Bioastronomie - La faculté d'adaptation - Des besoins vitaux : boire et manger (II)

 

 

La faculté d'adaptation

Des besoins vitaux : boire et manger (II)

Si la vie peut apparaître sous presque toutes les latitudes, dans n’importe quel milieu, deux conditions néanmoins doivent être réunies : utiliser le carbone et un minimum d'eau

Dans les conditions extrêmes du désert, l'eau est une denrée vitale. Tous les arbres tropicaux ont remplacé leurs feuilles larges et mattes par de fines épines ou des feuilles étroites et brillantes (palmier) pour éviter de perdre trop d’eau par transpiration. 

Fleur de cactus Saguaro épanouies dans le désert de Sonoran Desert (SE Californie), SE Arizona jusque NO Mexique. Document Jim Bremner.

Le cactus géant Saguaro que l'on trouve du désert de Sonoran dans le sud de la Californie jusqu'au Mexique arrête sa croissance lorsqu'il est privé d'eau. Il grandit ainsi d'environ un mètre en 50 ans et vit 2 siècles. 

Les plantes succulentes (cactus et plantes grasses) ont apprit à accumuler l'eau de pluie ou la rosée dans leurs feuilles charnues. Mais ce n'est pas une raison pour oublier d'arroser votre cactus ! 

Les graines et les bulbes peuvent attendre la saison des pluies des années durant. Que la pluie arrive, ils éclosent et perpétuent leur espèce, tapissant le désert de fleurs délicates et odorantes en l'espace de quelques semaines. Mais trois gouttes de pluie ne suffisent pas toujours. Certaines plantes du désert de Californie ne germent que lorsque l'enveloppe de la graine est dissoute dans une quantité suffisante d'eau. Ailleurs, les graines de baobab doivent être dissoute dans l'estomac des babouins pour permettre à l'eau de pénétrer l'enveloppe dure de la graine. Dans la vallée de la Mort ou dans l'est australien, les graines des arbres de fer (Eucalyptus sideroxylone) ou de fustet doivent être déchirées et broyées sur le relief accidenté pour pouvoir s'imprégner d'eau et germer. La capsule du séquoia ou les pommes de pins doivent brûler pour que leur graine puisse éclore. 

De gauche à droite la fleur de l'Eucalyptus sidéroxyle, une pomme de pin du Pinus virginiana et les fleurs du Prosopis glandulosa. Documents Farrer center, UDBG et LMU.

Quelquefois c’est grâce à ce vecteur particulier que les graines sont dispersées, évitant aux plantes de se disputer l'espace vital. Parfois le combat est plus rude et certaines plantes s'acharnent à gagner leur survie. Au stade initial de sa croissance, le prosopis glandulosa qui est un arbuste commun des déserts américains, crée d'abord son réseau de racines souterraines à la recherche d'eau, avant de développer ses organes aériens. Le capillaire du Mexique détruit toute vie autour de lui en empoisonnant les jeunes pousses. La survie est à ce prix. 

Chez les animaux, si l'eau n'est pas disponible dans la nourriture, elle peut-être produite chimiquement pendant la digestion. La libération d'hydrogène se combine à l'oxygène apporté par la respiration et fournit le complément d'eau indispensable à la survie. C'est ainsi que le dromadaire, la tortue ou la gerboise du désert peuvent survivre sur un sol désertique.

Si la nourriture vient à manquer, notamment en hiver ou durant la saison sèche, d'autres espèces s'enfoncent dans une torpeur proche de l'état comateux. La souris à poches et les oiseaux-mouches du désert s'endorment lorsqu'ils sont privés de nourriture. Autour de 0°C, cette souris tout comme le chien de prairie entre dans un état d'hibernation. Bien qu'il s'agisse d'animaux à sang chaud, leur petite taille les rend plus vulnérable au froid. Cette parade leur permet de maintenir leur chaleur corporelle aux alentours de 6°C tout en préservant leurs réserves énergétiques. De manière similaire, lorsqu'elle hiberne, la température corporelle de la marmotte passe d'une température de 36°C à 4°C seulement.

Des fourmis à miel et un chien de prairie. Documents hl2files et Lynne Charles.

Les organismes plus simples sont capables de supporter des périodes d'hibernation de plusieurs dizaines d'années. Ainsi, des crevettes d'eau douce ont été retrouvées en état hibernation par des naturalistes dans le sol d'un lac desséché. Progressivement réanimées puis réhydratées elles attendaient le retour de l'eau depuis 25 ans !

Selon des journalistes canadiens le record d'hibernation serait détenu par une bactérie que l'on a retrouvé sur une abeille emprisonnée dans de l'ambre fossilisé. Libérée de sa gangue et remise dans un milieu nutritif cette bactérie est revenue à la vie après une hibernation de...  plusieurs millions d'années ! Décidément les êtres unicellulaires méritent que l'on s'attarde sur leurs facultés d'adaptation. Nous y reviendrons.

A défaut de pouvoir hiberner, en Australie, la fourmi à miel accumule le nectar dans son abdomen distendu en prévision des jours de disette. Hyperspécialisée, elle est devenue la réserve vivante de la fourmilière. A défaut de trouver du sucre, certains bombyx imitent le bourdonnement de l'abeille pour lui voler son miel !

Les insectes prisonniers de la sève depuis des millions d'années contiennent des bactéries qu'il est parfois possible de ramener à la vie. A gauche une termite et à droite une mouche emprisonnées dans de l'ambre fossilisé de l'Eocène (remontant entre 54.8 et 33.7 millions d'années) découvertes dans un gisement sur les côtes de la mer baltique en Russie. Si l'ADN de ces insectes était resté intact, on aurait également pu les cloner à l'image du scénario de "Jurassic Park". Malheureusement l'ADN fossilisé est souvent parcellaire voire détruit. Images agrandies 15x et 23x. Collection T.Lombry.

Si le métabolisme transforme les produits du monde extérieur en substances nutritives pour les cellules, certains produits de compositions sont nocifs pour l'organisme. Le gaz carbonique qui baigne dans le plasma sanguin forme du bicarbonate qui assure un juste équilibre entre acide et base. Mais si l'organisme en dissout une trop grande quantité, ce gaz devient mortel. Aujourd'hui nous nous intoxiquons si l'air que nous respirons contient 0.1% de gaz carbonique. Nous pouvons y succomber si nous respirons cet air vicié durant une heure. Concentré à plus de 1% la mort survint en moins de 15 minutes... Ce gaz est malheureusement incolore et très peu odorant, raison pour laquelle les dégagement de gaz carbonique sont tellement dangereux (échappements dans les tunnels, chauffe-eaux au gaz, etc) et tuent toujours autant de personnes par manque de précaution.

Il en est de même pour l'urée qui fournit de l'azote aux bactéries qui décomposent la cellulose du bois. Mais l'azote qui est un sous-produit du métabolisme produit de l'ammoniac. Ce gaz détruit les molécules biotiques. Les poissons s'en débarrassent à travers leurs branchies par simple diffusion dans l'eau. Soluble, l'ammoniac forme l'urée et l'acide urique. Dissout dans l'eau, l'urée est très peu toxique et la plupart des animaux l'ont bien compris. Dans un milieu où l'eau est vitale, ils excrètent de l'acide urique sous forme solide. Chez les oiseaux marins ou les reptiles du désert, les glandes nasales rejettent l'excès de sels minéraux. Notre peau également participe à cette action à travers les glandes sudoripares.

Malgré le fait que le peroxyde d'azote soit un élément mortel, il est faux de croire que sa présence détruit toute vie. Le meilleur exemple est l'atmosphère artificiellement polluée de nos villes que nous respirons. Ce gaz oxygéné n'est toxique que pour certains organismes. L'homme s'en accommode bien. Dans notre corps, comme dans toutes les cellules eucaryotes, des enzymes catalysent les réactions d'oxydation (autour des noyaux d'oxydases) et en vivent, ce sont les peroxysomes. Ces derniers synthétisent également les acides secrétés par la bile.

L'acide D-amine oxydase est une enzyme que l'on trouve dans les peroxysomes dont on ne connaît pas encore le rôle exact. Elle intervient dans la réaction d'oxydation présentée ci-dessus.

Prochain chapitre

Adaptation et accoutumance à l'eau



24/11/2007
0 Poster un commentaire

A découvrir aussi


Ces blogs de Sciences pourraient vous intéresser

Inscrivez-vous au blog

Soyez prévenu par email des prochaines mises à jour

Rejoignez les 258 autres membres