Comment la baleine fait-elle pour rester en apnée jusqu’à 50 minutes ?

IRIB – Une équipe internationale a mis en évidence, chez les mammifères marins actuels mais aussi anciens, les adaptations qui, au niveau moléculaire, permettent à l’organisme de stocker davantage d’oxygène avant la plongée.

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Formidable cétacé, la baleine est équipée, comme les humains, de poumons et n’est donc pas capable de respirer sous l’eau. Toutefois, elle présente une remarquable capacité à rester en apnée, pouvant demeurer sous l’eau jusqu’à 50 minutes, quand l’homme peine à atteindre les 10 minutes. Comment fait-elle ? C’est la question qui taraude depuis longtemps les scientifiques qui commencent peu à peu à en trouver la réponse.

En effet, les spécialistes savaient déjà que chez les cétacés et les pinnipèdes (phoques et otaries), champions des longues plongées, une protéine appelée « myoglobine », abondante dans leurs muscles, leur permet – comme l’hémoglobine du sang – de fixer l’oxygène indispensable aux apnées. Mais les protéines en concentrations élevées ont tendance à s’agglutiner, ce qui nuit à cette fonction de stockage. Les modalités de ce processus biologique demeuraient donc mal connues.

Des protéines qui agissent comme des aimants

Aujourd’hui, une équipe internationale dirigée par le Dr Michael Berenbrink, de l’Institut de biologie intégrative de l’Université de Liverpool, a réussi à apporter certaines précisions. « Nous avons étudié la charge électrique sur la surface de la myoglobine et constaté qu’elle augmente chez les mammifères qui peuvent plonger sous l’eau longtemps. Nous avons été surpris de voir cette signature moléculaire chez les baleines et les phoques, mais aussi chez les castors, les rats musqués et même les musaraignes d’eau, semi-aquatiques », explique le Dr Berenbrink. « Notre étude suggère que l’augmentation de la charge électrique de la myoglobine, chez les mammifères qui ont des concentrations élevées de cette protéine, provoque une électro-répulsion, comme les pôles identiques de deux aimants. Cela doit empêcher les protéines de s’agglutiner et permettre ainsi à des concentrations beaucoup plus élevées de myoglobine d’accumuler de l’oxygène dans les muscles de ces plongeurs », précise le Dr Scott Mirceta, membre de l’équipe dont l’étude est publiée dans la revue Science.

Un ancêtre commun amphibie vieux de 65 Ma

Pour en savoir plus, les chercheurs ont alors cartographié cette signature moléculaire sur l’arbre généalogique des mammifères. Ceci leur a permis de « reconstituer [l’histoire] de ce ‘réservoir musculaire’ d’oxygène chez les ancêtres disparus des mammifères plongeurs d’aujourd’hui. Nous avons même pu rapporter la première preuve [de l’existence] d’un ancêtre amphibie commun aux siréniens, aux damans et aux éléphants, qui vivait dans les eaux peu profondes d’Afrique il y a environ 65 millions d’années », reprend Berenbrink. Aussi, « nous sommes vraiment enthousiasmés par cette nouvelle découverte, car elle nous permet de connecter les changements anatomiques qui ont eu lieu pendant la transition terre-eau des mammifères [aquatiques] avec leurs capacités physiologiques réelles de plongeurs. (…) Ces résultats illustrent le fort intérêt de combiner des approches moléculaires, physiologiques et évolutives des problèmes biologiques », conclut le chercheur.

Source : french.irib.ir (15.06.13)

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