Le magazine scientifique populaire danois Wiedenskab présente cinq types de véritables superpuissances chez les mammifères. Par exemple, une girafe peut tolérer une tension artérielle énorme et les éléphants de mer retiennent leur souffle pendant de nombreuses heures. Les scientifiques expliquent comment les animaux y parviennent et s'il est possible pour une personne de développer un jour les mêmes super pouvoirs.
Aimez-vous l'idée d'installer un climatiseur dans votre cerveau ou de retenir votre souffle pendant deux heures? Certains mammifères ont des pouvoirs presque surnaturels.
Nous, mammifères, avons une chose en commun: nous donnons naissance à des bébés vivants. Après cela, nous nous concentrons sur la façon de les éduquer et de les nourrir le mieux possible, principalement avec l'aide de notre propre lait.
Mais si les principes de base de la physiologie de tous les mammifères sont exactement les mêmes, de nombreux animaux sont capables de ce dont les humains ne sont pas capables.
L'incroyable adaptabilité des animaux sauvages a fait l'objet d'une conférence récemment tenue à l'Université d'Aarhus. Sur ce, les chercheurs ont partagé leurs connaissances sur ce que les animaux sont capables de faire en laboratoire, mais ont porté une attention particulière à la façon dont ils se comportent dans leur environnement naturel.
Précisément parce que les principes de base de la structure de notre corps sont les mêmes, les scientifiques espèrent que si vous comprenez les superpuissances des mammifères, alors un jour ces connaissances pourront être utilisées dans le développement de technologies et de médicaments pour le traitement des humains.
Par exemple, certains animaux en cours d'adaptation ont acquis la capacité de refroidir leur cerveau.
«Nous appelons cela un refroidissement cérébral sélectif, et si un animal a faim et soif, vous pouvez le dire par la température du cerveau», explique Andrea Fuller, professeur de physiologie à l'Université du Witwatersrand en Afrique du Sud.
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Andrea Fuller travaille sur l'adaptation des mammifères aux conditions climatiques difficiles du désert du Kalahari en Afrique australe. Ses sables couvrent une superficie égale à la moitié du Danemark et il n'y a pratiquement pas d'eau là-bas.
Mais pour de nombreux animaux, ce ne sont que des soucis quotidiens ordinaires. Dans cet article, nous allons jeter un œil sur les capacités étonnantes de cinq animaux sauvages qui se sont adaptés à leur habitat.
1. Aardvark refroidit son cerveau
Pendant de nombreuses années, les gens ont pensé que des animaux comme le vararque, également connu sous le nom de «cochon de terre», survivent dans des conditions extrêmement chaudes et sèches, en grande partie parce qu'ils refroidissent activement leur cerveau.
C'est ainsi que fonctionne le soi-disant refroidissement cérébral sélectif chez de nombreux grands mammifères (les primates sont plutôt une exception):
- Ils refroidissent le sang qui a déjà donné de l'oxygène, c'est-à-dire le sang veineux.
- Une structure spéciale dans la tête vous permet de créer quelque chose comme un lac de sang glacé.
- Le sang chaud qui vient d'être oxygéné dans les poumons, c'est-à-dire le sang artériel, se déplace vers le système circulatoire à travers ce lac et se refroidit avant d'atteindre le cerveau.
«Ainsi, nos connaissances se sont longtemps résumées au fait que les animaux vivant dans le désert comme les aardvarks combattent ainsi la surchauffe du cerveau», explique Andrea Fuller, qui étudie les mécanismes d'adaptation des mammifères à la vie dans le désert.
Les animaux du désert ne peuvent pas se permettre de transpirer
C'est ainsi que fonctionne le soi-disant refroidissement cérébral sélectif chez de nombreux grands mammifères (les primates sont plutôt une exception):
Ils refroidissent le sang qui a déjà donné de l'oxygène, c'est-à-dire le sang veineux.
Une structure spéciale dans la tête vous permet de créer quelque chose comme un lac de sang glacé.
Le sang chaud qui vient d'être oxygéné dans les poumons, c'est-à-dire le sang artériel, se déplace vers le système circulatoire à travers ce lac et se refroidit avant d'atteindre le cerveau.
«Ainsi, nos connaissances se sont longtemps résumées au fait que les animaux vivant dans le désert comme les aardvarks combattent ainsi la surchauffe du cerveau», explique Andrea Fuller, qui étudie les mécanismes d'adaptation des mammifères à la vie dans le désert.
Les animaux du désert ne peuvent pas se permettre de transpirer
«Mais le système le plus sensible à la chaleur du corps est l'intestin, et il cuit avant le cerveau», explique Andrea Fuller.
Ses recherches montrent que les animaux ne conditionnent pas seulement leur cerveau pour sauver leur vie (ce qui ne coûtera pas cher si leurs intestins bouillent).
Ils refroidissent le cerveau pour contrôler la transpiration, qui est régulée par le cerveau. Aardvark utilise simplement un conditionnement interne pour garder sous contrôle la perte d'eau dans la sueur, ce qui est essentiel dans un environnement où il y a peu ou pas d'eau.
C'est une capacité super utile pour refroidir le cerveau en cas de pénurie d'eau afin d'éviter un signal de transpiration peu pratique.
Vous pouvez en savoir plus sur le refroidissement cérébral de l'Aardvark et la recherche sur les grands mammifères vivant sous des températures élevées dans un article gratuit de 2014 publié dans la revue Physiology.
2. Hérisson et autres hibernant
En hiver, le hérisson entre en hibernation profonde parmi les brindilles et les feuilles fanées, réduisant la consommation d'énergie du corps à seulement 4% du métabolisme normal.
En comparaison, notre minimum absolu pendant le sommeil est de 65% de notre métabolisme normal.
En d'autres termes, le hérisson est prêt à rester dans l'état «en conserve» pendant très longtemps. Tout dans son corps pendant l'hibernation se produit très lentement.
Un tel état chez une personne serait une grande avancée lors d'opérations complexes. Sans parler de l'objectif le plus cool - un voyage dans l'espace sur Mars.
Comment l'hibernation peut-elle être utile pour une personne?
Les ours et d'innombrables petits rongeurs peuvent également hiberner, et des conditions de type hibernation sont observées chez certaines espèces d'oiseaux.
Les humains ne savent pas - encore - mais aimeraient apprendre des experts en la matière qui peuvent faire fonctionner le corps avec une consommation d'énergie minimale.
Une nouvelle étude montre que l'abaissement naturel de la température corporelle peut avoir un grand potentiel dans la réadaptation des personnes qui ont subi un arrêt cardiaque.
Et nous? De nouvelles recherches suggèrent qu'en fait, le moment n'est pas loin où il y aura des traitements similaires à l'hibernation des animaux.
3. L'éléphant de mer vit sous une (immense) étendue d'eau
Malgré leur apparence inhabituelle, les éléphants de mer peuvent plonger 50 fois par jour à une profondeur de plus de 2 000 mètres et rester calmement sous l'eau pendant deux heures, bien qu'ils ne plongent généralement «que» pendant environ une demi-heure.
À Wiedenskub, nous avons récemment écrit sur les plongeurs philippins, qui peuvent également plonger plus longtemps que nous, le reste des habitants de la terre. Mais même les plongeurs entraînés et éventuellement génétiquement adaptés peuvent retenir leur souffle pendant «seulement» cinq minutes.
Sans surprise, les experts appellent les éléphants de mer les plongeurs en eau profonde les plus coriaces du monde. Y compris les baleines.
«Un de nos éléphants de mer est resté 15 minutes à une profondeur de 2 000 mètres, après seulement trois minutes de surfaçage. Ils passent 90% de leur temps sous l'eau. Ces animaux ne sont pas des «plongeurs», ils vivent simplement sous l'eau », conclut Mike Fedak, professeur émérite à l'Université St Andrews en Écosse, qui travaille avec les éléphants de mer depuis de nombreuses années.
Cette conclusion est étayée par le fait que les éléphants de mer ne craignent pas de faire une légère sieste à une profondeur de 400 mètres.
Les éléphants de mer peuvent contrôler la fonction cardiaque
Au cours de l'expérience, lorsque les éléphants de mer nageaient dans un réservoir fermé et que la fenêtre par laquelle l'air pouvait être accédé était fermée de temps en temps, Mike Fedak regardait l'éléphant de mer arrêter délibérément son cœur, dès que le scientifique tendit la main vers l'écoutille.
Ce n'est que récemment qu'il y a eu des preuves convaincantes que les mammifères plongeurs contrôlent parfaitement consciemment leur rythme cardiaque.
De plus, les mammifères plongeurs contrôlent leur flux sanguin pour envoyer de l'oxygène dans le sang vers les organes qui en ont le plus besoin. Par exemple, au cerveau et au cœur, tandis que le reste des muscles doit se contenter de ses propres réserves d'oxygène.
Autrement dit, les éléphants de mer sont des experts dans la gestion de leur propre flux sanguin, et cela peut être clairement vu dans la façon dont le rythme cardiaque ralentit soudainement avec une seule vague de la main du scientifique.
C'est très intéressant comment et quand les éléphants de mer le font dans la nature. Cela explique-t-il leur capacité à plonger aussi longtemps?
Collaboration en haute mer pour le bénéfice de tous
Mike Fedak et les scientifiques océaniens qui veulent comprendre comment les océans se comportent et comment ils affectent le changement climatique ont conclu un partenariat inhabituel.
Équipés de capteurs qui mesurent, par exemple, la température et la salinité de l'eau et envoient un signal GPS, les éléphants de mer aident les océanographes à étudier les couches profondes de l'océan, tandis que Mike Fedak obtient des informations précieuses sur le comportement des animaux en profondeur.
Pour en savoir plus sur cette collaboration, dans laquelle les phoques remplacent tout un navire de scientifiques, consultez le site Web du MEOP: Marine Mammals Exploring the Oceans Pole to Pole.
4. La tension artérielle de la girafe aurait dû le tuer
De nombreuses caractéristiques sont associées à la grande distance entre le cœur et le cerveau d'une girafe, nécessitant des adaptations particulières.
Le professeur Tobias Wang, professeur de biologie à l'Université d'Aarhus, est à la pointe de la recherche sur le cou, les jambes et le cœur de la girafe depuis de nombreuses années avec Kristian Aalkjær.
Le cœur d'une girafe devrait peser vingt kilos, dit une blague. En effet, une girafe a besoin d'une pression impressionnante pour acheminer le sang de ce long cou vers son cerveau - et elle se sent bien avec elle.
La girafe a un cœur gras
Mais le poids du cœur d'une girafe ne représente qu'un demi-pour cent du poids corporel total, tout comme le nôtre.
Mais il a des parois très épaisses de cavités cardiaques, qui fournissent une pression artérielle supplémentaire, comme en témoignent les nouveaux résultats de recherche présentés à la conférence.
5. L'alpaga reste demi-petit toute sa vie
Dans le ventre de votre mère, vous avez également utilisé ceci - un super-type de protéine appelée hémoglobine, qui lie et transporte l'oxygène dans notre sang.
Chez un bébé à naître, l'hémoglobine est aussi rouge que celle de la mère, mais comme elle doit déplacer l'oxygène du système circulatoire de la mère vers le système du bébé, elle a une plus grande capacité à lier l'oxygène. Ceci est caractéristique de l'hémoglobine de tous les bébés mammifères jusqu'à leur naissance.
Ceci est utilisé par l'alpaga. Elle passe sa vie en haute montagne, où l'air est rare. Les animaux ordinaires là-bas devraient respirer beaucoup plus vite pour obtenir suffisamment d'oxygène.
Contrairement à nous, le reste, l'alpaga n'abandonne tout simplement pas son hémoglobine d'enfance, en ce qui concerne le sang, il reste un enfant à vie.
De nombreux animaux vivent en altitude
Il existe différents exemples de solutions intelligentes pour vivre en haute montagne. On parlait des yacks alpins dans Nature; les souris, les moutons et les oiseaux ont tous leurs propres moyens de survivre en altitude.
«Très souvent, les animaux résolvent au moins une partie du problème en« modifiant »ou en effectuant de petits ajustements à l'hémoglobine, qui transporte l'oxygène dans le sang», explique Roy Weber, professeur émérite au Département des sciences biologiques de l'Université d'Aarhus, auteur d'un article de synthèse sur l'adaptation des animaux à la vie en haute montagne.
Nous avons donc appris un peu plus sur certains des gadgets impressionnants de nos cousins et cousins évolutionnaires.
À la base, tous les mammifères qui nous entourent sont comme nous, alors peut-être pourrons-nous un jour apprendre et adopter certaines de leurs capacités extraordinaires. La science montrera.
Inge G. Revsbech