Comment les mammifères dorment-ils sous l’eau ?

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

Les cachalots dorment debout pendant de courtes périodes. Photo : Franco Banfi — Les cachalots dorment debout pendant de courtes périodes. Photo : *Franco Banfi*

Si les mammifères marins veulent dormir, ils ne peuvent pas simplement fermer les yeux et dériver toute la nuit, car ils doivent remonter à la surface en plein vol pour respirer. Ils ne peuvent pas non plus flotter sur l'eau et s'endormir 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. Appelé sommeil hémisphérique, c'est la façon dont les mammifères marins comme les dauphins se reposent en pleine mer. « Le sommeil unihémisphérique est vraiment utile pour ces animaux car il leur permet de maintenir de faibles niveaux d’activité tout en dormant une moitié de leur cerveau à la fois », explique Patrick Miller, biologiste à l’Université de St Andrews au Royaume-Uni.

Les dauphins sont les mammifères marins les plus étudiés capables de dormir de cette façon. Des scanners cérébraux de dauphins en captivité montrent que tandis qu'un hémisphère connaît un sommeil profond à ondes lentes, l'autre reste éveillé, permettant aux animaux de dormir avec un œil ouvert. Ce type de sommeil est assez courant chez les cétacés, le groupe de mammifères qui comprend les dauphins, les baleines et les marsouins. De nombreux oiseaux utilisent également le sommeil unihémisphérique pour se reposer pendant le vol.

Mais selon Miller, les oiseaux et les dauphins utilisent le sommeil hémi-cérébral à des fins différentes. Par exemple, dans une volée d’oiseaux, de nombreux oiseaux situés à l’extérieur de la volée ouvrent les yeux du côté opposé à la volée pour surveiller les prédateurs. Les dauphins font le contraire. Lorsqu'ils dorment, ils ouvrent souvent l'œil du côté tourné vers le groupe, probablement pour éviter d'être séparés.

Toutes les espèces de cétacés ne peuvent pas dormir dans le même hémisphère. Certaines espèces utilisent la bihémisphéricité, dans laquelle les deux hémisphères du cerveau dorment, comme le font les humains et la plupart des autres mammifères. « Il est très difficile de mesurer l'activité cérébrale des animaux marins que l'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 sur leur sommeil », a déclaré Miller.

Les chercheurs peuvent ensuite marquer les animaux pour surveiller leur comportement. Une étude réalisée en 2008 par Miller a utilisé des étiquettes attachées aux cachalots ( Physeter macrocephalus ) pour montrer qu'ils dorment dans l'océan par courtes périodes. Les cachalots plongent près de la surface, ralentissent, s'arrêtent et dorment debout. Leur position de sommeil verticale est probablement due à une huile flottante appelée spermaceti dans leur tête.

Pendant leur sommeil, tous les cachalots gardent la tête tournée vers le haut, près de la surface de la mer. Pendant ce temps, les animaux étaient complètement insensibles, ce qui indique qu’ils étaient dans une forme de sommeil profond. Cependant, les cachalots ne peuvent dormir que 20 minutes sous l'eau avant de devoir remonter à la surface pour respirer. Une fois que le cachalot a fini de respirer, il redescend à la surface de l'océan pour se reposer davantage et peut continuer ce comportement jusqu'à 3,5 heures.

Les éléphants de mer du Nord ( Mirounga angustirostris ) dorment également avec les deux hémisphères pendant des périodes courtes similaires. Une étude réalisée en 2023 par Jessica Kendall-Bar, chercheuse postdoctorale à la Scripps Institution of Oceanography de l'Université de Californie à San Diego, a mesuré pour la première fois l'activité cérébrale des mammifères marins endormis. Kendall-Bar et ses collègues ont découvert que les phoques plongeaient à des profondeurs d’environ 300 m. Là, leur cerveau ralentit et entre dans un sommeil à mouvements oculaires rapides. Ils se retournent et tournent en cercles lents tout en continuant à dormir.

En raison du risque de prédation, les éléphants de mer limitent leur temps de sommeil total en mer à environ deux heures par jour, ce qui en fait l'un des plus courts dormeurs de tous les mammifères.

An Khang (selon Live Science )

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