Pourquoi certains requins-marteaux semblent « retenir leur souffle » pendant leurs plongées

Même les poissons retiennent parfois leur respiration dans l'eau froide, sombre et profonde.

Les requins-marteaux échancrés vivant près d'Hawaï passent leurs journées à paresser dans les eaux de surface chaudes. Mais la nuit, ces poissons chassent des calmars et d'autres proies dans les profondeurs de l'océan froid, à des centaines de mètres sous la surface. Les requins peuvent conserver leur chaleur corporelle dans les eaux glaciales en supprimant l'utilisation de leurs branchies lors de la plongée, "retenir leur souffle" pendant environ une heure à chaque fois, rapportent les chercheurs dans le numéro du 12 mai de Science.

Les baleines et autres mammifères plongeurs sont connus pour retenir leur respiration (SN : 9/23/20). Mais c'est la première fois que ce comportement est observé chez des poissons plongeurs, explique Mark Royer, chercheur en physiologie et comportement des requins à l'Université d'Hawaii à Manoa à Honolulu.

Les requins et les autres poissons sont des ectothermes, ce qui signifie que leur température corporelle est en grande partie contrôlée par la chaleur de l'eau autour d'eux. Les poissons perdent et récupèrent beaucoup de chaleur corporelle en respirant par leurs branchies, qui capturent l'oxygène de l'eau passant à travers l'organe.

"Les branchies sont comme de gigantesques radiateurs attachés à votre tête", explique Royer, expliquant qu'elles génèrent de la chaleur. À cause de cela, beaucoup d'espèces de requins dans les tropiques ont tendance à rester à environ les 100 premiers mètres d'eau chauffée par le soleil près de la surface de l'océan, où les températures avoisinent les 26°Celsius. Mais les étiquettes attachées aux requins-marteaux échancrés (Sphyrna lewini) - une espèce que l'on trouve dans les eaux côtières partout dans les tropiques - ont révélé que ces requins font des plongées nocturnes d'une heure jusqu'à 1 000 mètres sous la surface.

À ces profondeurs, la température de l'eau peut atteindre 5°C - bien trop froide pour un requin tropical. Pour savoir comment les requins supportent de telles températures glaciales, Royer et ses collègues ont attaché des instruments spécialement conçus sur le dos des requins qui s'étaient rassemblés dans une baie peu profonde d'Oahu pour se reproduire.

Pendant les 23 jours suivants, ces capteurs ont suivi la façon dont les requins se déplaçaient, à quelle profondeur ils nageaient et comment leur température interne changeait. "C'était un peu comme attacher un Fitbit à un requin", explique Royer. "Cela m'a permis d'obtenir des détails précis sur ce que le requin faisait."

Les données montrent que les requins ont effectué des plongées en forme de V à ces profondeurs, en plongeant de plusieurs centaines de mètres avant de remonter en flèche "comme un missile", explique Royer. Mais étrangement, la température corporelle des plongeurs ne bougeait presque pas pendant la majorité de la plongée. Ce n'est que lorsque les requins ont ralenti leur ascension à une profondeur d'environ 290 mètres, où l'eau est un peu plus froide qu'à la surface, que leur température corporelle a chuté en moyenne de 2,8 degrés C.

Les poissons devaient fermer leurs branchies pour la plupart de la plongée pour conserver leur chaleur, ont conclu les chercheurs. Ce n'est qu'une fois que les requins sont revenus à une profondeur plus sûr en termes de température qu'ils auraient pu réactiver leurs branchies - prenant de l'oxygène pour la première fois en environ une heure et aspirant de l'eau froide dans le processus.

Le fait de conserver leur chaleur tout en plongeant pourrait aider les requins à se déplacer rapidement dans les profondeurs de l'océan, explique Julia Spaet, écologiste des requins à l'Université de Cambridge. Bien qu'il soit "absolument possible" que ces requins-marteaux le fassent en supprimant l'activité branchiale, les scientifiques devront obtenir des preuves directes en utilisant des caméras ou d'autres moyens pour prouver que c'est vrai, dit-elle.

Au moins une vidéo d'une plongée en eaux profondes indique que c'est le cas. Les branchies d'un requin-marteau échancré errant à une profondeur de 1 000 mètres près de la Tanzanie semblaient fermées dans des images capturées il y a quelques années, notent les chercheurs dans leur article. Cela, ainsi que la découverte de l'étude selon laquelle les requins-marteaux conservent leur chaleur corporelle, rend Royer "très confiant" que les requins retiennent effectivement leur souffle. "Cela met simplement en évidence à quel point cette espèce est extraordinaire", dit-il.