Comment les manchots empereurs survivent-ils sous l’eau longtemps après que leur oxygène devrait être épuisé ?

Les manchots empereurs sont les champions incontestés de la plongée dans le monde des oiseaux. Ils peuvent parcourir plus de 500 mètres sous la surface et rester immergés pendant plus de 20 minutes, alors que, de l’avis général, leur oxygène devrait s’épuiser en une fraction de ce temps. Alors comment font-ils pour réussir ce tour incroyablement cool ?

Alors qu’ils sautent dans l’eau et retiennent leur souffle, le lactate commence à s’accumuler dans leurs muscles jusqu’à ce qu’ils atteignent ce qu’on appelle la « limite de plongée aérobie », à ce moment-là, ils font passer leur corps au métabolisme anaérobie – un système qui fonctionne sans oxygène. Ils ralentissent leur rythme cardiaque et arrêtent complètement tous les organes non essentiels. C’est presque comme s’ils passaient en animation suspendue, sauf qu’ils sont toujours animés.

La question est de savoir comment les manchots déclenchent cette transformation ? Pour le savoir, les chercheurs ont implanté des moniteurs d’oxygène dans les muscles d’un certain nombre de manchots empereurs, en suivant la profondeur à laquelle ils sont allés et ce qui est arrivé à l’oxygène dans le corps des oiseaux.

Ils savaient déjà que les manchots avaient trois réserves d’oxygène dans lesquelles ils pouvaient puiser lorsqu’ils plongeaient, situées dans le sang, les poumons et la myoglobine de leurs muscles. Lorsque les oiseaux sont remontés à la surface, les chercheurs ont constaté deux schémas distincts dans la manière dont les niveaux d’oxygène étaient liés aux plongées : parfois, les niveaux d’oxygène s’épuisaient dans les muscles à un rythme régulier jusqu’à atteindre l’état anaérobie. Cela suggère que l’état anaérobie se déclenche lorsque l’oxygène dans les muscles vient à manquer. Mais ils ont également vu les niveaux d’oxygène diminuer, puis plafonner, avant de chuter suffisamment pour déclencher l’état anaérobie. Cela leur a fait penser que les manchots faisaient la version animale du détournement de l’énergie des boucliers vers le noyau de distorsion.

Venant d’être publié dans le Journal of Experimental Biology, l’article du scientifique révèle que les manchots sont capables d’isoler leurs muscles du reste de leur système circulatoire. Ils peuvent épuiser l’oxygène de leurs muscles séparément de celui de leurs poumons et de leur sang, ce qui leur permet d’atteindre cet état anaérobie tout en conservant des réserves dans d’autres parties de leur corps. Ou bien, ils peuvent empêcher l’état anaérobie de se déclencher, parce qu’ils sont capables de réacheminer l’oxygène des deux autres systèmes vers les muscles, gardant tout bien oxygéné.

Utilisant ces deux méthodes, les manchots s’assurent qu’ils entrent dans l’état anaérobie seulement quand c’est le plus nécessaire.