Manchot empereur - Définition

Adaptations physiologiques

Adaptations au froid

Le Manchot empereur vit et se reproduit dans un environnement plus froid que n'importe quelle autre espèce d'oiseaux. La température de l'air peut atteindre -40° C, avec un vent soufflant jusqu'à 144 km/h. L'eau de mer, à -1,8° C, est à une température largement inférieure à la température corporelle de 39° C des manchots. Ceux-ci doivent donc être adaptés pour limiter les pertes de chaleur. Entre 80 et 90 % de l'isolation des manchots est assurée par leur plumage. Les plumes sont raides, courtes et lancéolées, et couvrent l'ensemble de leur corps : avec 15 plumes par cm², les Manchots empereurs ont le plumage le plus dense de tous les oiseaux. Une couche isolante supplémentaire est formée par des filaments duveteux présents entre la peau et les plumes. Des muscles permettent au manchot de tenir ses plumes dressées lorsqu'il est sur terre, de manière à réduire les pertes de chaleur en emprisonnant une couche d'air entre la peau et les plumes. Inversement, dans l'eau, le plumage est plaqué contre la peau, pour que la silhouette soit mieux profilée pour la nage. La toilette est vitale aux manchots pour conserver une bonne isolation et un plumage bien imperméable. L'isolation est aussi assurée par une épaisseur de graisse de couverture pouvant atteindre 3 cm avant le début de la saison de reproduction. Cette couche graisseuse limite le Manchot empereur dans ses mouvements, notamment en comparaison de son cousin moins bien pourvu en graisse mais plus agile, le Manchot de Magellan.

Le Manchot empereur est capable de maintenir son corps à une température constante sans que son métabolisme ne soit modifié pour des températures comprises entre -10 et + 20° C. En dessous, son métabolisme augmente de manière significative. Un manchot peut toutefois maintenir une température corporelle d'entre 37,6 et 38° C pour des températures extérieures s'abaissant jusqu'à -47° C. Les mouvements qu'il réalise pour nager, marcher et frissonner lui permettent de se réchauffer, et il peut également y avoir une augmentation de la catalyse des lipides issus de ses réserves de graisse par des enzymes, un phénomène induit par une hormone : le glucagon. Lorsque la température dépasse 20° C, le Manchot empereur peut devenir agité, son métabolisme augmente pour évacuer de la chaleur. Le fait de lever ses ailes lui permet d'augmenter la surface corporelle qu'il expose à l'air de 16 %, ce qui facilite encore les pertes de chaleur excédentaire.

Adaptation à la pression et au faible taux de dioxygène au cours de la plongée

En plus du froid, le Manchot empereur est soumis à d'autres conditions contraignantes lors de ses plongées en profondeur. En effet, il est alors soumis à des pressions 40 fois plus importantes que celles qui règnent à la surface, ce qui causerait pour la plupart des autres organismes terrestres un barotraumatisme. Ses os sont particulièrement solides, ce qui limite les risques de traumatisme physique. Par contre, on ne sait pas comment l'espèce évite les troubles de décompression liés au diazote.

Quand il plonge, le Manchot empereur utilise nettement moins de dioxygène. En effet, sa fréquence cardiaque s'abaisse à 5 battements par minute et les organes non essentiels diminuent très fortement leur activité. Son hémoglobine et sa myoglobine sont capables de fixer et transporter le dioxygène même lorsque sa concentration dans le sang est très faible, ce qui permet au manchot de rester conscient avec des taux très faibles de dioxygène.

Grâce à ces adaptations, le Manchot empereur peut retenir sa respiration durant 20 minutes et plonger à une profondeur supérieure à 500 m. Le physiologiste américain Gerry Kooyman révolutionne l'étude de l'approvisionnement des manchots en nourriture lorsqu'il publie en 1971 les résultats de puces électroniques prenant des enregistrements lors de la plongée de Manchots empereurs. Il découvre alors que l'espèce peut atteindre une profondeur de 265 m, et que ses plongées peuvent durer jusqu'à 18 minutes. Des recherches ultérieures observent une petite femelle atteignant la profondeur de 535 m près du détroit de McMurdo. Il est possible que le Manchot empereur puisse plonger encore plus profond, la précision des outils de mesure étant diminuée à de grandes profondeurs. D'autres études sur le comportement d'un oiseau en plongée ont révélé des plongées régulières de 150 m dans des eaux de 900 m de profondeur, entrecoupées de petites plongées de 50 m et de plongées profondes de plus de 400 m, à des profondeurs de 450 ou 500 m. Cela suggère qu'il se nourrit près du fond océanique.