Les Dauphins Qui Plongent Profondément Évitent Les Coudes Avec Des Poumons Puissants

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Lorsque les dauphins plongent profondément, ils évitent de succomber au mal de décompression, ou "les méandres", probablement parce que les créatures marines ont des poumons pliants et peuvent inspirer et expirer deux à trois fois plus vite que les humains.

Une nouvelle étude révèle que lorsque les dauphins plongent au plus profond de la surface de l'eau, ils évitent de succomber au mal de décompression, ou "les méandres", ce qui est probablement dû au fait que les énormes créatures de la mer ont des poumons pliants. Ces poumons permettent aux dauphins d’inhaler et d’exhaler deux à trois fois plus vite que les humains.

Comprendre comment les dauphins respirent rapidement et maintiennent la fonctionnalité des poumons sous une pression énorme pourrait aider les scientifiques à protéger les humains lorsqu'ils se trouvent dans des situations extrêmes similaires, telles que sous anesthésie lors de chirurgies, ont indiqué les chercheurs.

Contrairement aux humains, les dauphins n'ont pas besoin d'être attachés à un réservoir d'oxygène pour accomplir leurs exploits de plongée. En effet, les dauphins ont des poumons compressibles qui les aident à résister aux pressions élevées au fond de l'océan. [Deep Divers: Une galerie de dauphins]

"Plus les dauphins s'enfoncent profondément dans l'océan, plus le volume de gaz ou d'air dans les poumons diminue," a déclaré l'auteur principal de l'étude, Andreas Fahlman, professeur de biologie à la Texas A & M University de Corpus Christi. Fahlman a découvert que les dauphins peuvent remplacer jusqu'à 95% de l'air contenu dans leurs poumons en un souffle. À titre de comparaison, les humains ne sont capables de remplacer que 65%. Les dauphins exhalent puis respirent au-dessus de l’eau avant de plonger avec les poumons remplis d’air. Chaque respiration consomme et libère une certaine quantité d’oxygène qui dynamise les animaux qui nagent dans l’océan.

Les chercheurs ont étudié six dauphins à gros nez à Dolphin Quest Oahu, un centre de formation pour dauphins à Hawaii ouvert au public. Les dauphins sont libres de s’éloigner des chercheurs quand ils le souhaitent, a déclaré Fahlman, bien que les animaux aient été entraînés à rester immobiles et à respirer dans un masque, appelé pneumotachomètre. Cet appareil fonctionnait essentiellement comme un "indicateur de vitesse pour les poumons", a déclaré Fahlman. Le masque recouvrait les soufflures des dauphins à l'arrière de leur cou.

Lorsque les dresseurs font respirer le plus possible les dauphins, les chercheurs peuvent «inspirer», les animaux peuvent inhaler 30 litres (8 gallons) d’air en une seconde et expirer 130 litres (34 gallons) par seconde. La plus forte expiration d'un être humain se déplace à un débit de 15 litres (4 gallons) par seconde et la toux chez l'homme varie d'environ 40 à 60 litres (10 à 16 gallons) par seconde. En d'autres termes, les dauphins déplacent l'air deux à trois fois plus rapidement que les humains ne pourraient jamais le faire, a déclaré Fahlman.

Applications cliniques

Une des raisons pour lesquelles les dauphins sont des plongeurs experts est qu’ils peuvent effondrer leurs alvéoles, les petits sacs sur les poumons qui surveillent le flux d’air, puis les rouvrir, "mais les humains ne peuvent pas faire cela", a déclaré Fahlman.

Cela a des implications pour les êtres humains exposés à des conditions extrêmes similaires, tels que les patients soumis à des opérations d'urgence.

"Si vous êtes à l'hôpital et que vous subissez une opération chirurgicale, ils vous enfoncent souvent un tube dans la gorge et exercent une pression positive pour empêcher un effondrement [des poumons]", a déclaré Fahlman.

Mettre une pression positive sur les poumons les maintient ouverts, mais peut aussi être dangereux, a-t-il ajouté. "C'est un problème cliniquement pertinent pour les personnes en soins d'urgence, pour les personnes subissant une chirurgie, car nous ne pouvons pas ouvrir les alvéoles aussi facilement." [Les 10 capacités d'animaux les plus étonnantes]

Fahlman a déclaré qu'il était possible que les poumons des dauphins soient complètement différents de ceux des humains ou que les dauphins aient une composition biochimique très différente dans leurs poumons, ce qui pourrait expliquer leurs impressionnantes capacités d'expiration. Les poumons contiennent généralement un composé appelé surfactant, appelé surfactant pulmonaire, qui facilite la respiration. Des recherches antérieures ont montré que le surfactant chez certains phoques et lions de mer peut maintenir les alvéoles plus lubrifiées, de sorte qu'elles s'ouvrent facilement.

Tous les mammifères utilisent un surfactant en respirant; C'est un "moyen d'essayer de réduire le nombre de calories qu'il en coûte pour inspirer et expirer", a déclaré Fahlman, ajoutant que les animaux développaient des différences de surfactant pour s'adapter à leur environnement.

Les bébés nés prématurément bénéficient d'un surfactant fabriqué à partir de vaches, a déclaré Fahlman, car ils ne peuvent pas produire suffisamment de cette substance à un âge aussi jeune.

Le surfactant des dauphins et autres mammifères marins pourrait être bénéfique dans différentes circonstances, a-t-il ajouté. "Nous pouvons en apprendre davantage sur la structure du surfactant [que les animaux] ont et le reproduire pour les humains", a déclaré Fahlman.

Regarder vers l'avenir

L'étude des rythmes et des capacités respiratoires des animaux peut également aider les scientifiques à mieux comprendre les maladies respiratoires chez les animaux marins, qui sont une cause majeure de morbidité et de mortalité chez les animaux marins sauvages et placés sous la protection de l'homme, a déclaré Fahlman.

Les humains sont exposés au pollen, aux débris et à d'autres polluants en suspension dans l'air que de nombreux dauphins et autres mammifères sont incapables de retirer de leurs orifices de ventilation. Cela peut rendre certains animaux sensibles à certaines maladies comme les maladies pulmonaires.

Fahlman a annoncé son intention d'étendre ses recherches aux bélugas et aux marsouins afin d'étudier leurs schémas respiratoires. Il a ajouté que les mammifères vivant dans les eaux proches des plates-formes pétrolières suscitent de vives inquiétudes. Les chercheurs envisagent de se rendre en Alaska et dans l'Arctique pour étudier les mammifères avant que les réserves de pétrole ne soient exploitées, afin d'établir une base de référence pour la santé animale, a-t-il ajouté.

Les marées noires, comme la catastrophe de Deepwater Horizon survenue dans le golfe du Mexique en 2010, peuvent nuire gravement à la santé des dauphins, bien que les effets directs de la marée noire puissent être difficiles à mesurer sans connaître la santé des animaux avant le déversement.

"La prochaine fois que cela se produira, nous connaîtrons l'état de santé des animaux dans cette zone et nous pourrons dire:" Eh bien, c'était l'état de santé avant et c'est l'état de santé après ", a déclaré Fahlman.

L'étude a été publiée le 8 juillet dans The Journal of Experimental Biology.

Elizabeth Goldbaum est sur Twitter. Suivez WordsSideKick.com @wordssidekick, Facebook. Article original sur WordsSideKick.com


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