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En vidéo : les autruches dorment... comme les ornithorynques

ActualitéClassé sous :zoologie , Sommeil , REM

Contrairement aux mammifères et aux oiseaux modernes, il n'existe pas de cycles bien marqués dans le sommeil de l'autruche. Cette caractéristique rare, retrouvée chez quelques espèces primitives dont l'ornithorynque, éclaire les chercheurs sur la façon dont s'est structurée la phase de repos des oiseaux et des mammifères au cours de l'évolution.

Si les autruches ont un sommeil similaire à celui des ornithorynques, rien ne dit qu'elles font les mêmes rêves... © Jamia54, Flickr, CC by-nc-sa 2.0
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Chez la plupart des mammifères, le sommeil se scinde en deux phases distinctes : sommeil profond et sommeil paradoxal (ou sommeil des rêves). Seuls les monotrèmes, le groupe des ornithorynques et des échidnés, présente un unique état, mixte. Cette caractéristique était vue comme un trait ancestral car ces animaux sont les plus primitifs des mammifères. Mais les preuves manquaient pour l'affirmer.

Parmi les autres vertébrés, seuls les oiseaux possèdent comme les mammifères deux états de sommeil. Afin de confirmer si un même processus évolutif a été à l'œuvre dans les deux classes pourtant indépendantes, une équipe internationale de biologistes a décidé d'aller voir si le groupe le plus ancestral des oiseaux (dont font partie les autruches) présente lui aussi un sommeil primitif mixte. Les résultats sont publiés dans la revue Plos One.

Ils ont pour cela équipé de capteurs six autruches femelles adultes, de façon à pouvoir suivre les paramètres de leur sommeil. Les enregistrements de l'activité cérébrale par électroencéphalogramme, de l'activité des yeux par éléctro-oculogramme et des muscles par électromyogramme ont été complétés par la mesure de la température cérébrale, la détection des mouvements grâce à des accéléromètres et un enregistrement vidéo des autruches en train de dormir.


Pas d’alternance classique de longues phases bien marquées chez l’autruche : ici, des périodes courtes d’éveil (wake), de sommeil profond (SWS) et de sommeil paradoxal (REM) s’enchaînent. Les différents états de sommeil sont mélangés en une forme mixte. © Lesku et al.Plos One

Des autruches qui font semblant de dormir

Pour les mammifères et les oiseaux modernes, le sommeil profond (SWS, pour slow wave sleep) contrôlé par le prosencéphale, est caractérisé sur un électroencéphalogramme par des ondes cérébrales de grande amplitude et de basse fréquence. Le sommeil paradoxal, au contraire, présente des ondes cérébrales à haute fréquence et de faible amplitude, marque d'une activation du cortex proche de l'état d'éveil. Déclenché et maintenu par le tronc cérébral, il est caractérisé par des mouvements oculaires rapides, les REM (rapid eye movement) et une baisse du tonus musculaire. En principe, ces deux états ne se croisent pas mais l'autruche, comme l'ornithorynque, mélange tout !

Belle confirmation pour l'équipe scientifique : c'est en effet le sommeil mixte attendu que les chercheurs ont découvert chez le grand oiseau coureur. Un sommeil où les nombreux épisodes à REM présentent par moment les caractéristiques d'activations cérébrales normalement typiques du sommeil profond. Comme si les autruches faisaient semblant de dormir !

De précédentes études du sommeil ont rassemblé des données sur une centaine de mammifères et une trentaine d'oiseaux. Pour les chercheurs, ça n'est pas le hasard si la même forme mixte de sommeil n'existe que chez les deux espèces les plus ancestrales de chaque groupe. C'est le signe selon eux qu'un même moteur a fait évoluer le sommeil, indépendamment pour les deux groupes mais selon le même chemin : en faisant émerger les deux états au sein d'un sommeil mixte puis en les séparant temporellement en phases bien distinctes.

Pour l'équipe de John Lesku, premier auteur de l'étude, reste à ne pas s'endormir sur ses lauriers ! Il s'agit de découvrir à présent quelle fonction essentielle du sommeil, partagée par les mammifères et les oiseaux modernes, est à l'origine de cette modernisation.

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