Le krill arctique est de minuscules crustacés ressemblant à des crevettes qui dérivent au gré des courants océaniques. Ils font partie du zooplancton flottant et sont consommés par de nombreux vertébrés, notamment les poissons, les oiseaux et les baleines.
Le krill a développé un modèle de migration quotidienne, de haut en bas de la colonne d’eau, afin d’éviter les nombreux prédateurs qui le menacent. Leur rythme circadien consiste à se déplacer vers la surface de l’océan pour se nourrir la nuit, puis à descendre dans les profondeurs pendant la journée, pour éviter d’être détectés par les prédateurs.
Mais comment ces petits crustacés distinguent-ils la nuit du jour pendant l’hiver polaire, lorsque le soleil ne se lève pas au-dessus de l’horizon ?
Dans une étude récente dirigée par Jonathan Cohen de l’Université du Delaware, des experts ont mesuré l’intensité lumineuse de midi et de minuit pendant les mois d’hiver dans l’archipel du Svalbard, dans l’océan Arctique. Les mesures ont été effectuées à partir d’un navire de recherche marine, ainsi que d’un observatoire lumineux terrestre. De plus, les migrations quotidiennes du krill arctique (Thysanoessa inermis), ont été surveillés à l’aide d’un équipement d’enregistrement acoustique.
Les chercheurs ont découvert que la disponibilité de la lumière était deux fois plus élevée à midi qu’à minuit, en plein hiver arctique. En comparaison, la disponibilité de la lumière à midi au printemps et en automne est sept fois supérieure à celle de minuit. Le krill arctique peut détecter ce minuscule changement d’intensité lumineuse, ce qui lui permet de maintenir ses rythmes biologiques.
Pour étayer leurs découvertes sur le terrain, les scientifiques ont également mené des expériences en laboratoire pour étudier la sensibilité visuelle du krill arctique à la lumière. En utilisant une technique appelée enregistrement extracellulaire par électrorétinogramme (ERG), ils ont découvert que le krill était plus sensible à la lumière la nuit que pendant la journée.
Cette sensibilité supplémentaire les aide à identifier la nuit, puis à migrer vers la surface pour se nourrir. De cette façon, ils sont capables de synchroniser leurs rythmes circadiens avec de très petites variations des signaux lumineux externes. De telles adaptations peuvent également être essentielles dans la régulation des cycles mensuels et annuels du comportement et de la physiologie, expliquent les auteurs de l’étude.
« Nous avons constaté que l’environnement lumineux pendant la nuit polaire de l’Extrême-Arctique présente un timing complexe de « lumière » et d' »obscurité » en raison de la lumière provenant du soleil sous l’horizon, de la lune et des aurores boréales », a déclaré Cohen.
« Bien que cette lumière soit faible et contrairement à la photopériode typique aux basses latitudes, nous montrons qu’il suffit de régler une horloge biologique chez le krill, démontrant que cet animal possède l’un des rythmes biologiques les plus sensibles étudiés à ce jour. »
L’étude est publiée aujourd’hui dans la revue en libre accès Biologie PLOS.
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Par Alison Bosman, Espèces-menacées.fr Rédacteur
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