Présentation du plus petit (et du plus maladroit) plongeur sous-marin du monde : une espèce de lézard semi-aquatique produit une bulle spéciale au-dessus de ses narines pour respirer sous l’eau et éviter les prédateurs, selon une nouvelle recherche de l’Université de Binghamton, Université d’État de New York.
Lindsey Swerk, professeure adjointe de recherche en sciences biologiques à l’université de Binghamton, étudie les anoles aquatiques, un type de lézard semi-aquatique que l’on trouve dans les forêts tropicales du sud du Costa Rica. Elle avait déjà observé ces lézards à l’aide d’une bulle sous l’eau. Lorsque ces lézards se sentent menacés par un prédateur, ils plongent sous l’eau et soufflent une bulle au-dessus de leur tête.
« Nous savons qu’ils peuvent rester très longtemps sous l’eau. Nous savons aussi qu’ils puisent l’oxygène de cette bulle d’air », a déclaré Swierk. « Nous ne savions pas si cette bulle jouait un rôle fonctionnel dans la respiration. Est-ce quelque chose que font les lézards et qui est simplement un effet secondaire des propriétés de leur peau ou un réflexe respiratoire, ou cette bulle leur permet-elle de rester sous l’eau plus longtemps qu’ils ne le feraient, par exemple, sans bulle ? »
Pour déterminer si la bulle joue un rôle fonctionnel dans la respiration ou n’est qu’un sous-produit, Swierk a appliqué une substance sur la surface de la peau des lézards qui empêcherait la formation de bulles. L’article, « Novel rebreathing adaptation extends dive time in a semi-aquatic lézard », a été publié dans Lettres de biologie.
Une espèce de lézard du Costa Rica pourrait avoir développé des aptitudes de plongée lui permettant de rester sous l’eau pendant 16 minutes, selon des chercheurs de l’Université de Binghamton, Université d’État de New York. Crédit : Université de Binghamton, Université d’État de New York
« La peau du lézard est hydrophobe. En général, cela permet à l’air de coller très étroitement à la peau et à cette bulle de se former. Mais lorsque vous recouvrez la peau d’un émollient, l’air n’adhère plus à la surface de la peau, de sorte que les bulles ne peuvent pas se former », a déclaré Swierk.
Swierk a enregistré le nombre de bulles que les lézards pouvaient produire et la durée pendant laquelle ils pouvaient rester sous l’eau, et les a comparés à ceux d’un groupe témoin qui était autorisé à respirer normalement. Elle a découvert que les lézards du groupe témoin pouvaient rester sous l’eau 32 % plus longtemps que ceux dont la formation de bulles était altérée.
« C’est vraiment important, car c’est la première expérience qui montre vraiment l’importance adaptative des bulles. Les bulles qui respirent permettent aux lézards de rester plus longtemps sous l’eau. Avant, nous le soupçonnions – nous voyions un modèle – mais nous n’avions pas réellement testé si cela jouait un rôle fonctionnel », a déclaré Swierk.
Un anole aquatique saute dans l’eau. Crédit : Lindsey Swierk
L’étude a confirmé que la bulle aide les lézards à rester sous l’eau plus longtemps, leur offrant ainsi un refuge contre les prédateurs.
« Les anoles sont un peu comme les nuggets de poulet de la forêt. Les oiseaux les mangent, les serpents les mangent », explique Swiek.
« En sautant dans l’eau, ils peuvent échapper à beaucoup de leurs prédateurs et restent très immobiles sous l’eau. Ils sont également assez bien camouflés sous l’eau et restent sous l’eau jusqu’à ce que le danger soit passé. Nous savons qu’ils peuvent rester sous l’eau au moins 20 minutes, mais probablement plus longtemps. »
Une espèce de lézard semi-aquatique produit une bulle spéciale au-dessus de ses narines pour respirer sous l’eau et éviter les prédateurs. Crédit : Lindsey Swierk
À l’avenir, Swierk souhaite déterminer si les lézards utilisent la bulle comme une sorte de branchie physique. Les insectes qui utilisent des bulles pour respirer sous l’eau possèdent une branchie physique. Les insectes ont des besoins en oxygène moindres et la quantité d’oxygène qui se diffuse de l’eau dans l’air de la bulle est suffisante pour les nourrir.
Les anoles aquatiques sont probablement trop gros pour être soutenus uniquement par l’oxygène qui se diffuse dans une bulle. L’une des étudiantes diplômées de Swierk, Alexandra Martin, teste si une action physique de type branchial permet aux lézards de passer encore plus de temps sous l’eau en modifiant l’oxygénation de l’eau et en mesurant ses effets sur le temps de plongée des lézards.
Swierk a déclaré que la recherche est passionnante car les scientifiques ne savent pas grand-chose sur l’utilisation des bulles vertébrées, ce qui peut ouvrir la porte à des matériaux bio-inspirés. Il est également intéressant d’en apprendre davantage sur un nouveau comportement animal.
Un anole aquatique démontre son comportement respiratoire. Crédit : Lindsey Swierk
« Des gens m’ont parlé de leur passion pour la plongée sous-marine et l’apnée, et de leur intérêt pour la façon dont les animaux pourraient faire la même chose », a déclaré Swierk. « Il y a donc une excellente occasion de susciter l’intérêt des gens pour la science en établissant ce lien entre ce qu’ils aiment faire et ce qui a évolué dans la nature. Même chez les animaux qui semblent banals, on découvre toujours de nouvelles choses. »
Plus d’informations :
Une nouvelle adaptation à la réinspiration prolonge le temps de plongée chez un lézard semi-aquatique, Lettres de biologie (2024). DOI: 10.1098/rsbl.2024.0371. royalsocietypublishing.org/doi … .1098/rsbl.2024.0371