La respiration des crocodiles semblable à celle des oiseaux (26/1/2010)

Farmer C.G. and Sanders K., 2010. Unidirectional airflow in the lungs of alligators. Science 327:338-340

Lors de la respiration chez les mammifères, le flux d'air se fait dans un mouvement de va-et-vient dans les poumons qui forment un cul-de-sac. On pensait qu'il en était de même chez tous les vertbrés, sauf chez les oiseaux où l'air circule entre les sacs aériens et les poumons en un flux unidirectionnel. Ce système est à l'origine des performances respiratoires des oiseaux. Les découvertes chez les dinosaures (voir entre autres Aerosteon et Tawa) et les ptérosaures ont montré que les sacs aériens étaient également présents chez les archosaures depuis longtemps. Des chercheurs viennent désormais d'établir que, bien que n'ayant pas de sacs aériens, les alligators respirent à la manière des oiseaux ! Cependant, ils ignorent comment cette circulation unidirectionnelle s'établit puisque les crocodiliens utilisent uniquement leur diaphragme (chez les oiseaux les sacs aériens agissent comme des soufflets). Les chercheurs ont constaté grâce à des billes fluorescentes que la circulation de flux dans les poumons se faisait dans un seul sens. Ils ont également observé un flux continu, même durant la transition entre l'expiration et l'inspiration; or si le flux se faisait sous forme de va-et-vient il y aurait dû s'arrêter complètement à un moment. Après ces observations sur des alligators vivants et des expérimentations sur les organes d'animaux décédés, les scientifiques ont donc conclu que la respiration chez les crocodiliens se déroulait d'une manière semblable à celle que l'on observe chez les oiseaux.  Reconstitution des poumons d`alligator
Ce type de respiration pourrait être un héritage des archosaures du Trias, lointains cousins à la fois des crocodiles et des oiseaux. Ainsi, les auteurs proposent que le flux unidirectionnel dans les poumons était présent chez les premiers archosaures et leurs descendants, parmi lesquels on compte les phytosaures, les aetosaures et les crocodylomorphes.
E) Vue dorsale des bronches. F) Vue simplifiée du flux d'air durant l'inspiration et G) l'expiration (Photo issue de Farmer & Sanders, 2010)

 

Un fluide contenant des microsphères a été injecté dans les poumons d'un alligator. On observe ici les parabronches. Plusieurs microsphères ont été prises dans le tissu pulmonaire et on peut les voir bouger vers la droite quand le fluide est injecté et vers la gauche quand il est retiré. Les autres microsphères restées en suspension bougent à grande vitesse d'une direction dorsocrâniale (haut de l'écran) à une direction ventrocaudale (en bas) tandis que le fluide est injecté et retiré. Ces dernières n'adoptent pas un mouvement de va-et-vient mais suivent un courant unidirectionnel. (avec l'aimable autorisation de CG Farmer)

 

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