Les chercheurs rapportent le 22 décembre dans la revue Biologie actuelle que plus les rennes passent de temps à ruminer, moins ils passent de temps en sommeil non paradoxal (non paradoxal). Les enregistrements EEG ont révélé que les ondes cérébrales du renne pendant la rumination ressemblent aux ondes cérébrales présentes pendant le sommeil non paradoxal, et ces schémas d’ondes cérébrales suggèrent que les rennes sont plus « reposés » après avoir ruminé.
Les chercheurs pensent que ce multitâche pourrait aider les rennes à dormir suffisamment pendant les mois d’été, lorsque la nourriture est abondante, et à se nourrir presque 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, en prévision du long et rare hiver arctique.
« Plus les rennes ruminent, moins ils ont besoin de sommeil non paradoxal supplémentaire », explique la première auteure et neuroscientifique Melanie Furrer de l’Université de Zurich. « Nous pensons qu’il est très important qu’ils puissent gagner du temps et couvrir simultanément leurs besoins en sommeil et en digestion, surtout pendant les mois d’été. »
Les cycles lumière-obscurité sont absents dans l’Arctique en hiver et en été, et des études antérieures ont montré que les rennes vivant dans l’Arctique ne présentent pas de rythmes comportementaux circadiens pendant ces saisons, bien qu’ils aient tendance à être plus actifs pendant la journée pendant les équinoxes de printemps et d’automne. lorsque des cycles lumière-obscurité sont présents. Cependant, on ne savait pas si ces différences saisonnières avaient également un impact sur la durée et la qualité du sommeil des rennes.
Pour étudier l’influence des cycles saisonniers lumière-obscurité sur les habitudes de sommeil des rennes, les chercheurs ont réalisé une électroencéphalographie non invasive (EEG) sur des rennes de la toundra eurasienne (Rangifer tarandus tarandus) à Tromsø, en Norvège (69°N), pendant l’équinoxe d’automne, l’été. solstice et solstice d’hiver.
Les rennes, qui étaient toutes des femelles adultes, faisaient partie d’un troupeau captif à l’UiT, l’Université arctique de Norvège à Tromsø, et les expériences ont été menées dans des écuries intérieures avec un éclairage contrôlé, une nourriture illimitée et une température constante.
Ils ont constaté que les rennes dormaient à peu près la même durée en hiver, en été et en automne, malgré le fait qu’ils étaient beaucoup plus actifs pendant l’été. Cela contraste avec d’autres espèces qui modifient la durée de leur sommeil en réponse aux conditions environnementales. En moyenne, les rennes ont passé 5,4 heures en sommeil non paradoxal, 0,9 heure en sommeil paradoxal et 2,9 heures à ruminer au cours d’une période donnée de 24 heures, quelle que soit la saison.
« Le fait que les rennes dorment autant en hiver qu’en été implique qu’ils doivent avoir d’autres stratégies pour faire face au temps de sommeil limité pendant l’été arctique », explique Furrer.
Une stratégie possible consiste à se reposer pendant la rumination, c’est-à-dire à mâcher à nouveau des aliments partiellement digérés, qui constituent un élément important de la digestion des rennes et des autres ruminants. Il a déjà été observé que les moutons, les chèvres, les bovins et les cerfs-souris domestiques produisaient tous des ondes cérébrales semblables à celles du sommeil pendant la rumination, mais il n’était pas clair si la rumination pouvait remplir une fonction réparatrice similaire au sommeil.
Les chercheurs ont découvert que les lectures EEG du renne pendant la rumination ressemblaient à des schémas d’ondes cérébrales indiquant un sommeil non paradoxal, notamment une activité accrue à ondes lentes et des fuseaux de sommeil.
Les rennes endormis et ruminants affichaient également un comportement similaire, ayant tendance à rester assis ou debout tranquillement pendant les deux activités, et étaient moins réactifs aux perturbations telles qu’un renne voisin s’asseyant ou se levant – les rennes répondaient directement à ces perturbations (en regardant vers le renne voisin). 45 % du temps s’ils étaient éveillés, mais seulement 25 % du temps s’ils ruminaient, et 5 % du temps s’ils étaient en sommeil non paradoxal.
Ensuite, les chercheurs ont testé si la rumination pouvait réduire la soif de sommeil des rennes en les privant de sommeil pendant 2 heures et en mesurant leurs ondes cérébrales pendant le sommeil avant et après cette privation.
Suite à la privation de sommeil, les lectures EEG des rennes ont montré une activité accrue des ondes lentes, ce qui indique une accumulation de « pression du sommeil » – la pulsion biologique inconsciente pour un sommeil plus long et plus profond – suggérant que les rennes éprouvent un sommeil plus profond après une privation de sommeil.
Cependant, lorsque les rennes ruminaient, cette activité à ondes lentes diminuait au cours du sommeil ultérieur, et plus ils ruminaient, plus l’activité à ondes lentes diminuait. « Cela suggère que la rumination réduit la pression du sommeil, ce qui pourrait bénéficier aux rennes, car cela signifie qu’ils n’ont pas à faire de compromis sur la récupération du sommeil lorsqu’ils passent plus de temps à ruminer », explique Furrer.
Ceci est particulièrement important en été, car plus ils mangent, plus les rennes ont besoin de passer du temps à ruminer. « La rumination augmente l’absorption des nutriments. Il est donc crucial que les rennes passent suffisamment de temps à ruminer pendant l’été afin de prendre du poids en prévision de l’hiver », explique Furrer.
Étant donné que les rennes semblent dormir en ruminant seulement de temps en temps, des études de suivi devraient comparer l’impact de la rumination pendant le sommeil avec la rumination pendant l’éveil et mesureraient également idéalement le comportement et le sommeil des rennes dans des conditions extérieures plus naturelles, disent les chercheurs. Cependant, de telles mesures nécessiteraient des capteurs EEG implantés chirurgicalement plutôt que les électrodes de surface non invasives utilisées dans cette étude.
« Une autre chose que nous pourrions ajouter est d’observer les jeunes rennes », déclare Furrer. « Nous savons que le besoin de sommeil est beaucoup plus élevé chez les jeunes enfants et les bébés que chez les adultes. Il serait donc intéressant d’examiner le sommeil des jeunes rennes. »
Plus d’information:
Les rennes de l’Arctique réduisent le besoin de sommeil pendant la rumination, Biologie actuelle (2023). DOI : 10.1016/j.cub.2023.12.012. www.cell.com/current-biology/f… 0960-9822(23)01667-6