Comment les mammifères dorment-ils sous l'eau ?

Certains mammifères marins, comme les dauphins, choisissent de dormir avec la moitié de leur cerveau en l'air, tandis que les cachalots dorment debout dans l'océan.

Les cachalots dorment en position verticale pendant de courtes périodes. Photo : Franco Banfi — Les cachalots dorment en position verticale pendant de courtes périodes. Photo : *Franco Banfi*

Si les mammifères marins veulent dormir, ils ne peuvent pas simplement fermer les yeux et dériver sans but pendant la nuit, car ils doivent remonter à la surface au milieu de la nuit pour respirer. Ils ne peuvent pas non plus se laisser flotter et couler pour dormir en raison du risque de rencontrer des prédateurs et d'hypothermie, selon Live Science .

Une solution consiste à désactiver la moitié du cerveau à la fois. Ce mécanisme, appelé sommeil mono-hémisphérique, est celui par lequel les mammifères marins, comme les dauphins, se reposent en haute mer. « Le sommeil mono-hémisphérique est très bénéfique pour ces animaux car il leur permet de maintenir un faible niveau d'activité tout en dormant la moitié de leur cerveau à la fois », explique Patrick Miller, biologiste à l'université de St Andrews en Angleterre.

Les dauphins sont les mammifères marins les plus étudiés pour ce type de sommeil. Les examens cérébraux de dauphins en captivité montrent que, tandis qu'un hémisphère est plongé dans un sommeil profond à ondes lentes, l'autre reste éveillé, permettant à l'animal de dormir avec un œil ouvert. Ce type de sommeil est assez courant chez les céphalopodes, un groupe de mammifères qui comprend les dauphins, les baleines et les marsouins. De nombreux oiseaux utilisent également le sommeil monohémisphérique pour se reposer en vol.

Mais selon Miller, les oiseaux et les dauphins utilisent le sommeil paradoxal à des fins différentes. Par exemple, dans un groupe d'oiseaux, beaucoup, situés en périphérie, gardent les yeux ouverts du côté le plus éloigné du groupe pour surveiller les prédateurs. Les dauphins font l'inverse : lorsqu'ils dorment, ils gardent généralement les yeux ouverts du côté faisant face au reste du groupe, probablement pour éviter d'être séparés.

Toutes les espèces du sous-ordre des cétacés ne dorment pas dans un seul hémisphère. Certaines espèces utilisent un système de sommeil bisphérique, où les deux hémisphères cérébraux sont endormis, comme chez l'humain et la plupart des autres mammifères. « Il est très difficile de mesurer l'activité cérébrale chez les animaux marins qu'on ne peut pas capturer, comme les cachalots, les baleines bleues ou les baleines à bosse. Dans ce cas, les données comportementales constituent le meilleur indice de leurs habitudes de sommeil », a expliqué Miller.

Les chercheurs peuvent ensuite équiper les animaux de marques afin de suivre leur comportement. Une étude menée en 2008 par Miller, utilisant des marques fixées à des cachalots ( Physeter macrocephalus ), a démontré qu'ils dorment par courtes périodes en pleine mer. Les cachalots plongent près de la surface, ralentissent, s'arrêtent et dorment en position verticale. Cette position est probablement due à la présence d'une substance huileuse appelée spermaceti dans leur tête.

Pendant leur sommeil, des groupes entiers de cachalots gardent la tête tournée vers le haut, près de la surface de la mer. Durant tout ce temps, les animaux restent totalement inertes, signe qu'ils sont plongés dans un sommeil profond. Cependant, les cachalots ne peuvent dormir sous l'eau qu'une vingtaine de minutes avant de devoir remonter à la surface pour respirer. Après avoir respiré, ils replongent pour se reposer davantage, et ce comportement peut se prolonger jusqu'à 3 heures et demie.

L’éléphant de mer du Nord ( Mirounga angustirostris ) dort également en alternant les hémisphères cérébraux par courtes rotations. Une étude menée en 2023 par Jessica Kendall-Bar, chercheuse postdoctorale à l’Institut d’ océanographie Scripps de l’Université de Californie à San Diego, a été la première à mesurer l’activité cérébrale chez les mammifères marins pendant leur sommeil. Kendall-Bar et ses collègues ont constaté que les éléphants de mer plongeaient jusqu’à environ 300 mètres de profondeur. À cette profondeur, leur activité cérébrale ralentissait et ils entraient en sommeil paradoxal. Ils se retournaient et effectuaient de lents mouvements circulaires tout en continuant à dormir.

En raison de la menace que représentent les prédateurs, les éléphants de mer limitent leur temps total de sommeil en mer à environ deux heures par jour, ce qui les place parmi les mammifères qui dorment le moins.

An Khang (selon Live Science )

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