Les plongées profondes poussent les mammifères marins à leurs limites physiques. Pendant de longues périodes sous l'eau, les animaux peuvent passer à un métabolisme 'anaérobie' (sans oxygène) dans les organes autres que le cœur et le cerveau, entraînant une accumulation d'acide lactique. Bien que de nombreuses espèces plongeuses aient développé des moyens de réduire le risque de 'maladie de décompression', des bulles d'azote peuvent encore se former dans leur circulation sanguine. Les scientifiques ont longtemps cru que ces animaux récupéraient principalement en flottant ou en nageant à la surface de l'océan entre les plongées.

Une nouvelle étude publiée dans Frontiers in Physiology suggère que la récupération peut se poursuivre longtemps après que les otaries à fourrure aient quitté l'eau. Les chercheurs ont découvert que les otaries à fourrure du Cap et d'Australie connaissent des augmentations spectaculaires de leur fréquence cardiaque plusieurs heures après leur retour sur terre, probablement dans le cadre d'un processus de récupération différé des exigences intenses de la recherche de nourriture en mer.

'Nous montrons ici chez les otaries à fourrure du Cap et d'Australie qu'il existe une relation positive entre leur fréquence cardiaque en mer pendant la recherche de nourriture et leur fréquence cardiaque sur terre pendant le repos. Cela signifie probablement que le remboursement de certains des coûts physiologiques de la recherche de nourriture en mer est différé et récupéré plus tard lorsque l'otarie est sur terre', a déclaré le premier auteur, le Dr Melissa Walker, chercheuse associée à l'Université Deakin en Australie.

L'équipe de recherche a utilisé la fréquence cardiaque comme indicateur de l'utilisation d'oxygène et de la dépense énergétique. Ils ont surveillé deux espèces étroitement apparentées : l'otarie à fourrure du Cap (Arctocephalus pusillus pusillus), que l'on trouve le long du sud et du sud-ouest de l'Afrique, et l'otarie à fourrure d'Australie (A. pusillus doriferus), qui vit au large du sud-est de l'Australie. Les otaries à fourrure du Cap chassent principalement en eau libre, tandis que les otaries à fourrure d'Australie passent plus de temps à se nourrir le long du fond marin.

Entre 2003 et 2008, les scientifiques ont étudié six otaries à fourrure du Cap femelles à Kleinsee en Afrique du Sud et six otaries à fourrure d'Australie femelles sur l'île Kanowna en Australie. Chaque animal était équipé d'un moniteur de fréquence cardiaque étanche, d'un enregistreur de plongée et d'un émetteur radio. Les mesures ont été collectées toutes les 10 secondes pendant des périodes allant jusqu'à 8,2 jours.

Les données ont montré que les otaries à fourrure du Cap terminaient généralement un cycle mer-terre en environ 5,5 jours, tandis que les otaries à fourrure d'Australie mettaient en moyenne 3,8 jours. Au cours de ces cycles, les animaux passaient environ 60,4 et 96,5 heures en mer, la majeure partie de ce temps (entre 60 % et 70 %) étant passée à la surface de l'eau.

Les deux espèces ont également montré des comportements de chasse et des schémas de fréquence cardiaque sous-marins différents. Les otaries à fourrure du Cap chassaient principalement dans la colonne d'eau (68,4 %). Lors de leurs plongées les plus profondes et les plus longues, qui dépassaient 400 secondes et atteignaient des profondeurs de 190 mètres, leur fréquence cardiaque chutait fortement mais brièvement, atteignant environ 10 battements par minute pendant moins de 60 secondes. Les otaries à fourrure d'Australie, en revanche, passaient la plupart de leur temps de recherche de nourriture le long du fond marin (71,5 %). Lors de plongées durant plus de 400 secondes à des profondeurs d'environ 80 mètres, elles maintenaient des fréquences cardiaques plus élevées et plus stables de 20 à 30 battements par minute pendant jusqu'à 300 secondes.

Des recherches antérieures suggéraient que les otaries se reposant sur terre devraient avoir des fréquences cardiaques relativement stables. Au lieu de cela, l'équipe a observé quelque chose d'inattendu. Environ six à huit heures après avoir débarqué, la fréquence cardiaque des otaries grimpait en flèche, atteignant parfois jusqu'à 84 battements par minute. Plusieurs pics pouvaient se produire avant que la fréquence cardiaque ne se stabilise finalement dans une plage plus calme entre 42 et 61 battements par minute, un schéma associé au sommeil paradoxal.

Les chercheurs ont également trouvé un lien fort entre l'activité cardiaque totale pendant le temps passé en mer et l'activité cardiaque après le retour sur terre. Cette relation suggère que les otaries remboursent peut-être une dette d'oxygène persistante accumulée lors des plongées et des chasses.

Les chercheurs pensent que les otaries ne se reposent pas simplement sur le rivage. Au lieu de cela, les fréquences cardiaques élevées pourraient aider à éliminer l'acide lactique du corps et à restaurer les réserves d'oxygène épuisées qui n'ont pas pu se rétablir complètement en mer. L'étude discute également de plusieurs explications supplémentaires.

'La récupération physiologique se poursuit bien après que l'animal a quitté l'eau', a déclaré Walker. 'Cela suggère que le coût de la recherche de nourriture en mer est plus élevé qu'on ne le pensait auparavant, et que les otaries à fourrure doivent passer un temps considérable sur terre pour récupérer complètement.'

Les résultats pourraient avoir des implications pour la conservation, car ils soulignent l'importance des sites de repos sur terre pour ces espèces. 'Si les otaries à fourrure ont besoin de longues périodes de récupération sur terre, la perturbation de ces sites pourrait avoir des conséquences plus graves qu'on ne le pensait', a ajouté Walker.

L'étude a été publiée dans Frontiers in Physiology.