Une équipe de biologistes évolutionnistes de l’Université de Toronto a montré que les lézards Anolis, ou anoles, sont capables de respirer sous l’eau à l’aide d’une bulle accrochée à leur museau.



Les anoles sont un groupe diversifié de lézards trouvés dans les Amériques tropicales. Certains anoles sont des spécialistes des cours d’eau, et ces espèces semi-aquatiques plongent fréquemment sous l’eau pour éviter les prédateurs, où elles peuvent rester immergées jusqu’à 18 minutes.

« Nous avons constaté que les anoles semi-aquatiques expirent de l’air dans une bulle qui s’accroche à leur peau », explique Chris Boccia, un récent diplômé en maîtrise en sciences du Département d’écologie et de biologie évolutive (EEB) de la Faculté des arts et des sciences. Boccia est l’auteur principal d’un short article décrivant la découverte publiée cette semaine dans Current Biology.



« Les lézards ré-inhalent alors l’air », dit Boccia, « une manœuvre que nous avons appelée » la réinhalation « après la technologie de la plongée sous-marine. »

Les chercheurs ont mesuré la teneur en oxygène (O2) de l’air dans les bulles et ont constaté qu’elle diminuait avec le temps, confirmant que l’air respiré était impliqué dans la respiration.

La réinhalation a probablement évolué parce que la capacité de rester submergé in addition longtemps augmente les probabilities du lézard d’échapper aux prédateurs.

Les auteurs ont étudié 6 espèces d’anoles semi-aquatiques et ont découvert que toutes possédaient le trait de respiration, bien que la plupart des espèces soient éloignées. Bien que la réinhalation ait été largement étudiée chez les arthropodes aquatiques comme les coléoptères aquatiques, elle n’était pas attendue chez les lézards en raison des différences physiologiques entre les arthropodes et les vertébrés.

« La réinhalation n’avait jamais été considérée comme un mécanisme naturel potentiel de la respiration sous-marine chez les vertébrés », explique Luke Mahler, professeur adjoint à l’EEB et directeur de thèse de Boccia. « Mais nos travaux montrent que cela est doable et que les anoles ont déployé cette stratégie à plusieurs reprises chez les espèces qui utilisent les habitats aquatiques. »

Mahler et le co-auteur Richard Glor, de l’Université du Kansas, ont observé pour la première fois des anoles en practice de respirer en Haïti en 2009, mais n’ont pas été en mesure d’effectuer d’autres observations ou expériences. Un autre co-auteur, Lindsey Swierk, de l’Université Binghamton, Université d’État de New York, a décrit le même comportement chez une espèce costaricaine en 2019. Ces premières observations suggéraient que la réinhalation était une adaptation pour la plongée, mais cette idée n’avait pas été testée avant à présent.

Boccia s’est intéressée aux anoles aquatiques après en avoir rencontré un au Panama. Il a commencé ses enquêtes sur la réinhalation au Costa Rica en 2017 et a poursuivi ses recherches en Colombie et au Mexique.

Comme le soulignent les auteurs, le caractère de réinhalation peut s’être développé parce que la peau des anoles est hydrophobe – elle repousse l’eau – une caractéristique qui a probablement évolué dans les anoles parce qu’elle les protège de la pluie et des parasites. Sous l’eau, des bulles d’air s’accrochent à la peau hydrophobe et la capacité à exploiter ces bulles pour respirer s’est développée en conséquence.

Bien que des travaux supplémentaires soient nécessaires pour comprendre remark le processus fonctionne en détail, Boccia, Mahler et leurs co-auteurs suggèrent différentes façons dont la réinhalation peut fonctionner.

Dans sa forme la in addition uncomplicated, la bulle d’air sur le museau d’un lézard agit probablement comme un réservoir de plongée, fournissant à un animal immergé une alimentation en air en moreover de l’air dans ses poumons. C’est ce que font les arthropodes aquatiques comme les coléoptères aquatiques pour prolonger la durée de leur immersion.

Les chercheurs suggèrent également que le processus de réinhalation peut faciliter l’utilisation de l’air trouvé dans les voies nasales, la bouche et la trachée d’un lézard qui, autrement, ne serait pas utilisé par le lézard pour respirer.

La bulle peut également aider à débarrasser les déchets de dioxyde de carbone (CO2) de l’air expiré grâce à un processus que d’autres chercheurs ont déjà observé chez les arthropodes aquatiques. Ces études ont conclu que du fait que le CO2 est hautement soluble dans l’eau et que le niveau de CO2 dans les bulles est as well as élevé que dans l’eau environnante, le CO2 expiré se dissout dans l’eau environnante plutôt que d’être réinhalé.

Enfin, les auteurs pensent que la bulle peut agir comme une branchie et absorber l’oxygène de l’eau – encore une fois, ce qui a déjà été observé chez les arthropodes. Boccia et Mahler prévoient d’autres recherches pour confirmer si ces processus de réinhalation se produisent avec des anoles.

Selon Mahler, « Ce travail enrichit notre compréhension des façons créatives et inattendues dont les organismes font experience aux défis posés par leur environnement. C’est précieux en soi, mais des découvertes comme celle-ci peuvent aussi être précieuses pour les humains alors que nous cherchons des methods à propres problèmes difficiles.  »

« Il est trop tôt pour dire si la réinhalation des lézards conduira à des innovations humaines particulières », dit Boccia, « mais le biomimétisme de la réinhalation peut être une proposition intéressante pour plusieurs domaines – y compris la technologie de la plongée sous-marine, ce qui a motivé notre dénomination de ce phénomène.. «