Comment les boas font-ils pour respirer tout en compressant leur proie ?
Dans ce qui est clairement un domaine d’étude en pleine expansion, des scientifiques ont récemment montré comment les baleines ne se noient pas en mangeant. Et, jusqu’à présent, on ne savait pas comment les serpents modernes évitent de s’étouffer en mangeant. L’utilisation de différentes régions de la cage thoracique lors de l’inspiration avait été envisagée, mais personne n’avait analysé en détail le mode de respiration des boas constrictors pendant qu’ils étranglaient leur prochain repas.
Image d’entête : les boas étranglent leur proie jusqu’à la mort. (Scott Boback)
Selon l’auteur principal de la nouvelle étude, le Dr John Capano, chercheur au département d’écologie et de biologie évolutive de l’université Brown (États-Unis) :
Sans diaphragme, ils s’appuient entièrement sur les mouvements de leurs côtes.
L’étude montre que les boas constricteurs ne peuvent bouger que des segments spécifiques de leurs côtes, ce qui leur permet de respirer avec certains segments de leur poumon lorsque d’autres sont entravés par la constriction. Ils peuvent même utiliser la partie postérieure de leurs poumons comme un soufflet, en aspirant l’air dans le poumon lorsque les côtes situées plus en avant ne peuvent pas bouger.
Un boa constrictor dont une partie du corps touche une table respire avec deux zones distinctes de son poumon. (Scott Boback et John Capano)
Les chercheurs ont fixé de minuscules marqueurs métalliques à deux côtes de trois boas constricteurs femelles adultes, l’une au tiers du corps et l’autre au milieu. Ils ont ensuite placé un brassard de tensiomètre sur les côtes dans les régions des marqueurs métalliques et ils ont progressivement augmenté la pression pour les immobiliser. Ils ont utilisé des rayons X pendant ce processus pour voir comment les côtes des serpents bougeaient.
Selon Capano, précisant que les reptiles remplissent leurs poumons lorsqu’ils sifflent :
Soit les animaux ne se souciaient pas du brassard, soit ils se mettaient sur la défensive et sifflaient pour essayer de faire partir le chercheur C’était l’occasion de mesurer certaines des plus grandes respirations que prennent les serpents.
Ils ont découvert que les boas constricteurs pouvaient contrôler les mouvements des côtes dans différentes zones de la cage thoracique de manière indépendante en activant la musculature autour de côtes spécifiques. Par exemple, lorsque le brassard de tension artérielle les contraignait à un tiers du corps, ils respiraient en utilisant les côtes plus en arrière, plus précisément, ils faisaient pivoter ces côtes vers l’arrière tout en les faisant basculer vers le haut pour aspirer l’air dans les poumons.
Ensuite, lorsque les côtes situées plus en arrière étaient comprimées, ils ont respiré en utilisant les côtes situées plus près de la tête. Il est intéressant de noter que les côtes situées à l’extrémité arrière du poumon ne bougeaient que lorsque les côtes avant étaient comprimées.
Elles ont permis d’aspirer l’air en profondeur dans la région, bien que celle-ci soit mal irriguée par le sang et ne fournisse donc pas d’oxygène à l’organisme. Cette zone se comportait plutôt comme un soufflet, aspirant l’air par la partie avant du poumon lorsqu’elle ne pouvait pas respirer par elle-même.
La maîtrise et la digestion de leur proie sont les activités les plus énergivores de ces serpents, il était donc probablement essentiel qu’ils développent cette capacité avant d’adopter un mode de vie restrictif, afin de s’assurer qu’ils ne suffoquent pas en le faisant.
Le poumon inférieur d’un boa constrictor qui respire. (John Capano, Université Brown)
L’étude publiée dans le Journal of Experimental Biology : Modular lung ventilation in Boa constrictor.