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Les dauphins ajustent leur rythme cardiaque en fonction de la durée prévue de leur plongée

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| Pixabay

L’étonnante maîtrise des mammifères en matière de mécanismes physiologiques est connue depuis longtemps par les biologistes, mais jusqu’ici, aucune étude n’avait révélé en détail à quel point ils étaient capables de contrôler certains paramètres, notamment dans le but de gérer les variations de pression sous l’eau. Selon une nouvelle recherche, non seulement les dauphins ralentissent activement leur cœur avant de plonger, mais ils peuvent également ajuster leur rythme cardiaque en fonction de la durée prévue de leur plongée. Le but ultime de ces recherches seraient de trouver des moyens simples pour limiter les bruits humains dans l’océan, afin d’éviter les accidents de décompression lorsque les mammifères marins sont perturbés.

Les conclusions de cette nouvelle étude, très attendue par les scientifiques spécialisés, apportent de nouvelles idées sur la façon dont les mammifères marins conservent l’oxygène et s’adaptent à la pression pendant la plongée. Les résultats ont été publiés dans la revue Frontiers in Physiology. Les auteurs ont travaillé avec trois grands dauphins mâles (Tursiops truncatus), spécialement entraînés à retenir leur souffle pendant différentes durées sur instruction.

« Nous avons entraîné les dauphins à une longue période de retenue, une courte période, et une période où ils peuvent faire ce qu’ils veulent », explique le Dr Andreas Fahlman de la Fundación Oceanogràfic, à Valence, en Espagne. « Lorsqu’on leur demandait de retenir leur souffle, leur rythme cardiaque diminuait avant ou immédiatement après avoir commencé à retenir leur souffle. Nous avons également observé que les dauphins réduisaient leur rythme cardiaque plus rapidement et davantage lorsqu’ils se préparaient à une longue retenue, par rapport aux autres durées ».

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Éviter les accidents de décompression

Les résultats révèlent que les dauphins, et probablement d’autres mammifères marins, peuvent consciemment modifier leur rythme cardiaque pour s’adapter à la durée prévue de leur plongée. « Les dauphins ont la capacité de varier leur réduction de rythme cardiaque autant que vous et moi sommes capables de réduire la vitesse à laquelle nous respirons », suggère Fahlman. « Cela leur permet de conserver l’oxygène pendant leurs plongées, et pourrait également être la clé pour éviter les problèmes liés à la plongée tels que les accidents de décompression, connus sous le nom de ‘bends’ ».

Comprendre comment les mammifères marins sont capables de plonger en toute sécurité pendant de longues périodes est crucial pour atténuer les effets des perturbations sonores d’origine humaine sur leur santé. « Les bruits d’origine humaine, comme les explosions sous-marines lors de l’exploration pétrolière, sont liés à des problèmes tels que les ‘bends’ chez ces animaux », poursuit Fahlman. « Si cette capacité à réguler le rythme cardiaque est importante pour éviter les malaises de décompression, et qu’une exposition soudaine à un son inhabituel provoque la défaillance de ce mécanisme, nous devrions éviter les perturbations soudaines et fortes et au contraire augmenter lentement le niveau de bruit au fil du temps pour provoquer un stress minimal. En d’autres termes, nos recherches peuvent fournir des méthodes d’atténuation très simples pour permettre aux humains et aux animaux de partager l’océan en toute sécurité ».

L’importance d’une bonne relation dresseur-animal dans le cadre d’une telle étude

Les défis pratiques que pose la mesure des fonctions physiologiques d’un dauphin, comme le rythme cardiaque et la respiration, ont précédemment empêché les scientifiques de comprendre pleinement les changements de leur physiologie pendant la plongée. « Nous avons travaillé avec un petit échantillon de trois dauphins mâles entraînés, hébergés par des professionnels », explique Fahlman. « Nous avons utilisé un équipement sur mesure pour mesurer la fonction pulmonaire des animaux, et avons attaché des capteurs d’électrocardiogramme (ECG) pour mesurer leur fréquence cardiaque ».

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Un grand dauphin mâle avec des ventouses ECG, permettant de surveiller le rythme cardiaque. Crédits : Mirage, Siegfried and Roy’s Secret Garden and Dolphin Habitat

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« La relation étroite entre les dresseurs et les animaux est extrêmement importante lors de l’entraînement des dauphins à participer à des études scientifiques », explique Andy Jabas, spécialiste des soins aux dauphins au Siegfried & Roy’s Secret Garden and Dolphin Habitat au Mirage, à Las Vegas, où vivent les dauphins étudiés ici. « Ce lien de confiance nous a permis d’avoir un environnement sûr pour que les dauphins se familiarisent avec l’équipement spécialisé et apprennent à effectuer les retenues respiratoires dans un environnement d’entraînement amusant et stimulant. Les dauphins ont tous participé volontairement à l’étude et ont pu partir à tout moment ».

Dans la vidéo ci-dessous, on y voit les chercheurs utiliser un appareil de spirométrie (placé au-dessus de l’évent du dauphin), qui mesure la fonction pulmonaire [© Dolphin Quest – Oahu] :

L’animal est ensuite invité à retenir son souffle par un signal de la main du dresseur et se retourne pendant une brève période pour retenir son souffle sous l’eau. Vous pouvez alors voir les électrodes ECG à ventouse qui mesurent le rythme cardiaque. Le dauphin se retourne ensuite à nouveau et respire dans le spiromètre afin de mesurer le volume de chaque respiration ainsi que l’oxygène et le dioxyde de carbone expirés.

Source : Frontiers in Physiology

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