Africa-Press – Burkina Faso. Des poissons aux ongulés, de nombreux animaux présentent des comportements collectifs. Depuis quelques années, on peut voir se développer des recherches interdisciplinaires étudiant ces systèmes complexes. Nombreuses sont celles cherchant à comprendre la transition entre le comportement d’un individu et celui du groupe, mais les raisons évolutives de ce fonctionnement reste encore peut certains dus au grand nombre de paramètres l’influençant. Des chercheurs d’Harvard ont, dans une étude parue le 20 février 2024 dans eLife, cherché à vérifier une hypothèse: le mouvement en banc permet aux poissons d’économiser de l’énergie.
Pas simple de courir dans l’eau
Le déplacement en troupeau ou en banc est souvent associé à un avantage dans les rapports de prédations. En effet, dans un groupe, on a moins de chance d’être choisi comme proies. Mais si cet avantage fait consensus, notamment chez les animaux vivant sur terre ou dans les airs, un autre avantage peut s’y ajouter: celui de l’économie d’énergie.
Se déplacer dans l’air se fait sans trop de difficulté, mais dans l’eau, c’est une autre histoire ! La viscosité de l’eau étant 50 fois plus grande que celle de l’air, chaque déplacement demande donc plus d’énergie pour être effectué.
Au-delà de la difficulté de déplacement lié à la viscosité, le milieu aquatique présente une concentration en oxygène bien plus faible. Dans un tel milieu, l’économie d’énergie peut s’avérer fatidique.
Comment mesurer cette économie d’énergie
Il y a deux fonctionnements métaboliques pouvant entrer en jeu dans la dépense énergétique lors des mouvements. Dans un premier temps, le métabolisme fonctionne de manière aérobique, le sucre est « consommé » avec de l’oxygène pour fournir l’énergie nécessaire aux muscles et aux organes.
Lorsque le métabolisme aérobique ne suffit plus (pour des mouvements brusques par exemple), un métabolisme anaérobique rentre en jeu et permet de rompre le sucre sans oxygène. Ce métabolisme a le désavantage de produire des acides fatiguant le corps plus facilement.
Pour mesurer la consommation énergétique, les chercheurs ont placé les poissons dans une sorte de tapis roulant aquatique en système fermé (l’eau en bout de « tapis » retourne au début), et ont mesuré les concentrations en oxygène au cours du temps. Le système étant fermé, les seules sources de variation de l’O2 sont les métabolismes des poissons.
Les chercheurs ont donc mesuré les dépenses énergétiques d’un poisson se déplaçant seul et d’un banc de huit poissons. L’énergie consommée était rapportée à la masse totale des poissons afin de pouvoir être comparée entre les deux situations.
Des économies notables
Ils ont ainsi pu noter une forte réduction de la consommation de l’énergie nécessaire au mouvement: 56% d’économie par battement de queue. L’économie se fait en bonne partie dans la partie anaérobique du métabolisme avec 65% d’économie.
Pour comprendre la source de ces économies, les chercheurs ont disposé des caméras grandes vitesse (c’est-à-dire pouvant faire de grands ralentis). L’analyse de ces vidéos montre que la nage d’un poisson par le mouvement de l’eau induit va interférer avec la nage du suivant, c’est donc par des phénomènes hydrodynamiques qu’a lieu la diminution de la consommation.
En plus de mettre en avant les économies faites par le déplacement en banc, les chercheurs ont remarqué que la consommation est minimale lorsque les poissons se déplacent à une vitesse d’environ une longueur de corps par seconde.
Dans un communiqué, Yangfan Zhang, auteur principal, commente: « Les scientifiques se sont penchés sur cette question depuis des décennies, mais nous avons remarqué que le point clé est de ne pas seulement mesurer le métabolisme aérobique, mais également l’anaérobique ».
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