famille des céphalopodes, qui regroupe aussi les seiches, les calmars et les nautiles. Près de la moitié des céphalopodes vivants aujourd’hui sont des pieuvres. Le mot scientifique pour les désigner toutes est Octopoda.
Une pieuvre possède trois cœurs, du sang bleu (à base de cuivre, pas de fer), un cerveau en forme de beignet entouré de l’œsophage, et près des deux tiers de ses neurones répartis dans ses bras. Chacun des huit bras peut agir de manière semi-autonome, capable de goûter, de toucher et de prendre des décisions locales. La figurine de poulpe Safari Ltd illustre parfaitement cette anatomie unique avec ses bras flexibles et ses ventouses, idéale pour faire découvrir cet animal aux enfants.
L’espèce étudiée dans l’expérience de 2023 s’appelle Octopus laqueus. C’est une petite pieuvre des récifs coralliens du Pacifique-Ouest, connue pour son comportement social inhabituel : alors que la plupart des pieuvres sont strictement solitaires, O. laqueus tolère la présence d’autres individus à proximité. Ce trait en a fait un modèle d’étude particulièrement intéressant.
Les pieuvres dorment-elles vraiment ?
La question peut sembler triviale, mais elle a longtemps occupé les biologistes. Pendant des décennies, on a cru que seuls les vertébrés (mammifères, oiseaux, reptiles et même poissons) avaient un véritable sommeil. Les invertébrés, eux, étaient supposés avoir des phases de repos passif, mais pas un sommeil organisé.
Cette vision a commencé à changer avec l’étude des céphalopodes. Plusieurs travaux ont montré que les seiches, puis les pieuvres, présentaient des comportements ressemblant à un sommeil structuré. Elles s’immobilisent à des moments précis du cycle quotidien, leur peau devient pâle, leurs muscles se relâchent, leurs yeux se ferment partiellement. Si on les dérange pendant ces phases, elles mettent plus de temps à réagir qu’à l’état éveillé. Et si on les prive de ces phases de repos, elles cherchent à compenser ensuite. Toutes les caractéristiques classiques du sommeil sont là.
Mais les travaux de 2023 ont franchi un nouveau cap. Ils ont démontré, pour la première fois de manière complète, que les pieuvres ont en réalité deux états de sommeil distincts.
La découverte de 2023 : deux états de sommeil
Voici ce que les caméras et les électrodes ont révélé. Une pieuvre endormie alterne entre deux états bien différents :
- Le sommeil calme (quiet sleep) : la peau est pâle et uniforme, le corps est immobile, les yeux sont fermés ou mi-clos, l’activité cérébrale est ralentie. Cet état dure plusieurs dizaines de minutes.
- Le sommeil actif (active sleep) : la peau se zèbre de motifs colorés rapidement changeants, les yeux bougent vivement, les muscles des bras se contractent légèrement, l’activité cérébrale s’intensifie. Cet état dure environ une minute.
Le sommeil actif revient régulièrement, environ toutes les 60 minutes, comme une horloge biologique. Pendant plus de 16 heures d’observation continue, ce cycle parfait a été enregistré : sommeil calme, sommeil actif, retour au calme, et ainsi de suite.
Cette structure alternée rappelle quelque chose. Chez l’humain, le sommeil est lui aussi alterné entre deux grands types : le sommeil lent profond et le sommeil paradoxal (REM, pour Rapid Eye Movement). Le sommeil paradoxal, c’est le moment où nous rêvons le plus intensément, où nos yeux bougent rapidement sous nos paupières, où notre cerveau s’active comme à l’éveil. La similitude avec le sommeil actif de la pieuvre est troublante.
Pour matérialiser visuellement cette créature aux capacités cognitives surprenantes auprès des enfants, la figurine de poulpe Mojo reproduit fidèlement l’anatomie de la pieuvre avec un niveau de détail remarquable.
Pourquoi les flashes de couleurs sont si importants
Les motifs qui apparaissent sur la peau de la pieuvre endormie ne sont pas aléatoires. Ils ressemblent à ceux observés à l’état éveillé, lorsque l’animal communique, chasse ou se camoufle. Cette observation est cruciale pour comprendre ce qui se passe dans le cerveau de l’animal.
La peau d’une pieuvre est tapissée de cellules pigmentaires appelées chromatophores. Ces sacs de pigments sont contrôlés par des fibres musculaires reliées directement au système nerveux. Quand le cerveau d’une pieuvre prend une décision (camouflage, communication, alerte), il envoie des signaux instantanés à ces chromatophores, qui modifient les motifs cutanés en quelques millisecondes.
Quand une pieuvre endormie affiche des motifs identiques à ceux de l’éveil, cela signifie que son cerveau envoie des signaux similaires à ceux qu’il produirait à l’état conscient. Une hypothèse scientifique fascinante émerge : la pieuvre pourrait être en train de revivre mentalement des moments de sa journée. Ses motifs cutanés seraient l’expression visible de quelque chose qui ressemble à un rêve.
Mais alors, les pieuvres rêvent-elles vraiment ?
Voici la question délicate. La science ne peut pas démontrer directement qu’une pieuvre rêve, car on ne peut pas lui demander ce qu’elle a vu pendant son sommeil. La preuve définitive d’un rêve nécessite un témoignage subjectif, et les pieuvres ne parlent pas.
Ce que les travaux de 2023 démontrent, c’est que les pieuvres présentent toutes les signatures physiologiques d’un état proche du sommeil paradoxal humain : alternance cyclique des phases, activité cérébrale similaire à l’éveil, mouvements oculaires rapides, expressions cutanées correspondantes. La présomption forte est qu’elles vivent une forme d’expérience subjective pendant ces phases. Mais il faut rester prudent : ce n’est pas une preuve formelle qu’elles « rêvent » comme nous.
D’autres animaux présentent des comportements similaires pendant le sommeil. Les chats agitent leurs pattes, les chiens grognent, les seiches changent de couleurs. Tous ces indices suggèrent une activité mentale pendant le sommeil. Pour explorer la diversité comportementale extraordinaire du monde marin, plongez aussi dans notre guide complet des animaux marins.
Une découverte qui bouleverse notre vision de l’évolution
L’aspect le plus vertigineux de cette découverte n’est pas dans l’aquarium d’Okinawa. Il est dans l’arbre évolutif du vivant. La dernière fois où une pieuvre et un humain ont eu un ancêtre commun, c’était il y a environ 600 millions d’années, à l’époque du biote de Jiangchuan et de la grande diversification des premiers animaux complexes. Pendant 600 millions d’années, les lignées des mollusques et celles des vertébrés ont évolué de manière totalement séparée.
Si les pieuvres ont aujourd’hui un sommeil structuré en deux phases, et si l’une de ces phases ressemble fortement à notre sommeil paradoxal, il y a deux explications possibles :
- Soit le sommeil à deux phases existait déjà chez l’ancêtre commun à toutes ces espèces, il y a 600 millions d’années. Cela impliquerait que cette propriété est extraordinairement ancienne et conservée.
- Soit le sommeil à deux phases est apparu indépendamment dans les lignées des vertébrés et des céphalopodes. C’est ce qu’on appelle la convergence évolutive : deux lignées séparées qui développent une solution similaire à un problème comparable.
La seconde hypothèse est aujourd’hui la plus probable. Et elle est passionnante. Elle suggère que l’alternance entre deux états de sommeil est si utile pour un cerveau complexe que l’évolution l’a réinventée plusieurs fois indépendamment. Le sommeil paradoxal ne serait pas un hasard de notre histoire évolutive, mais une nécessité fonctionnelle pour des cerveaux qui pensent. La figurine de pieuvre géante du Pacifique Safari Ltd est parfaite pour matérialiser pédagogiquement cette créature dont l’intelligence rivalise avec celle de bien des vertébrés.
Pourquoi cette découverte compte pour la science
Au-delà du cas particulier des pieuvres, ces travaux ouvrent des perspectives majeures.
D’abord, elle élargit notre compréhension du sommeil au monde des invertébrés. Pendant des décennies, on a cru que le sommeil paradoxal était l’apanage des mammifères et des oiseaux. On en a depuis trouvé chez les reptiles, certains poissons et même les abeilles. Avec les céphalopodes, c’est une branche entière du vivant qui rejoint la liste. Le sommeil paradoxal serait une propriété plus universelle qu’on ne le pensait.
Ensuite, elle pose la question de la conscience animale sous un jour nouveau. Si une pieuvre a un état mental complexe pendant son sommeil, alors elle a probablement une vie intérieure pendant l’éveil. La frontière entre « êtres conscients » et « simples organismes » devient de plus en plus floue à mesure que la science progresse. Les figurines d’invertébrés marins de la catégorie crustacés et mollusques permettent d’ancrer dans la collection ces animaux qui sont aujourd’hui réhabilités comme des êtres dotés d’une vraie complexité cognitive.
Enfin, cette découverte rappelle une vérité fondamentale : nous partageons la planète avec des intelligences profondément différentes de la nôtre. Les pieuvres ne pensent pas comme nous. Elles n’ont pas la même structure cérébrale, pas la même façon d’interagir avec le monde. Et pourtant, leur sommeil ressemble étrangement au nôtre. C’est peut-être l’une des plus belles leçons de l’évolution : il existe plusieurs chemins pour fabriquer un cerveau qui dort, qui rêve, et qui pense.
Sources scientifiques
- Pophale A. et al. (2023), « Wake-like skin patterning and neural activity during octopus sleep », Nature 619:129-134. DOI : 10.1038/s41586-023-06203-4
- Medeiros S.L. et al. (2021), « Cyclic alternation of quiet and active sleep states in the octopus », iScience 24:102223
- Iglesias T.L. et al. (2019), « Cyclic nature of the REM sleep-like state in the cuttlefish Sepia officinalis », Journal of Experimental Biology
- Okinawa Institute of Science and Technology (OIST), documentation officielle sur l’expérience Octopus laqueus