a mgraton : un challenge énergétque majeur.


La gestion des réserves énergétiques corporelles au cours de la migration est un enjeu majeur contrôlant la stratégie de migration (vitesse, distance, fréquences et durées des escales). La relation entre la dépense énergétique et la vitesse de vol suit une fonction parabolique, ce qui signifie que pour diminuer sa dépense énergétique un oiseau ne peut pas simplement réduire sa vitesse de vol comme le ferait un animal terrestre qui diminuerait sa vitesse de course. Toutefois, le vol reste le mode de locomotion le plus avantageux en terme de rapport vitesse / coût énergétique (Schmitdt-Nielsen 1997) expliquant ainsi que certains oiseaux peuvent parcourir près de 20 000 km en 3 mois (voir dans Jenni et Jenni-Eiermann 1998).
Pendant le vol migratoire l´oiseau ne s´alimente pas, il doit par conséquent produire l´énergie nécessaire à son effort musculaire en puisant dans ses réserves énergétiques. Les lipides constituent la source d´énergie la plus avantageuse à stocker (voir notre numéro d´octobre 2003) et ce d´autant plus que le coût de maintenance d´un tissu adipeux est 10 fois inférieur à celui d´un tissu musculaire et 45 fois inférieur à celui du foie.
L´utilisation des réserves énergétiques corporelles au cours du vol migratoire doit se faire au moindre coût pour l´organisme. En plus de la mobilisation des réserves corporelles, l´oiseau doit gérer, pendant le vol, une contrainte hydrique liée d´une part à son incapacité de pouvoir consommer de l´eau et d´autre part à la nécessité d´éliminer des produits toxiques issus du catabolisme des acides gras. Une réponse majeure de l´organisme est la production d´eau dite «métabolique» à partir de la dégradation des protéines musculaires. L´accroissement de la masse musculaire avant le départ en migration aurait ainsi pour rôle d´assurer les performances mécaniques du vol mais également de pouvoir contribuer au maintien hydrique du corps. Aussi, afin de compenser l´augmentation de charge pondérale il a été montré chez les limicoles que les oiseaux réduisent la masse de leurs organes digestifs dont la fonction est réduite pendant le vol migratoire (Piersma 1998).Agrandir la photo
Les limicoles côtiers, connus pour migrer sur de très longues distances (plusieurs dizaines de milliers de kilomètres) sont parmi le groupe d´oiseaux accumulant des grandes quantités de graisses relativement à leur masse corporelle (entre 20 et 100% de la masse maigre).
De manière générale, les longs migrants accumulent plus de réserves que les courts migrants. Le stockage des substrats énergétiques se fait quelques jours avant le départ en migration et se traduit par une hyperphagie avec une augmentation du taux d´ingestion et de la durée quotidienne d´alimentation. Un tel stockage des réserves n´est donc possible que lorsque d´importantes ressources alimentaires sont disponibles dans le milieu, c´est à dire courant printemps (Biebach 1996).
Parallèlement à une augmentation des entrées de nutriments, d´autres mécanismes favorisant l´engraissement entre en jeu, comme la diminution de la dépense énergétique liée à l´activité locomotrice ou encore l´augmentation de l´assimilation des graisses contenues dans l´alimentation.

La stratégie de migration des oiseaux est fortement liée à la gestion des réserves énergétiques. L´animal a par conséquent le choix entre deux possibilités :
1) migrer le plus vite possible (sélection temporelle) ou
2) migrer avec le moindre coût énergétique (sélection énergétique).

Les oiseaux adoptant la première solution ont généralement une teneur en graisse inférieure à celles des individus adoptant la seconde stratégie. Chez la fauvette, par exemple, un oiseau de 7 grammes (plutôt maigre dont la teneur en graisse serait équivalente à 27% de la masse maigre) parcourt 630 km par gramme de lipides catabolisés alors qu´un individu de 12 grammes (avec une masse adipeuse équivalente à 32% de la masse maigre) ne réaliserait que 440 km. Bien qu´au sein d´une même espèce le coût énergétique du vol augmente avec la masse corporelle (en théorie à la puissance 1,25), il a pu être démontré chez le bécasseau maubèche (Calidris canutus), un oiseau d´une centaine de gramme capable de parcourir 4000 km d´une seule traite, que cette augmentation est moins prononcée que prévue (masse corporelle à la puissance 0,35). L´augmentation de la performance des muscles à convertir l´énergie en travail mécanique ou encore la modification des paramètres mécanique de vol (en particulier la fréquence battement des ailes) semblent expliquer la différence entre les prédictions issues des modèles théoriques et les observations réelles (Rayner 2001, Kvist et al. 2001). En outre, chez plusieurs espèces, le fait de pouvoir voler en formation (notamment en «V»), comme le font les pélicans par exemple, confère un avantage aérodynamique permettant aux oiseaux d´interrompre plus fréquemment le vol battu en planant. Cette adaptation sociale du mode de vol permettrait ainsi une économie d´énergie de 11 à 14% (Weimerskirch et al. 2001).
Globalement, à l´échelle interspécifique, l´énergie nécessaire au vol relativement à la masse (ou à l´énergie disponible) de l´animal diminue avec la masse corporelle à la puissance (-0,19). Ceci signifie que par unité de temps une espèce de grande taille utilise relativement moins d´énergie pour le vol qu´une espèce de petite taille (Norberg 1996).

La stratégie de migration adoptée varie entre les espèces mais également entre populations voire entre les individus d´une même population. Le choix de la stratégie de migration a une répercussion immédiate en terme de vulnérabilité face à la prédation. Par exemple, un animal gras aura tendance à moins bien échapper à un éventuel prédateur ou alors s´exposera plus longtemps à la prédation en raison d´un temps d´alimentation plus long.Agrandir la photoEn outre, la stratégie de migration peut affecter la reproduction. En particulier, chez les oies et les eiders qui sont des reproducteurs sur capital («capital breeders») les réserves énergétiques accumulées sur les aires d´escales migratoires au printemps conditions l´ensemble de la nidification. Par ailleurs, arriver tôt sur les zones de reproduction permet de choisir les meilleurs sites de nidification et de profiter d´une nourriture abondante pour préparer la ponte. Ce dernier aspect concerne notamment les canards et les limicoles qui en plus des réserves énergétiques restant après la migration produisent leurs œufs en grande partie grâce à l´alimentation disponible sur le site de nidification (Batt et al. 1992).

Ceci montre que les choix des oiseaux migrateurs, fondés sur les contraintes énergétiques et la mécanique du vol migratoire, ont des conséquences significatives sur l´utilisation des habitats et l´investissement reproducteur.
M.B.

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Pour en savoir plus :
- Norberg. 1996. (énergétique et mécanique du vol).
- Biebach. 1996. (stockage des réserves énergétiques).
- Jenni, L. et S. Jenni-Eiermann. 1998. (énergétique et contraintes métaboliques chez les oiseaux migrateurs).
- Piersma, T. 1998. (taille des organes digestifs, migration, stockage des reserves énergétiques, limicoles).
- Rayner, M.V. 2001. Nature 413 (vol, réserves adipeuses, stratégie migratoire).
- Weismerskich, et al. 2001. Nature 413 (économie d´énergie, stratégie de vol).
- Kvist et al. 2001. Nature 413 (coût énergétique du vol, migration, mécanique du vol, limicoles).



Dernière modification de cet article le 06/01/2004 à 21h41