Obtenir suffisamment d’oxygène dans l’eau peut être un travail difficile. Alors que le poisson et de nombreux autres animaux aquatiques prennent de l’air directement de l’eau à travers des branchies, d’autres animaux trouvent des moyens ingénieux de Bubbles d’air de traînée de la surface ou de l’air piéger autour de leur corps. Mais d’autres le font à la dure et retiennent leur souffle pour plonger, avant de remonter à la surface pour l’air – puis de répéter ce processus encore et encore.
Certains de ces animaux peuvent rester submergés pendant des durées stupéfiantes. Mais quel animal peut retenir son souffle le plus longtemps? Et quelles caractéristiques lui permettent de faire cela?
Bien que les temps de plongée puissent révéler combien de temps les espèces restent généralement sous l’eau, la durée peut varier en fonction de la raison pour laquelle elles restent submergées.
« Il y a une différence entre survivre sous l’eau (combien de temps avant leur mort) et la tenue de souffle (combien de temps restent-ils volontairement submergés) » Wilco Verberkun professeur agrégé d’écologie à l’Université Radboud aux Pays-Bas, a déclaré à Live Science dans un e-mail.
Par exemple, certains animaux pourraient se retrouver piégés sous l’eau. Certaines fourmis ont été vues survivre pendant plusieurs heures Lorsqu’il est submergé de force, mais même des fourmis de plongée spécialisées ne plongeraient pas volontairement pendant plus d’une minute, Philip Matthewsprofesseur agrégé à l’Université de la Colombie-Britannique qui étudie la respiration des insectes, a déclaré à Live Science.
Deuxièmement, pour que les animaux retiennent leur souffle, ils ont besoin de poumons, ont dit John Spicerun zoologiste marin de l’Université de Plymouth au Royaume-Uni « ne s’applique pas seulement aux animaux avec des poumons et même alors des animaux qui ont fait des branchies qui n’ont pas aussi des branchies (comme le poisson pulmonaire) et / ou respirent à travers leur peau (comme les grenouilles) », a déclaré Spicer en direct dans un e-mail.
Les champions absolus pour les animaux traînés restent submergés sont certaines tortues d’eau douce, comme la tortue de Banding (Emydoidea Blippingii). Ces reptiles pratiquent la brume – une forme d’hibernation pour les reptiles – au fond des rivières et des lacs pendant l’hiver et peuvent rester sous l’eau pendant des mois à la fois, ce qui les aide à survivre lorsqu’ils sont piégés sous une couche de glace. Les tortues sont ectothermiques ou à sang froid, donc pendant les périodes froides, leur métabolisme ralentit, leur permettant de conserver plus d’énergie et d’utiliser moins d’oxygène.
« De nombreuses espèces de tortues d’eau douce à mesure que la température environnementale diminue tout désactiver et peut rester submergé littéralement pendant des mois », a déclaré Spicer. « Si Brumation compte comme retenant votre souffle, les tortues d’eau douce essuient le sol (rivière / lac) avec tout le reste. »
Cependant, ces tortues trichent en prenant de petites quantités de oxygène dans l’eau à travers leurs mégots – ou techniquement, leurs cloacae, qui sont des ouvertures polyvalentes qui sont également utilisées pour la reproduction sexuelle et la pose d’œufs, ainsi que pour expulser les déchets.
Plus gros c’est mieux
La taille joue un rôle crucial dans la durée de la durée d’un animal, a déclaré Verberk.
« La taille du corps est un trait clé, avec des animaux plus grands pouvant retenir leur souffle plus longtemps », a déclaré Verberk. « En effet, les réserves d’oxygène ont tendance à être plus importantes chez les animaux plus grands, également par rapport à la vitesse à laquelle ils les épuisent (les animaux plus gros ont tendance à avoir des demandes spécifiques de masse plus faibles d’oxygène). »
Cela signifie que la compétition pour la tenue de la respiration se situe entre les grands mammifères et les grands ectothermes tels que les crocodiles et les tortues de mer, a-t-il noté.
Le Enregistrer la plongée par un mammifère a été achevé par une baleine à bec de Cuvier (Ziphius Cavirostris), qui est resté submergé pendant 222 minutesou 3,7 heures. D’autres baleines ont également fait des plongées impressionnantes: le record de plongée de baleine à bec d’Arnoux (Berardius Arnuxii) a duré 153 minutes et un sperme de spermatozoïde (Macrocéphalie physique) a géré 138 minutes, selon Verberk, Spicer et l’étude de l’équipe 2020.
Les baleines accomplissent cet exploit grâce à un certain nombre d’adaptations clés. Il s’agit notamment de ralentir leur fréquence cardiaque et ou métabolisme; rediriger le flux sanguin loin des parties du corps, fermant temporairement des organes tels que le foie et les reins; « Et une bonne capacité de stockage et une libération de stockage de l’oxygène, à partir et dans les grandes quantités de protéines respiratoires dans les muscles (myoglobine) et le sang (hémoglobine) », a expliqué Spicer.
De plus, ces animaux peuvent passer au métabolisme anaérobie et générer de l’énergie sans utiliser d’oxygène, a ajouté Spicer.
« Il est très inefficace dans sa conversion de produits alimentaires en énergie, il est lent à le faire, et il produit un acide lactique » poison « – c’est donc une réponse d’urgence pour nous », a expliqué Spicer. « Les mammifères de plongée recourent également au métabolisme anaérobie et génèrent du lactate, mais semblent être (a) un peu mieux pour le supporter – et tamponner l’effet de l’accumulation d’acide. »
Sceaux d’éléphants (Mirounga Angustirostris et Mirounga Leonina) ont également enregistré des plongées impressionnantes d’une durée de deux heures. Cependant, ce n’est pas typique; Cela ne se produit que lorsqu’ils sont proches des prédateurs, a déclaré Spicer.
Ectothermes pour la victoire
Alors que les baleines triomphent comme les mammifères et les endothermes les plus longs, ou les animaux à sang chaud, les grands ectothermes ont enregistré les plongées les plus durables de toutes les espèces.
Le crocodile d’eau douce (Crocodylus Johnstoni) chronométré 402 minutes, soit 6,7 heures, sous l’eau lorsqu’il a perçu une menace près de la surface de l’eau. Mais le détenteur du record est la Turtle Sea-Sea Turtle (Caretta Caretta), avec une plongée gagnante d’environ 610 minutes, soit 10,2 heures, selon un Étude 2007tandis que d’autres études ont enregistré un maximum durée de plongée de 480 minutesou huit heures.
Ces ectothermes ont plusieurs des mêmes adaptations d’économie d’oxygène que les mammifères, mais elles peuvent également économiser de l’énergie en n’ayant pas besoin de se réchauffer.
« Leurs coûts de fonctionnement peuvent être la moitié d’un mammifère marin de taille similaire simplement parce qu’ils n’utilisent pas de moyens physiologiques pour se réchauffer », a déclaré Spicer. «C’est l’effet de la température sur le métabolisme qui fait la principale différence. Tortues en cuir (Dermochelys coriacea) Je sais que je peux plonger plus profondément que la plupart des espèces de baleines. Et dans les eaux froides, ils peuvent refuser leur métabolisme assez dramatiquement… assez pour qu’ils puissent se coucher sur le fond de la mer pendant des heures ou se reposer dans des grottes sous-marines », a-t-il ajouté.
