Comment les amphibiens respirent-ils ?

Si vous avez déjà essayé de chasser des grenouilles, vous avez probablement remarqué qu’elles peuvent respirer dans l’air et qu’elles n’ont apparemment pas besoin de refaire surface pour respirer si elles sont sous l’eau. Mais est-ce vraiment vrai ? Comment respirent les amphibiens et peuvent-ils respirer sous l’eau ?

Commençons par les bases de la biologie des amphibiens, puis examinons comment leur corps supporte leur mode de vie inhabituel.

Qu’est-ce qu’un amphibien ?

Le terme « amphibien » décrit en fait une classe d’animaux. Ils sont dans le même domaine (Animalia) et phylum (Chordata, ce qui signifie qu’ils ont une colonne vertébrale) que vous et moi, mais c’est à peu près là que s’arrêtent les similitudes taxonomiques.

La classe Amphibia comprend trois ordres existants (qui sont des groupes de familles, qui sont à leur tour des groupes de genres, qui sont des groupes d’espèces):

• Anoure. Cette commande comprend toutes nos grenouilles et crapauds modernes. Les grenouilles et les crapauds sont à corps court, sans queue, carnivores, à quatre pattes et « à sang froid ». Les grenouilles et les crapauds sont les plus nombreux dans les régions tropicales du monde.
• Urodèle. Cet ordre comprend toutes les salamandres et tritons du monde. Les salamandres et les tritons ont un corps long, un nez court et des membres courts qui se projettent à angle droit de leur corps. Ils sont plus fréquents dans l’hémisphère nord.
• Apode. Cette classe comprend les céciliens. Alors que vous pouvez probablement imaginer une grenouille et un triton, vous n’avez probablement jamais vu de cécilie. Ces amphibiens aveugles et sans membres ressemblent beaucoup à des vers de terre géants. Ces créatures bizarres vivent dans les sous-bois et les détritus des forêts tropicales.

Il y a probablement environ 7 000 espèces d’amphibiens actuellement en vie. 85 à 90 % de ces espèces sont des grenouilles. Ce nombre diminue malheureusement rapidement car les amphibiens sont si vulnérables à la pollution. Parce que les amphibiens respirent partiellement à travers leur peau (et que leurs œufs n’ont pas de coquille), ils sont très sensibles aux polluants. Les amphibiens sont souvent considérés comme un groupe « indicateur », car leur nombre diminue souvent avant que d’autres espèces ne commencent à lutter pour survivre.

Les amphibiens ont besoin d’eau pour se reproduire car, contrairement aux reptiles et aux oiseaux, leurs œufs n’ont pas de coquille imperméable. Certaines espèces d’amphibiens ont des adaptations qui leur permettent de pondre leurs œufs ailleurs, mais la grande majorité des amphibiens ont besoin d’eau douce pour leurs œufs. Les amphibiens naissent à un stade larvaire assez différent de leur forme adulte. Ils doivent passer par la métamorphose pour atteindre l’âge adulte.

Les amphibiens adultes ont besoin de garder leur peau humide même lorsqu’ils sont sur terre, ils sont donc limités aux environnements humides. De même, les amphibiens ne survivent généralement pas dans l’eau salée. Quelques espèces peuvent vivre dans l’eau saumâtre, mais sinon, les amphibiens sont des créatures d’eau douce.

Parce que les amphibiens ont le sang froid (ectotherme), leur taux métabolique est faible et ils n’ont pas besoin de beaucoup manger. De nombreuses espèces d’amphibiens ont des oreilles capables de détecter les vibrations dans l’air ou dans l’eau, ce qui les aide à trouver des proies et à éviter d’être mangées.

De nombreux amphibiens ont des glandes muqueuses sur la peau, dont certaines sont toxiques. Cette peau spéciale est notre sujet principal du jour car les amphibiens peuvent aussi respirer à travers leur peau. Parlons des poumons et de la peau des amphibiens et de la façon dont ils fonctionnent ensemble.

Quel type de système respiratoire les amphibiens ont-ils ?

La plupart des amphibiens adultes peuvent respirer à la fois par la respiration cutanée (à travers leur peau) et pompage buccal – bien que certains conservent également des branchies à l’âge adulte. Les amphibiens ont des poumons primitifs par rapport aux reptiles, aux oiseaux ou aux mammifères. Cela signifie qu’ils font face à une diffusion lente de l’oxygène dans leur sang.

Le pompage buccal fonctionne en faisant aspirer l’air par l’amphibien par ses narines. L’animal ferme alors ses narines et pousse l’air à travers les poumons en contractant sa gorge (sans utiliser de diaphragme).

Des amphibiens comme le Grenouille d’eau Titicaca et salamandre maître de l’enfer qui vivent dans des cours d’eau froids et rapides peuvent être capables de respirer principalement par voie cutanée. La respiration cutanée permet à l’animal d’absorber l’eau à travers sa peau directement dans sa circulation sanguine. Les rides de la peau aident certaines espèces à absorber plus d’oxygène parce qu’elles ont simplement plus de peau à utiliser.

Célèbre, les salamandres sans poumons n’ont ni poumons ni branchies – elles respirent simplement à travers leur peau !

Certaines salamandres aquatiques (et tous les têtards) possèdent des branchies et peuvent respirer sous l’eau grâce à elles. Le Axolotl mexicainpar exemple, ne perd jamais ses branchies.

Tous les amphibiens peuvent-ils respirer sous l’eau ?

En tant que larves (têtards), toutes les espèces d’amphibiens peuvent respirer sous l’eau. Cependant, au fur et à mesure de leur métamorphose, certaines espèces d’amphibiens perdent leur capacité à respirer entièrement sous l’eau.

Respirer sous l’eau n’est pas facile pour de nombreuses espèces d’amphibiens, ils peuvent donc avoir besoin de faire surface pour respirer s’ils travaillent dur (pour échapper à un prédateur, par exemple) alors qu’ils peuvent satisfaire leurs besoins en oxygène sous l’eau s’ils sont au repos. De nombreuses grenouilles et crapauds peuvent même respirer à travers une boue épaisse pendant l’hibernation.

Certaines espèces d’amphibiens terrestres ne peuvent pas respirer sous l’eau, bien qu’elles puissent retenir leur souffle pendant des heures au besoin.