Comme un poisson… dans l’eau glacée ! Comment les animaux aquatiques survivent-ils au gel ?
Pendant que nous rêvons de patiner sur un lac gelé, la vie semble s’être arrêtée sous l’eau. Pourtant, la faune ne gèle pas. Comment les poissons, insectes et autres animaux aquatiques survivent-ils sous la glace ? Il est temps de partir à la pêche aux informations et de découvrir comment ils s’adaptent aux températures glaciales.
Les avantages et les inconvénients d’une couche de glace
Quand les températures descendent en-dessous de zéro, une couche de glace se forme sur les étendues d’eau, ce qui n’est pas une mauvaise chose en soi. Cette couche a en effet une fonctionisolante. L’eau refroidira plus lentement ; les cours d’eau, les mares et les étangs ne gèleront pas entièrement. L’eau située au fond d'un étang ne gèle d’ailleurs pratiquement jamais. Ce phénomène permet aux animaux aquatiques de rester actifs même sous une épaisse couche de glace.
Cependant, celle-ci a aussi ses inconvénients. Si elle est fine et transparente, le soleil parviendra tout de même à la traverser. En revanche, la neige et les saletés qui se sont déposées sur la glace et entravent ainsi la lumière sont bel et bien problématiques. Les plantes aquatiques et les alguessurvivent grâce à la lumière naturelle et en ont besoin pour produire de l’oxygène, un gaz vital pour les poissons et les insectes. Les bactéries ont aussi besoin d’oxygène pour décomposer les déchets et les végétaux morts ainsi que pour filtrer l’eau. Sans apport d’oxygène, la plupart des animaux aquatiques meurent, en particulier les poissons. Les insectes peuvent momentanément survivre sans oxygène en ralentissant leur métabolisme et en entrant dans une phase de dormance.
Comment les animaux survivent-ils sous la glace ?
La majorité des grenouilles et autres amphibiens se mettent en « mode veille » et hibernent (enfouis sous le sol). Ils ne séjournent pas vraiment dans l’eau, mais se cachent dans la vase, dans un trou aménagé entre les plantes et les algues. Ils ne souffrent donc pas du gel. Certains invertébrés comme les escargots et les trichoptères (sortes de mites aquatiques) scellent même leur abri hermétiquement pour ne pas refroidir.
Mais que font les poissons et les insectes qui restent actifs pendant l’hiver ? Ceux-ci sont passés maîtres dans l’art de l’hivernation et ont adopté toutes sortes de tactiques pour survivre. Ils se tiennent d’abord bien à l’écart de la glace. En entrant en contact avec des cristaux de glace, ils risquent en effet de mourir gelés. Les poissons quittent souvent dans les étangs et les mares de petite taille et partent en quête d’eaux plus profondes et plus chaudes.
Les animaux à sang froid (et sirupeux)
Certains amphibiens sont capables d’hiberner dans l’eau, comme la grenouille rieuse et certains tritons. Une couche fine de glace n’est pas un problème vu que la température de l’eau est rarement négative. Les températures comprises entre 4 et 8°Csont idéales pour leur survie. De plus, les amphibiens ont besoin de beaucoup moins d’oxygène pendant leur hibernation. Le corps et les fluides des grenouilles peuvent mêmemomentanément geler sans qu’elles en souffrent grâce à leur glycémie élevée. Le foie de ces grenouilles produit le glucose en masse, qui fonctionnera comme un antigel. Leur sang devient alors presque sirupeux et est très concentré en sucre, empêchant ainsi la formation de cristaux de glace jusqu’à des températures pouvant atteindre -8°C.
Les insectes aquatiques ont aussi reçu de Mère Nature des caractéristiques bien pratiquespour survivre au gel. Certains ont pour réflexe de « se relaxer complètement » : ils vident entièrement leur système digestif. Sans cette capacité, les restes de nourriture se condensent et gèlent. En les éliminant, les insectes évitent que des cristaux de glacese forment, qui endommageraient au passage leurs vaisseaux sanguins, leurs cellules et leurs tissus.
Triton palmé (gauche) et grenouille rousse (droite) qui ne se laisse pas effrayer par la neige
Un antigel naturel
D’autres invertébrés et poissons, comme la puce des neiges font des provisions d’antigel dans leur corps. En 1950, des chercheurs avaient déjà découvert ces adaptations bien particulières chez des poissons vivant dans l’Antarctique. Ils nagent chaque jour dans des eaux à -2°C et ingèrent constamment de petits cristaux de glace en se nourrissant. D’autres poissons gèleraient instantanément car le sang des poissons gèle à -0,9°C. Pourtant, le système circulatoire de ces spécimens polaires fonctionne parfaitement. Comment est-ce possible ? Leur sang contient des protéines antigel, qui agissent sur les molécules d’eau afin qu’elles restent liquides. Sans elles, les poissons se feraient transpercer par les stalactites en croissance permanente dans leur corps.
A ce jour, les effets de ces protéines font toujours l’objet d’études. Les chercheurs espèrent trouver rapidement une réponse. Une fois qu'ils sauront comment empêcher la formation de cristaux de glace, ils pourront appliquer cette découvertes à d'autres domaines, en congelant par exemple la nourriture pendant plus longtemps ou en facilitant le transport des organes destinés aux transplantations. Car nous avons toujours beaucoup à apprendre de notre nature !
