Selon une étude menée par le biologiste Don Larson de l’Université d’Alaska et ses collègues, les grenouilles des bois (Lithobates sylvaticus) congèlent jusqu’à 60 % de leur corps pendant les longs et très froids hivers de l’Alaska.
Les scientifiques ont voulu étudier comment les grenouilles, au cours des plus difficiles conditions climatiques de l’Alaska, modifient leur physiologie pour survivre aux mois d’hiver.
Contrairement aux études précédentes, ils ont effectué des expériences en laboratoire, mais ils ont aussi inclus des mesures en suivant une population à l’état sauvage.
Avant de geler pour le reste de la saison, ils ont observé que les grenouilles traversaient 10 à 15 cycles de gel et de dégel. Pensant que ces cycles pouvaient être la clé de la survie des grenouilles pendant l’hiver, les scientifiques ont voulu imiter ces conditions naturelles de retour dans leur laboratoire. Pour ce faire, ils ont mené une expérience où les grenouilles ont été laissées non gelées, directement gelées ou congelées dans un cycle de gel et de dégel.
Dans la nature, toutes les grenouilles ont survécu pendant tout l’hiver pendant lequel les températures ont varié de – 9 à – 18 °C, une période plus longue et plus froide qu’il n’avait été précédemment observé avec la grenouille des bois.
L’indice, pour déterminer comment les grenouilles ne se transformaient pas en barre glacée, était la quantité de glucose présent dans leurs tissus, l’un des principaux agents qui les protègent alors qu’elles gèlent. Autant sur le terrain qu’en laboratoire, où les cycles de gel / dégel sont survenus, les concentrations de glucose ont augmenté de 2 à 10 fois, des niveaux qui n’ont jamais été observés auparavant.
La production de glucose se produit alors que les grenouilles commencent à geler. Ainsi, le nombre élevé de cycles de gel-dégel permet une plus grande augmentation de la production de glucose. Ce processus est semblable à l’hyperventilation volontaire de plongeurs avant l’immersion, qui sert à augmenter le volume d’air que les poumons peuvent consommer. La version des grenouilles de l’hyperventilation, les cycles de gel-dégel augmentent leurs niveaux de glucose pour leur permettre de survivre plus longtemps et à un plus grand froid.
Bien que de précédentes études ont montré que la grenouille des bois peut supporter le froid pendant de courtes périodes, les grenouilles dans l’étude actuelle ont survécu plus longtemps, avec un taux plus élevé de survie (100%) et elles ont survécu à des températures les plus froides jamais enregistrées auparavant. En outre, l’étude met en avant l’effet du glucose comme agent pour la survie de la grenouille des bois pendant les rigueurs de l’hiver.
Maintenant qu’ils ont une meilleure compréhension sur la façon dont la physiologie d’une grenouille change en réponse à la saison hivernale, la prochaine étape sera de comprendre comment les êtres vivants qui vivent en elles, comme les parasites, en sont affectés. Ils espèrent pouvoir utiliser les résultats actuels pour commencer de nouvelles études qui détermineront le rôle de l’environnement glacial sur les interactions entre l’hôte et ses parasites, chez les grenouilles.
Don Larson et ses coauteurs ont présenté leurs conclusions le 6 janvier 2014, au cours de la conférence annuelle de la Society for Integrative and Comparative Biology à Austin (Etats-Unis) : Wood frog adaptations to overwintering in Alaska: New limits to freezing tolerance (P 193).
