’EIDER À DUVET DU SVALBARD, POUR UNE MEILLEURE COMPRÉHENSION DES MÉCANISMES PHYSIOLOGIQUES DE RÉGULATION DE LA MASSE CORPORELLE.


endant le cycle annuel de nombreuses espèces animales, la recherche de nourriture est restreinte soit par la disparition de conditions environnementales favorables (comme chez les animaux hibernants ou migrateurs), par l’incapacité temporaire à accéder aux zones de nutrition ou par la nécessité d’entreprendre une activité ponctuellement plus importante et conflictuelle par rapport à la recherche de nourriture. L’une des périodes du cycle annuel les plus souvent associées à une anorexie spontanée est la période de reproduction, en particulier chez les oiseaux où la couvaison et la protection de la nichée nécessitent la présence quasi constante des parents. Un engraissement initial insuffisant ou une dépense excessive au cours du jeûne peuvent donc se traduire par un épuisement prématuré des réserves corporelles de l´animal. Du point de vue évolutif, une question intéressante est donc de savoir quel compromis est assuré entre la survie de l´animal et son succès reproducteur. Que se passe-t-il en effet lorsque les réserves corporelles de l´animal sont prématurément épuisées ou lorsque son conjoint tarde à revenir ? Du point de vue physiologique, il s´agit donc de comprendre par quels mécanismes la réalimentation de l´animal est induite avant qu´il ne soit trop tard.

Les travaux réalisés par le laboratoire de Strasbourg dans le cadre des missions de l´IFRTP (devenu l´Institut Paul-Emile Victor) ont ainsi permis de mettre en évidence que les manchots abandonnent leur reproduction lorsqu’un «point bas» est atteint dans leurs réserves lipidiques. Ce point bas correspond à un seuil, car il reste alors encore à l´animal suffisamment de réserves pour qu´il effectue le long voyage qui lui permettra de trouver de la nourriture. Ainsi, alors que le manchot empereur peut avoir 130 à 150 km à parcourir sur la banquise pour trouver des polynies, c´est-à-dire de grandes étendues de mer libre de glace, il dispose d´une autonomie de marche d´environ 180 km. Evidemment, le manchot royal ou le manchot empereur, qui couvent l´œuf sur les pattes et dont les ressources alimentaires se trouvent à une grande distance en mer, n´ont pas d´autres choix que l´abandon lorsqu´ils atteignent un seuil critique dans leurs réserves corporelles.
Dans ce contexte, tout l´intérêt de l´étude de la femelle d´Eider du Svalbard résidait dans le fait que d´après la littérature, elle couve ses œufs sans s´alimenter, alors même que son nid se trouve à seulement quelques centaines de mètres de ses ressources marines (FIGURE). Ce comportement s´expliquant, entre autres, par la très forte prédation des nids d´Eiders lorsque la femelle s´absente, on pouvait néanmoins se demander ce qu´il advient lorsque celle-ci atteint un seuil critique de ses réserves corporelles avant que l´éclosion ne survienne.

LE JEÛNE D’INCUBATION CHEZ L’EIDER: ASPECTS COMPORTEMENTAUX

Comme pour l´homme, la façon la plus simple de déterminer l´évolution des réserves corporelles d´un animal est de suivre la diminution de sa masse corporelle. Cependant, lors de l´étude d´un animal sauvage, le problème auquel on est alors confronté est évidemment celui des perturbations: attraper l´animal régulièrement pour le peser est le meilleur moyen de lui faire abandonner son nid…
Par contre, comme le suggéraient les observations de Geir Gabrielsen, on pouvait espérer poser les nids d´Eiders sur une balance automatique sans provoquer l´abandon des femelles, et ainsi, sans la perturbation liée à la capture, suivre l´évolution de leur masse corporelle au cours de l´incubation. C´est effectivement ce que nous avons pu faire, sur des nids d´Eiders à proximité de la base internationale de Ny-Ålesund au Svalbard. Qui plus est, cette pesée automatique nous a permis non seulement de détecter toute absence de la femelle sur le nid (le poids enregistré correspondant alors à la seule nichée), mais aussi de savoir si la femelle avait bu ou mangé, grâce à son éventuelle augmentation de masse corporelle au retour sur le nid.

Nous avons ainsi pu déterminer que la femelle s´absente seulement en moyenne 5 minutes/24 h au cours de l’incubation. Durant ces 5 minutes, elle se livre à des activités diverses, mais sans aucune plongée alimentaire. Par d´autres études, nous avons mis en évidence que les réserves corporelles de la femelle d´Eider sont accumulées au plus juste. Ainsi, la phase III d´accélération de la fonte musculaire, à laquelle est associé le signal de réalimentation provoquant l´abandon chez les manchots, peut survenir dès l´éclosion chez la femelle d´Eider!

On savait d´après la littérature que les réserves corporelles de cette femelle sont parfois prématurément épuisées, c´est à dire avant même l´éclosion. Attendre cette éventualité étant trop incertain (car cela n´arrive peut-être que certaines années), il nous fallait la provoquer expérimentalement. C´est ce que nous avons fait en induisant une extension de l´incubation des femelles grâce à des leurres placés dans le nid: en fait des œufs remplis de cire.
Nous avons ainsi pu mettre en évidence un changement de comportement des femelles d´Eider. Lorsqu´elles ont atteint une masse corporelle «seuil» d´environ 1,3 kg, elles ont adopté un comportement d’incubation « actif », qui se traduit par des absences plus fréquentes et plus longues. Ce nouveau comportement correspond à une reprise de l’activité de recherche alimentaire, qui ne s’observe jamais en période normale d’incubation. Ces résultats montrent par conséquent une stratégie différente de celle des manchots pour la femelle d’Eider, l’oiseau commençant à s’alimenter tout en continuant sa reproduction.

Ainsi, grâce à la proximité de ses ressources marines, la femelle d´Eider peut au contraire des manchots se réalimenter lorsqu´un seuil critique dans ses réserves corporelles est atteint. Cependant, cette réalimentation est réduite au minimum et permet à l´oiseau de stabiliser sa masse corporelle, tout en étant présent aussi fréquemment que possible sur le nid.


LE JEÛNE D’INCUBATION CHEZ L’EIDER: ASPECTS ÉNERGÉTIQUES ET ENDOCRINOLOGIQUES

Le jeûne d’incubation de l’Eider à duvet s’étant révélé identique d’un point de vue métabolique (enchaînement des différentes phases du jeûne, mobilisation préférentielle des lipides de réserves) à celui du manchot, la modification comportementale observée en période d’incubation prolongée laisse entrevoir l’implication de deux hormones en particulier, la prolactine (responsable de la présence au nid) et la corticostérone (stimulant l’activité et la recherche alimentaire).

Le travail effectué a permis de montrer que le maintien d´un niveau élevé de prolactine est associé à une bonne condition corporelle. Ceci explique pourquoi les femelles de moins bonne condition corporelle abandonnent leurs canetons à l´éclosion, en les confiant à des nourrices.
Par contre, l’implication de la corticostérone dans la mise en place du comportement “actif” d’incubation reste à déterminer, puisque nous n’avons pour l’instant trouvé aucune modification de la corticostéronémie chez nos femelles dont l´incubation est prolongée.



LE JEÛNE D’INCUBATION CHEZ L’EIDER: ASPECTS DE BIOLOGIE MOLÉCULAIRE

La stabilité à long terme de la masse corporelle s’explique par le contrôle de la balance énergétique de l’individu, formée par les entrées d’énergie (prise alimentaire) et la dépense énergétique. La découverte récente de la leptine, une hormone produite chez l´homme et l´animal par les cellules adipeuses, a permis de comprendre comment notre système nerveux est renseigné sur l´état de nos réserves. En effet, en réponse à l´accumulation de graisses, la leptine induit normalement une inhibition des centres nerveux (au niveau de l´hypothalamus) responsables de la stimulation de la prise alimentaire. Le contrôle de la dépense énergétique impliquerait une famille de protéines favorisant la dissipation de l’énergie sous forme de chaleur : les protéines découplantes (UCP ou « uncoupling protein » en anglais). Une isoforme a été récemment découverte chez l’oiseau (Raimbault et al. 2001), et permet d’envisager une étude de son rôle lors du jeûne d’incubation chez l’Eider à duvet.

Les nombreuses recherches menées au cours de ces dernières années se sont focalisées sur l’étude du dysfonctionnement du mécanisme de régulation de la masse pondérale impliquant la leptine, et menant à cette pathologie très répandue dans les sociétés modernes, qu’est l’obésité. Ces travaux ont été effectués au départ sur des souris obèses, qui se comportent du point de vue alimentaire comme si elles étaient en permanence dénutries et devraient donc reconstituer leurs réserves. Néanmoins, d’autres implications physiologiques de la leptine ont été mises à jour, comme lors de l’entrée en période de jeûne, où elle induit de nombreuses modifications physiologiques permettant à l’animal de s’adapter aux nouvelles conditions énergétiques. Parmi ces modifications, il faut citer celle de la production d´hormones impliquées dans la reproduction. La période de reproduction est critique, car extrêmement coûteuse pour l’individu. En conséquence, il est primordial pour l’adulte d’entreprendre sa reproduction lorsque ses réserves corporelles le lui permettent, ou de l’interrompre lorsque celles-ci sont épuisées. L’implication de la leptine comme médiateur entre nutrition et reproduction (peut être via la prolactine chez l’Eider) est donc envisageable.
L’Eider à duvet présente une opportunité unique de pouvoir concilier des approches physiologiques et écologiques dans le but de comprendre les mécanismes adaptatifs d’une espèce à ses contraintes environnementales. Si les résultats attendus sont primordiaux pour la connaissance de la biologie de cette espèce sauvage, leurs implications pourraient être d’une portée encore plus large pour la compréhension des mécanismes physiologiques impliqués dans des pathologies modernes telle que l’obésité.


F.C.

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Dernière modification de cet article le 06/01/2004 à 20h59