Les manchots à jugulaire dorment plus de 10 000 fois par jour, pendant seulement quatre secondes à la fois | Science

La réunion s’éternise, et vous sentez vos yeux s’alourdir, votre esprit s’assoupir. Soudain, vous vous retrouvez dans un état d’éveil très attentif : est-ce que quelqu’un m’a vu m’assoupir ? Vous êtes tombé dans un micro-sommeil, une très brève perte de conscience qui se termine presque aussitôt qu’elle a commencé. Lorsque vous essayez d’être éveillé et actif, ces épisodes peuvent vous rendre anxieux ou, s’ils se produisent derrière le volant, vous terrifier à juste titre.

Les microsommeils ne nous permettent pas de nous sentir reposés ou restaurés, comme le feraient de longues périodes de sommeil ininterrompu. Pourtant un étude publiée jeudi dans Science montre que les manchots à jugulaire nicheurs dorment ainsi plus de 10 000 fois par jour. Ils font une série continue de somnolences qui ne durent que quatre secondes mais totalisent plus de 11 heures de sommeil. Incroyablement, cet étrange cycle de sommeil ne semble causer aucun mal évident aux oiseaux, malgré l’interprétation courante selon laquelle un sommeil fragmenté est de mauvaise qualité. En fait, la stratégie extrême doit préserver au moins certains bienfaits du sommeil, car le troupeau est en forme et se reproduit avec succès.

“Ce qui est vraiment étrange, c’est que le pingouin puisse constamment maintenir cet état intermédiaire entre l’éveil et le sommeil”, explique le co-auteur. Paul-Antoine Libourel, qui étudie la biologie du sommeil au Centre de recherche en neurosciences du Centre national de la recherche scientifique. Le simple fait de regarder les pingouins hocher la tête et cligner des yeux donnait l’impression qu’ils étaient somnolents, ajoute-t-il, mais l’étendue de leur sommeil était une surprise. “Ce n’est qu’en enregistrant constamment l’activité cérébrale, pendant des jours, que nous avons pu mettre en évidence cet intéressant phénotype du sommeil.”

Cette adaptation extrême pourrait être due à des facteurs environnementaux sur l’île du Roi George, au large de l’Antarctique, où les manchots se rassemblent pour incuber leurs œufs et protéger leurs petits des prédateurs. Le besoin de dormir brièvement pourrait simplement être une conséquence du fait de vivre dans un groupe animé et bruyant où le sommeil est constamment interrompu. Cela pourrait également aider les oiseaux à rester constamment vigilants face aux prédateurs. La stratégie réussie de micro-sommeil des manchots soulève des questions intéressantes sur la variabilité du sommeil fructueux selon les espèces et dans différents environnements. Cela suggère également que notre parti pris en faveur d’un sommeil plus long et ininterrompu n’est peut-être pas exact : certaines espèces peuvent également bénéficier d’un sommeil fragmenté.

« Le sommeil offre de nombreux avantages, mais nous ne savons pas si ce sont les mêmes avantages pour toutes les espèces », explique Libourel. “Et nous ne savons pas à quel moment nous pouvons perturber le sommeil, avec ou sans coût pour l’animal.”

Pour cette expérience, les scientifiques ont implanté des électrodes dans les muscles du cerveau et du cou de 14 pingouins. Pendant deux semaines, ils ont constamment enregistré des données d’électroencéphalogramme (EEG) pour mesurer l’activité cérébrale liée au sommeil des oiseaux. D’autres capteurs ont enregistré les positions des oiseaux (debout, couchés, plongeant) ; suivi leur emplacement via GPS; et capturé des données environnementales comme la température ambiante. Les auteurs ont également déployé une surveillance vidéo continue des mêmes oiseaux nicheurs afin que leurs comportements observables puissent être comparés à des données simultanées sur leur activité cérébrale.

Les enregistrements EEG de l’activité cérébrale ont montré que les oiseaux se livraient à un sommeil lent, le type de sommeil le plus courant chez les oiseaux. Ici, les chercheurs ont découvert que les oiseaux s’assoupissaient des milliers de fois par jour, se livrant à des microsommeils qui ne duraient en moyenne que quatre secondes chacun, mais totalisaient plus de 11 heures de sommeil par jour.

Comme c’est normal chez les manchots nicheurs, les parents en couple se sont relayés pour garder et incuber les nids sur terre, et se diriger vers la mer pour des voyages de recherche de nourriture, chaque quart de travail durant en moyenne environ 22 heures. En mer, les oiseaux ont connu un sommeil lent tout en se reposant apparemment à la surface de l’eau. Cependant, ils passaient beaucoup plus de temps éveillés et actifs lors de ces incursions. Ils étaient éveillés peut-être les deux tiers du temps, mais immédiatement après leur retour à terre, les oiseaux ont passé les premières heures à rattraper leur sommeil le long des rives. Lorsque les oiseaux retournaient se coucher ou se tenir debout au nid, ils se reposaient en adoptant la nouvelle stratégie de micro-sommeil.

Pourquoi les oiseaux adopteraient-ils ce cycle de sommeil fascinant ? Une vigilance constante peut aider à protéger les nids des prédateurs comme le labbe brun, qui se nourrit d’œufs et de poussins de manchots. Ne dormir que quelques secondes à la fois permettrait aux oiseaux de rester relativement attentifs à tout danger possible.

Vladyslav Viazovski, physiologiste du sommeil à l’Université d’Oxford non affilié à la recherche, émet l’hypothèse que l’on pourrait considérer la colonie comme une sorte de superorganisme. Parce que chaque oiseau alterne constamment entre le sommeil et l’éveil, le groupe entier n’est à tout moment qu’à moitié endormi et reste également à moitié éveillé. « J’ai beaucoup pensé qu’il ne fallait pas considérer le sommeil comme un phénomène individuel », dit-il. Les dormeurs sont influencés par l’environnement dans lequel ils dorment, explique-t-il. Cela peut inclure l’environnement social : les actions des autres au sein d’un groupe.

Il est intéressant de noter que les habitudes de sommeil variaient selon les oiseaux en fonction de leur emplacement. Les manchots nichant à la périphérie de la colonie dormaient plus longtemps et plus profondément que ceux du milieu. Cela peut être dû au fait que les pingouins du centre occupent des terrains bruyants. “Il y a plus de voisins et de passants au centre, donc leur sommeil est plus susceptible d’être interrompu”, suggère le co-auteur A gagné le jeune Leeun écologiste comportemental de l’Institut coréen de recherche polaire.

Les oiseaux en périphérie doivent être plus vigilants face aux prédateurs, ce qui a un coût. “Plus votre éveil est intense, plus votre sommeil doit être intense”, explique Vyazovskiy. « La qualité du réveil affecte la qualité du sommeil. Alors peut-être que les oiseaux en périphérie ont besoin d’être très vigilants, et ils se fatiguent, puis ils dorment un peu plus longtemps et plus profondément.

Lee se demande également s’il existe des variations saisonnières ou autres dans la façon dont l’ensemble du troupeau dort. “Ce serait intéressant si l’on pouvait estimer leur sommeil après la reproduction”, note-t-il. “Je me demande s’ils continuent le micro-sommeil toute leur vie ou s’ils changent leurs habitudes de sommeil en fonction de leurs stades de reproduction ou de leur vie.”

La plupart des recherches sur le sommeil se déroulent dans des environnements contrôlés comme des laboratoires. Mais à mesure que la technologie rend plus possible l’étude du cerveau dans des environnements réels en temps réel, de nouvelles possibilités intéressantes émergent. “Nous devons être ouverts d’esprit sur le fait que le sommeil est extrêmement sensible à l’environnement et que, par conséquent, l’environnement doit être un élément très important du tableau”, note Libourel.

Par exemple, une étude récente chez les choucas exploré les variations saisonnières du sommeil et ont découvert que les oiseaux dormaient environ cinq heures de moins en été qu’en hiver. Leur sommeil semble très sensible aux changements environnementaux comme les journées plus courtes. Primates nocturnes appelés loris lents de Java dormir pendant de longues périodes comme les humains. Mais ils modifient également leurs rythmes de sommeil pour s’adapter aux changements d’heures de clarté et sont sensibles aux changements de température, qui perturbent leur sommeil diurne et les incitent à faire des siestes plus fréquentes.

De nombreux types de sommeil intéressants ont évolué en tant que caractéristiques propres au mode de vie d’un animal. Certains oiseaux, par exemple, peut dormir sur l’aile, mais Libourel se demande à quel point le sommeil peut être flexible et adaptatif tout en offrant des bienfaits essentiels. À quelle vitesse les espèces peuvent-elles ajuster leurs habitudes de sommeil lorsque leur situation environnementale change ? C’est une question importante dans un monde où la faune sauvage connaît des changements très rapides.

Quant aux manchots, Christian Harding, un bioscientifique interdisciplinaire qui se concentre sur les études sur le sommeil au sein du système de santé de l’Université de Californie à San Diego, affirme que leur stratégie de micro-sommeil a peut-être évolué pour offrir des avantages en matière de condition physique adaptés à la vie en Antarctique. On ne sait pas encore si un tel cycle pourrait également bénéficier à d’autres espèces. « Les manchots à jugulaire sont-ils simplement les meilleurs pour utiliser une stratégie accessible à tous ? il demande.

Pour les humains, du moins, la perspective n’est pas très attrayante. Même si une courte sieste est souvent la bienvenue, une succession constante de quatre secondes de sommeil ressemble davantage à un cauchemar.