Les baleines respirent par les poumons, tout comme leurs plus proches parents, les mammifères terrestres. Cependant, le fait de se trouver dans le milieu aquatique les oblige à venir respirer à la surface. Ils sont adaptés aux plongées prolongées, c'est pourquoi ils peuvent retenir leur souffle pendant de longues périodes et ne remontent à la surface que lorsqu'ils ont besoin de récupérer de l'oxygène. Il y a quelques facteurs qui influencent la fréquence à laquelle ils doivent faire surface pour respirer, et l'un d'eux est la vitesse de nage. À des vitesses plus élevées, ils dépenseront plus d'énergie, ils devront donc faire surface plus souvent. Parmi les mammifères marins, ce sont les baleines qui retiennent le mieux leur souffle puisque le record observé est détenu par la baleine de Cuvier (Ziphius cavirostris), capable de plonger jusqu'à 137,5 minutes à 2992 m de profondeur.
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Où respirent les baleines ?
Les baleines respirent par les spiracles, mais que sont-elles exactement ? Les cétacés, la famille à laquelle appartiennent les baleines, ont subi des adaptations anatomiques pour faciliter cette respiration. La plus importante consiste en un déplacement des narines ou des narines vers la partie dorsale, juste au-dessus de la tête. A cette époque, les trous sont appelés spiracles. Cette position haute du spiracle leur permet de se reposer sur la surface sans avoir à faire un grand effort, ainsi que de respirer très rapidement, ce dont nous parlerons plus tard.
Les baleines ne peuvent pas respirer par la bouche, car elles ont des tubes isolés pour respirer et se nourrir, c'est pourquoi elles peuvent se nourrir en toute sécurité pour l'eau pénétrer dans les poumons. De même, toutes les espèces de baleines n'ont pas le même nombre de stigmates. Par exemple, les baleines à fanons ou les baleines à fanons ont deux trous, tandis que le reste des baleines ou des odontocètes n'ont qu'un seul trou.
Comment respirent les baleines ?
Les baleines, contrairement aux autres mammifères, ont une respiration presque volontaireLe peu de temps qu'ils passent en surface les oblige à échanger très rapidement du CO2 contre de l'O2, c'est pourquoi chez les mammifères marins les échanges gazeux sont bidirectionnels. Les échanges gazeux se produisent dans les alvéoles, les terminaisons en forme de sac des poumons.
Les baleines peuvent expulser de l'air aussi bien sous l'eau qu'en surface Dans le premier cas, l'air atteint la surface sous forme de bulle. Fait curieux, on peut dire que certaines baleines utilisent ces bulles pour attraper des poissons dans des "filets à bulles", permettant à d'autres de leur espèce d'en profiter. Dans le second cas, par contre, l'air est expulsé déjà en surface. Cependant, l'introduction d'oxygène neuf ne peut se pratiquer qu'en dehors de l'eau.
Type de respiration des baleines
Les baleines sont considérées comme ayant un type de respiration pulmonaire. Ensuite, nous verrons exactement comment les baleines respirent.
Processus respiratoire des baleines
Le processus respiratoire des baleines commence par l'expulsion du CO2. A l'intérieur de l'eau, nous avons déjà vu qu'ils le font sous forme de bulles. A l'extérieur, en revanche, ils expulsent une grande quantité d'air et d'eau par le spiracle, phénomène que l'on peut définir comme "soufflage". Maintenant, qu'est-ce que c'est exactement que ces bouffées ?
Les bouffées si caractéristiques des baleines sont produites par la vidange rapide de leurs poumons Ainsi, lorsque nous regardons une baleine expulser une grande quantité d'eau et avec beaucoup de force à travers le spiracle, nous savons que ce qu'il fait, c'est vider les poumons. Cette vidange est ainsi accélérée grâce au fait qu'ils ont une paroi thoracique beaucoup plus souple, ainsi que des muscles pectoraux très puissants, ce qui leur permet également de comprimer les poumons jusqu'à ce qu'ils soient pratiquement vides. De cette façon, ils peuvent stocker le plus d'oxygène possible pour en profiter pendant la plongée. Par curiosité, les baleines bleues sont capables de vider leurs poumons de 1500 l et de les remplir en seulement 2 secondes. Après cette expiration soufflante, il y a une inspiration, suivie d'une fermeture complète des voies respiratoires et d'une apnée.
Contrairement à ce à quoi on pourrait s'attendre, les poumons des baleines ne sont pas plus gros (en taille relative) que ceux des mammifères terrestres. Cependant, ils ont un volume courant beaucoup plus élevé, c'est-à-dire qu'ils sont capables d'inspirations et d'expirations beaucoup plus profondes. Les modes de respiration des baleines varient considérablement d'une espèce à l'autre en raison de leur comportement et de leur activité.
Lors de leurs longues plongées, les alvéoles qui forment les poumons des baleines risquent de s'effondrer à cause de la haute pression, c'est pourquoi à 50-100 mètres de profondeurtout l'air qu'elles contiennent est comprimé par leurs puissants muscles, passant tout l'air alvéolaire vers les bronchioles et la trachée des poumons, beaucoup plus résistant que les alvéoles. De cette façon, une partie de l'oxygène est également absorbée en comprimant l'air dans les alvéoles, leur apportant un apport supplémentaire lorsqu'elles sont profondes.
Autres adaptations associées à la respiration des baleines
En plus des adaptations déjà évoquées au niveau du système respiratoire, les cétacés, et en l'occurrence les baleines, ont également subi des adaptations au niveau du système circulatoire afin d'améliorer ces échanges gazeux. Ils sont les suivants:
- Une adaptation anatomique des cétacés est le " rete mirabile", qui consiste en un filet de vaisseaux sanguins présents dans la cavité thoracique et les extrémités de l'animal. Ces vaisseaux servent de réservoir de sang oxygéné à fournir pendant la plongée.
- Une autre adaptation vise la molécule qui stocke l'oxygène dans les muscles, la myoglobine Contrairement à l'hémoglobine (protéine qui transporte le sang dans les reste du corps), la myoglobine se trouve exclusivement dans les muscles. Dans le cas des baleines, elles ont une concentration 10 à 30 fois plus élevéede cette molécule dans leurs principaux muscles nageurs que dans le muscle de n'importe quel mammifère terrestre. De plus, les vaisseaux sanguins des espèces les plus plongeuses sont plus gros que ceux qui plongent moins, tout cela dans le but de stocker une plus grande quantité d'oxygène dans le sang. Ils peuvent également réduire le flux sanguin dans certains organes, comme les reins ou le système digestif, privilégiant ainsi l'oxygénation des organes vitaux et des muscles nageurs.
Comment les baleines respirent-elles lorsqu'elles dorment ?
Les baleines, contrairement aux mammifères terrestres, ont besoin de remonter à la surface pour respirer pendant leur sommeil. Pour résoudre ce problème, les baleines ont un sommeil très léger, caractéristique des cétacés, que l'on appelle « sommeil unihémisphérique ». En quoi consiste-t-il exactement ? En endormant l'un des hémisphères cérébraux pour permettre à l'autre de continuer à travailler, garantissant que la baleine ne coule pas et puisse continuer à respirer.
Grâce à cette adaptation, on pourrait dire qu'ils restent à moitié éveillés, ce qui leur permet de sortir de temps en temps pour respirer rapidement et continuer à dormir. Ce type de respiration des baleines pendant le sommeil ne leur est pas exclusif, les dauphins, par exemple, le pratiquent également. Découvrez comment les dauphins dorment dans cet autre article.
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