Une équipe de chercheurs de l’Institut océanographique de Woods Hole (WHOI) a découvert une capacité particulière aux phoques de Weddell. Dans leur dernière étude, les chercheurs révèlent que les mères phoques de Weddell transfèrent le fer de leur foie au lait qu’elles donnent à leurs petits. La forte teneur en fer permet aux petits d’avoir les extraordinaires capacités de plongée pour lesquelles les phoques de Weddell sont connus.

Image d’entête, tirée de l’étude : les femelles présentant des concentrations sériques de fer plus élevées ont incorporé davantage de fer dans leur lait. (Michelle R. Shero et col/ Nature Communications)

Les phoques de Weddell sont de grands phoques qui vivent autour de l’Antarctique. Un phoque de Weddell adulte en bonne santé peut rester sous l’eau pendant 20 minutes, et certains d’entre eux ont même la capacité de plonger pendant plus d’une heure et 30 minutes. C’est pourquoi les phoques de Weddell sont considérés comme les plus grands plongeurs sous-marins. Cependant, après avoir mis bas, les mères phoques doivent sacrifier une partie de leur propre stock de fer pour que leur progéniture puisse devenir de meilleurs plongeurs. Ce transfert direct entraîne une réduction du temps de plongée pour les mères.

Un phoque de Weddell femelle se couche sur la glace avec son petit en Antarctique. (Michelle Shero/ Woods Hole Oceanographic Institution)

Avant de faire cette intéressante découverte, les chercheurs du WHOI ont étudié le comportement des phoques de Weddell pendant 7 ans, de 2010 à 2017. Ils ont remarqué que tous les phoques de Weddell ne choisissaient pas de se reproduire chaque année. Au cours de l’étude, ils ont donc divisé les phoques en deux groupes : les reproducteurs qui ne se reproduisaient pas cette année (que le Guru nommera reproductrices skip) et les femelles qui se reproduisent actuellement. Rapidement, les chercheurs ont réalisé que la période de lactation (période pendant laquelle un animal libère du lait de ses glandes mammaires pour nourrir sa progéniture) chez les phoques de Weddell reproducteurs était plus longue que chez les autres phoques comparables.

Le phoque de Weddell est une espèce appartenant à la famille des Phocidae. Alors que la plupart des phoques véritables ont une période de lactation allant de 2 à 5 semaines, les phoques de Weddell peuvent allaiter pendant 6 à 7 semaines. Les chercheurs souhaitaient connaître l’impact de périodes de lactation plus longues sur les femelles reproductrices de Weddell et leurs petits. Ils ont donc décidé d’analyser la composition en micronutriments du lait et du sang des phoques reproducteurs et de comparer leur temps de plongée à celui des reproducteurs skip.

L’analyse a révélé que la mobilisation du fer (la quantité de fer dans le lait d’un phoque) augmentait chez les femelles reproductrices après la naissance des petits, et que le fer de leur foie était libéré dans le sang. Ce sang riche en fer a ensuite conduit à la production de lait riche en fer dans les glandes mammaires des phoques. Les chercheurs affirment qu’une mère phoque de Weddell doit allaiter chaque jour de 2,75 à 5,46 litres de lait à son petit, ce qui suggère également un transfert quotidien de 309 à 614 milligrammes de fer au petit.

C’est 8 à 15 fois plus que ce dont un humain en bonne santé (de la même taille qu’un petit de Weddell) a besoin pour maintenir un niveau optimal de micronutriments dans son organisme. En outre, la teneur en fer du lait des phoques de Weddell peut être 100 fois supérieure à celle du lait des mammifères terrestres. Les phoques de Weddell ont besoin de ces niveaux élevés de protéines de fer (comme l’hémoglobine) pour transporter de grandes quantités d’oxygène dans leur sang et leurs tissus, afin de pouvoir plonger plus longtemps à la recherche de nourriture sous l’eau.

Selon les chercheurs dans leur étude :

Étant donné que les capacités de rétention de l’air sont étroitement liées aux protéines d’hème transportant l’oxygène chez les mammifères marins, les grandes réserves d’oxygène endogène déterminent l’efficacité avec laquelle les mammifères marins peuvent chercher de la nourriture sous l’eau.

L’auteur principal de l’étude, Michelle Shero, à côté d’un phoque de Weddell. (Skyla Walcott/ Woods Hole Oceanographic Institution)

Le transfert de fer de la mère phoque au petit diminue les niveaux de fer dans le corps de la première et, par conséquent, les phoques de Weddell doivent réduire leur temps de plongée après être devenues mères. Les chercheurs ont remarqué que les femelles reproductrices passaient en moyenne 5 minutes de moins sous l’eau pendant la lactation par rapport aux reproductrices skip.

Toujours selon les chercheurs :

Chez les phoques de Weddell, la mobilisation exceptionnelle du fer pendant la lactation entrave la capacité de la femelle à maintenir une production stable d’hémoprotéines. La réduction de l’Hb dans le sang et du Mb dans les muscles après le sevrage a entraîné une baisse significative des réserves de TBO2 (oxygène corporel total) de la femelle et cette diminution de la capacité de plongée aérobie était associée à des changements de comportement. Les femelles pourraient essentiellement « transférer leurs capacités de plongée » à leur progéniture.

Bien que des recherches supplémentaires soient nécessaires pour mieux comprendre les facteurs qui influent sur le transfert du fer des mères phoques aux petits, ces résultats expliquent clairement comment les bébés phoques de Weddell acquièrent le talent de plongée de leur mère par le biais des micronutriments. Outre le fer, les petits reçoivent également des hormones, des calories et divers autres composés bioactifs nécessaires à leur développement global.

L’étude publiée dans Nature Communications : Iron mobilization during lactation reduces oxygen stores in a diving mammal et présentée sur le site de l’Institut océanographique de Woods Hole : Weddell seal moms sacrifice their diving capacity to provide iron to their pups.

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