Pour dormir sereinement, le cachalot se transforme en ballast !

Le sommeil du cachalot, Physeter macrocephalus, est particulièrement impressionnant. Ce cétacé, pouvant atteindre jusqu’à 50 tonnes pour un mâle et 20 tonnes pour une femelle, dort à la verticale, la tête vers le haut, immobile à quelques mètres de profondeur. Ces siestes, d’une quinzaine de minutes tout au plus, ne se font jamais très loin de la surface, pour pouvoir remonter et respirer facilement, mais sont assez profondes pour échapper à l’agitation de la surface. Cette profondeur reste stable au cours du sommeil et pourtant … “La tête d'un cachalot est massive, elle représente près d'un tiers de son corps, et est remplie d'huile, de cire et d'air. Sachant que tous ces matériaux flottent, comment ces cétacés restent-ils sous l'eau sans remonter à la surface comme un bouchon de liège pendant leur sommeil ?” se sont questionnés les chercheurs des universités de Neuchâtel, en Suisse et de Saint Andrews, au Royaume-Uni. Leurs résultats ont été publiés dans la revue Journal of Experimental Biology. 

Souffler des bulles d’air pour rester stable

Pour comprendre comment les cachalots parviennent à rester suspendus sous l’eau pendant leur sommeil, les chercheurs ont équipé 42 cachalots au large des îles Lofoten, dans le nord de la Norvège, de dispositifs à ventouse. Ces appareils ont enregistré la profondeur des cétacés, leur orientation - tête vers le haut ou vers le bas -, et surtout les sons produits par les bulles. En analysant ces enregistrements au laboratoire, les biologistes se sont aperçus que les cachalots soufflaient régulièrement des bulles d’air. Pourquoi ?  “Comme les cachalots plongent en apnée, s'ils remontent lentement à la surface pendant leur repos, le gaz contenu dans leurs poumons se dilate progressivement [...]. Ainsi, la libération de bulles leur permettrait de compenser cette dilatation et d'atteindre une flottabilité neutre.” Seulement, cette fréquence de libération des bulles n'est pas constante. Les chercheurs ont constaté qu'elle dépendait de la profondeur à laquelle les cachalots se reposaient.

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Trois types de siestes

Car, il existe trois types de siestes chez les cachalots. “Ils peuvent plonger vers le fond avant que leur tête, plus légère, ne remonte vers la surface ; ils peuvent couler doucement, la queue en premier, jusqu’à environ 8 mètres de profondeur ; ou ils peuvent se reposer pendant leur remontée après une plongée profonde (plus de 200 mètres),” précisent-les biologistes. Leurs résultats montrent que la fréquence d’expulsion des bulles dépend de la profondeur à laquelle les cachalots se trouvent. Quand ils somnolent près de la surface, les cachalots en expulsaient davantage, environ 11 fois par sieste, contre 3 ou 4 quand ils se reposaient pendant leur remontée des profondeurs. “Les différentes profondeurs de repos nécessitent des quantités d’oxygène et des durées de repos variables,” indiquent les chercheurs. Ce contraste s’explique par un mécanisme physique : près de la surface, l’air contenu dans les poumons tend à faire remonter le cachalot. En relâchant une partie de ce gaz sous forme de bulles, l’animal réduit sa flottabilité et évite de remonter trop vite. Plus profondément, en revanche, la pression comprime l’air des poumons, ce qui diminue cette poussée vers le haut. “Par conséquent, ils ont besoin de souffler moins de bulles pour éviter de remonter à la surface,” résume l’équipe de Noémie Freymond. 

Reste que les chercheurs ne savent pas encore s'il s'agit d'une décision consciente des cachalots pendant leur sommeil. “On ignore si les cachalots dorment comme nous, ou s’ils dorment comme les dauphins, en gardant une moitié de leur cerveau éveillée tandis que l’autre est endormie,” expliquent-ils. D'autres travaux seront nécessaires pour lever le voile sur ce mystère.