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Le secret des plongées profondes de l'otarie de Californie

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Comment font les otaries de Californie pour plonger à plus de 300 m sans subir les effets de la pression ? La réponse vient d'être dévoilée : leurs poumons collapsent au-delà d'une certaine profondeur afin notamment... de ne pas manquer de souffle à la remontée !

Les otaries de Californie sont régulièrement appelées lions de mer, comme quatre autres espèces. Cet animal est utilisé par l'armée américaine pour réaliser différentes opérations militaires tant il est intelligent. L’individu sur la photographie aurait-il découvert l'utilité des tubas ? © Obra Social Caja Mediterreneo, Flickr, CC by-nc-nd 2.0

Certains mammifères marins réalisent d'incroyables performances en plongée. Les cachalots peuvent par exemple rester jusqu'à 90 minutes en apnée tout en descendant à d'impressionnantes profondeurs (entre 1.000 et 3.000 m). Bien que beaucoup plus petites, les otaries de Californie sont également d'excellentes plongeuses. Elles peuvent en effet aisément descendre à plus de 300 m sous la surface. Mais comment font ces animaux pour résister à la pression ambiante et limiter au maximum l'absorption d'azote dans leur sang, un facteur favorisant la survenue d'accidents de décompression à la remontée ?

Selon une hypothèse communément admise, et validée pour quelques espèces, les poumons devraient littéralement collapser à partir d'une certaine profondeur, bloquant ainsi tous les échanges gazeux. Cette théorie vient d'être observée chez l'otarie de Californie Zalophus californianus grâce à des travaux menés par Birgitte McDonald et Paul Ponganis de la Scripps Institution of Oceanography. Leurs résultats ont été publiés dans Biology Letters. Durant les expéditions subaquatiques, les voies aériennes inférieures des otaries se refermeraient sur elles-mêmes aux environs de 225 m de profondeur.

Cette otarie de Californie a été équipée d'un enregistreur de données mesurant continuellement la pression partielle en oxygène dans l'aorte et la profondeur de l'animal sous l'eau. © Birgitte McDonald

Une réserve d’oxygène pour la remontée

Pour obtenir ce résultat, une otarie femelle a été capturée en août 2011 sur l'île San Nicolas (États-Unis). Après avoir été anesthésiée, elle a été équipée d'un dispositif mesurant en continu la pression partielle en oxygène dans le sang artériel, puis libérée. Cet équipement a été retiré après 48 plongées, de durées et profondeurs moyennes de respectivement 6 min et 306 m.

Les poumons s'aplatissent donc à la descente, ce qui se traduit par un brusque changement de la pression partielle en O2 dans le sang. Les échanges gazeux étant bloqués, l'azote ne peut plus pénétrer dans le sang, réduisant ainsi considérablement les risques de faire un accident de décompression. Par ailleurs, de l'oxygène se retrouve bloqué dans les voies aériennes supérieures lors du repliement des poumons. Cette réserve sera utile durant la remontée. La pression environnante diminuant, l'air va se dilater et remplir à nouveau les organes respiratoires. L'arrivée de cet oxygène permettrait alors d'éviter tout risque de syncope à l'animal. La saturation de l'hémoglobine lors du retour à la surface serait supérieure à 85 % (PO2 = 74 ± 17 mm Hg).

Dernier détail, les poumons tendent à collapser plus profondément lorsque l'otarie de Californie descend plus qu'à l'accoutumée. Elle inhalerait donc un plus grand volume d'air en surface en prévision de son effort. Les informations récoltées sont précieuses, mais encore insuffisantes pour bien comprendre cet impressionnant mécanisme. Les chercheurs suggèrent dorénavant d'installer des capteurs sur des animaux domestiqués pouvant réaliser des tâches bien précises.

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