Tous les animaux dotés d’un cerveau ont besoin de sommeil – et même quelques-uns sans cerveau en ont aussi besoin. , les oiseaux dorment, les baleines dorment et même les méduses dorment. Le sommeil est universel « même s'il est en réalité très risqué », a déclaré Paul-Antoine Libourel, chercheur au Centre de recherche en neurosciences de Lyon en France.
Lorsque les animaux s'endorment, ils sont plus vulnérables aux prédateurs sournois. Mais malgré les risques, le est si puissant qu'aucune créature ne peut l'éviter, même si cela est très gênant.
Les animaux qui évoluent dans des conditions et des environnements extrêmes ont évolué pour dormir de manière extrême – par exemple, voler pendant qu’ils sont parents 24 heures sur 24, recevoir des clins d’œil lors de longues migrations et même somnoler en nageant.
Pendant longtemps, les scientifiques ne pouvaient que faire des suppositions éclairées sur le moment où les animaux sauvages dormaient, en observant quand ils restaient immobiles et fermaient les yeux. Mais ces dernières années, de minuscules trackers et casques mesurant les ondes cérébrales – des versions miniaturisées des équipements des laboratoires du sommeil humain – ont permis aux chercheurs d’entrevoir pour la première fois les façons variées et parfois spectaculaires dont les animaux sauvages dorment.
« Nous constatons que le sommeil est vraiment flexible en réponse aux exigences écologiques », a déclaré Niels Rattenborg, spécialiste de la recherche sur le sommeil animal à l'Institut Max Planck d'intelligence biologique en Allemagne.
Appelons cela la science émergente du « sommeil extrême ».
Les manchots à jugulaire et leurs « microsommeils »
Pensons à l'Antarctique qu'étudie Libourel.
Ces manchots s'accouplent pour la vie et partagent les tâches parentales : un oiseau garde l'œuf ou le petit poussin gris moelleux pour le garder au chaud et en sécurité pendant que l'autre nage pour pêcher pour un repas en famille. Ensuite, ils changent de rôle – poursuivant ce travail incessant pendant des semaines.
Les parents pingouins sont confrontés à un défi commun : dormir suffisamment tout en gardant un œil attentif sur leurs nouveau-nés. Ils survivent en faisant des milliers de siestes par jour, chacune d’une durée moyenne de seulement 4 secondes.
Ces courts « microsommeils », comme les appelle Won Young Lee, biologiste à l'Institut coréen de recherche polaire, semblent suffire à permettre aux parents manchots d'accomplir leurs tâches de soins pendant des semaines au sein de leurs colonies surpeuplées et bruyantes. Lorsqu'un voisin maladroit passe ou que des oiseaux de mer prédateurs sont à proximité, le parent pingouin cligne des yeux pour attirer l'attention et s'assoupit bientôt à nouveau, son menton hochant la tête contre sa poitrine, comme un conducteur somnolent.
Les siestes s'additionnent. Chaque pingouin dort au total 11 heures par jour, comme l'ont découvert des scientifiques en mesurant l'activité cérébrale de 14 adultes pendant 11 jours sur l'île du Roi George, en Antarctique. Pour rester globalement alertes, tout en faisant suffisamment de clins d’œil, les manchots ont développé une capacité enviable à fonctionner avec un sommeil extrêmement fragmenté – du moins pendant la saison de reproduction.
Les chercheurs peuvent désormais voir quand l’un ou l’autre hémisphère du cerveau – ou les deux à la fois – est endormi.
Les frégates dorment la moitié de leur cerveau en vol
Les poètes, les marins et les ornithologues amateurs se demandent depuis longtemps si les oiseaux qui volent pendant des mois d'affilée ont réellement des clins d'œil en vol.
Dans certains cas, la réponse est oui, comme l’ont découvert les scientifiques en attachant des appareils mesurant l’activité des ondes cérébrales à la tête de grands oiseaux marins nichant dans les îles Galapagos, appelés grandes frégates.
En vol, les frégates peuvent dormir avec une moitié du cerveau à la fois. L'autre moitié reste semi-alerte, de sorte qu'un œil surveille toujours les obstacles sur sa trajectoire de vol. Cela permet aux oiseaux de planer pendant des semaines sans toucher la terre ou l'eau, ce qui endommagerait leurs plumes délicates et non hydrofuges.
Les frégates ne peuvent pas effectuer de manœuvres délicates – battre des ailes, chercher de la nourriture ou plonger – avec seulement la moitié de leur cerveau. Lorsqu’ils plongent à la recherche d’une proie, ils doivent être complètement éveillés. Mais en vol, ils ont évolué pour dormir lorsqu'ils planent et tournent vers le haut grâce à des courants d'air massifs et ascendants, qui les maintiennent en l'air avec un minimum d'effort.
De retour au nid dans les arbres ou les buissons, les frégates modifient leur routine de sieste : elles sont plus susceptibles de dormir avec tout leur cerveau en même temps et pendant des périodes beaucoup plus longues. Cela suggère que leur sommeil en vol est une adaptation spécifique pour les vols prolongés, a déclaré Rattenborg.
Quelques autres animaux ont des habitudes de sommeil similaires. Les dauphins peuvent dormir avec une moitié du cerveau à la fois lorsqu'ils nagent. Certains autres oiseaux, notamment les martinets et les albatros, peuvent dormir en vol, selon les scientifiques.
Les frégates peuvent parcourir 255 milles par jour pendant plus de 40 jours avant de toucher terre, ont découvert d'autres chercheurs – un exploit qui ne serait pas possible sans pouvoir dormir sur l'aile. Lors d’un vol typique, une frégate vole juste au-dessus de la mer, les deux moitiés de son cerveau éveillées, prêtes à capter les courants ascendants.
En planant sur les courants d'air ascendants, l'oiseau s'incline vers la droite, gardant son œil droit ouvert. Le côté gauche de son cerveau reste actif, tandis que le côté droit s’endort. Lors du changement de position, le motif change. L'oiseau s'incline vers la gauche en gardant son œil gauche ouvert. Désormais, la moitié droite du cerveau reste éveillée tandis que la moitié gauche dort. Lorsque l’oiseau quitte le courant ascendant et reprend son vol actif, y compris en battant des ailes, les deux yeux sont ouverts – et les deux côtés du cerveau sont à nouveau actifs.
Les éléphants de mer dorment en plongeant profondément
Sur terre, la vie est facile pour un éléphant de mer du Nord de 5 000 livres. Mais en mer, dormir est dangereux : les requins et les épaulards qui se nourrissent de phoques se cachent.
Ces phoques effectuent de longs voyages de recherche de nourriture, pouvant aller jusqu'à huit mois, plongeant à plusieurs reprises à des profondeurs de plusieurs centaines de pieds pour attraper des poissons, des calmars, des raies et d'autres collations marines.
Chaque plongée profonde peut durer environ 30 minutes. Et pendant environ un tiers de ce temps – environ 10 minutes – les phoques peuvent dormir, comme l'ont révélé les recherches menées par Jessica Kendall-Bar de la Scripps Institution of Oceanography.
L'équipe de Kendall-Bar a conçu un bonnet en néoprène semblable à un bonnet de bain, doté d'un équipement permettant de détecter les mouvements et de sceller l'activité cérébrale pendant les plongées, et a récupéré les bonnets avec les données enregistrées lorsque les phoques retournaient sur les plages du nord de la Californie.
Les 13 phoques femelles étudiés avaient tendance à dormir pendant les parties les plus profondes de leurs plongées, lorsqu'elles se trouvaient en dessous des profondeurs habituellement fréquentées par les prédateurs.
Ce sommeil consistait à la fois en sommeil lent et en sommeil paradoxal. Pendant le sommeil paradoxal, ou sommeil à mouvements oculaires rapides, les phoques étaient temporairement paralysés – tout comme les humains pendant cette phase de sommeil profond – et leur mouvement de plongée changeait. Au lieu d’un mouvement de glissement contrôlé vers le bas, ils se retournaient parfois et tournaient dans ce que les chercheurs appelaient une « spirale du sommeil » pendant le sommeil paradoxal.
En l’espace de 24 heures, les phoques en mer ont dormi environ deux heures au total. (De retour sur la plage, ils ont duré en moyenne environ 10 heures.)
Une plongée typique commence dans des eaux peu profondes, là où l’éléphant de mer est le plus vulnérable aux prédateurs – et complètement éveillé. Lorsqu’un éléphant de mer étudié par les chercheurs plonge à moins de 525 pieds, il entre en sommeil lent, révèle son activité cérébrale. Au-delà de 650 pieds, à l’abri des prédateurs, le phoque passe au sommeil paradoxal – son corps est brièvement paralysé et il tourne en spirales involontaires. Plus tard, le phoque retourne au sommeil lent. Finalement, le phoque se réveille et commence à remonter vers la surface.
Les scientifiques en apprennent encore davantage sur toutes les raisons pour lesquelles nous dormons – et juste .
Il est peu probable qu’un être humain fatigué puisse essayer ces astuces extrêmes pour dormir chez les animaux. Mais en apprendre davantage sur la diversité des siestes dans la nature montre la flexibilité de certaines espèces. La nature a évolué pour rendre possible la fermeture des yeux, même dans les situations les plus précaires.
Larson, Forster, Yoo, Hamlin et Diehl sont journalistes texte, visuels et données à l'Associated Press.
