Comment les boas constricteurs respirent tout en pressant la vie de leur proie

Le boa constrictor a reçu son nom pour une raison. Pour tuer sa proie, un boa s’enroulera autour d’elle, serrant assez fort pour empêcher le sang de la proie de couler, puis, étirant ses mâchoires ouvertes, la dévorera en entier. Ils sont connus pour manger des opossums et des rats. Certains de leurs plus grands parents, les anacondas, peuvent manger du capybara et du cerf, et il y a eu des cas de pythons mangeant des gens.

Mais contraindre et ingérer des proies n’est pas une mince affaire, ni une tâche rapide. “Ils font cela pendant 10, 15, jusqu’à 45 minutes”, a déclaré Elizabeth Brainerd, biologiste de l’évolution à l’Université Brown. “Et cela prend pas mal d’énergie, donc ils doivent respirer.”

Le Dr Brainerd et ses collègues ont cherché à comprendre comment les boas constricteurs respirent dans des conditions aussi exiguës et ont découvert qu’ils sont capables de déplacer avec précision la région de leur cage thoracique qui se dilate pour aspirer l’air dans leurs poumons. Leurs travaux ont été publiés jeudi dans le Journal of Experimental Biology. Leurs découvertes ont fait la lumière sur l’anatomie des serpents et sur la façon dont ces prédateurs rampants ont prospéré dans de nombreuses régions du monde.

“L’ingestion massive de proies a vraiment ouvert toutes ces nouvelles voies d’évolution pour les serpents qui, autrement, n’auraient pas été possibles”, a déclaré John Capano, biologiste de l’évolution à l’Université Brown et auteur de l’étude.

Regarder à travers l’arbre de la vie des vertébrés montre que l’aspiration et la libération d’air sont plus complexes qu’il n’y paraît.

“La respiration est l’une de ces choses qui semblent super simples”, a déclaré Allison Hsiang, une paléobiologiste informatique à l’Université de Stockholm qui n’a pas participé à l’étude. “Mais si nous examinons tous les principaux groupes de vertébrés, nous respirons tous en utilisant des systèmes complètement différents.”

Les humains, par exemple, ont un diaphragme, tandis que les oiseaux utilisent des sacs aériens. Mais les serpents dépendent entièrement de leur cage thoracique et, en plus, ils ont un corps long et large qui repose derrière une tête relativement minuscule et nécessite beaucoup de nourriture pour être entretenu.

“Fondamentalement, les serpents sont tous des côtes”, a déclaré le Dr Brainerd. Pour respirer, les animaux dilatent lentement une section de leur cage thoracique, ce qui crée un changement de pression qui aspire l’air.

Pendant qu’ils serrent, ces côtes sont comprimées. L’ingestion de proies étend également les côtes à leur limite. La façon exacte dont les boas pouvaient respirer tout en se resserrant ou en ingérant restait un mystère.

“Quelque chose devait se produire avec l’évolution de leur système de ventilation pulmonaire pour qu’ils deviennent ces animaux allongés à petite tête qui mangent de gros repas”, a déclaré le Dr Brainerd.

Sur la base d’observations antérieures sur le terrain, les scientifiques avaient émis l’hypothèse que, lorsqu’ils rétrécissent et ingèrent des proies, les serpents modifient très probablement la région spécifique de leur cage thoracique qui se dilate. Mais une autre option serait qu’ils utilisent n’importe quelle zone non comprimée de leur cage thoracique pour aspirer de l’air dans leurs poumons.

Pour tester ces hypothèses, le groupe de recherche a visualisé la cage thoracique d’un boa constrictor pendant la constriction à l’aide de la technologie des rayons X 3D. Une fois les serpents anesthésiés, l’équipe a implanté des marqueurs métalliques ne dépassant pas un demi-millimètre dans les côtes et les vertèbres qu’ils voulaient imager. Ensuite, ils ont filmé ces régions avec une vidéo à rayons X et, à l’aide d’un brassard de tensiomètre, ont restreint le mouvement des côtes dans des régions spécifiques, simulant ce qui se passe dans la nature lorsque ces serpents resserrent leur proie.

Au repos, les boas constricteurs respirent en utilisant des côtes près du tiers supérieur de leurs poumons. Mais lorsque le brassard de tensiomètre a été enroulé autour de ces côtes, un ensemble spécifique de côtes plus bas sur le corps du serpent a commencé à se dilater pour aspirer de l’air. “Le serpent éteint simplement une section de la cage thoracique, puis allume une autre section”, a déclaré le Dr Capano, qui a ajouté que dès que le brassard était retiré, les côtes utilisées pour respirer pendant le repos se réengageaient immédiatement.

L’équipe pense que cette capacité à moduler l’engagement des côtes est apparue pendant ou avant que les serpents n’aient développé la capacité de se contracter, et peut-être avant la capacité d’un serpent à manger de grosses proies. Sans cette adaptation respiratoire, disent-ils, les serpents ne seraient peut-être pas devenus une classe aussi diversifiée de reptiles répartis à travers le monde.

Leave a Reply

Your email address will not be published.