Le secret des plongées profondes de l'otarie de Californie

Certains mammifères marins réalisent d'incroyables performances en plongée. Les cachalots peuvent par exemple rester jusqu'à 90 minutes en apnéeapnée 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 pressionpression ambiante et limiter au maximum l'absorptionabsorption d'azoteazote 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 poumonspoumons 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 californianusZalophus 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 duréesdurées 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'airair 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'hémoglobinehémoglobine lors du retour à la surface serait supérieure à 85 % (P_O2 = 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 volumevolume 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 capteurscapteurs sur des animaux domestiqués pouvant réaliser des tâches bien précises.