Le changement climatique perturbe l’hibernation : les écureuils arctiques femelles la raccourcissent, mais pas les mâles | Science

Lorsque le froid arrive, et en Alaska il arrive tôt, les sliks arctiques s’enfoncent plus profondément dans le sol jusqu’à ce qu’ils atteignent la couche gelée de la terre, le pergélisol. Là, ces écureuils terrestres passent l’hiver engourdis. Leur stratégie d’hibernation est l’une des plus extrêmes connues : ils réduisent leur activité métabolique à 1 % et abaissent leur température jusqu’au point de congélation. En primavera, cuando la nieve empieza a retirarse, salen del letargo y vuelven a convertirse en la clave de bóveda del ecosistema ártico terrestre: principal herbívoro, el suslik da de comer a zorros, linces, lobos, osos y águilas en regiones donde no abunda le repas. Pendant près de trois décennies, un groupe de scientifiques a étudié deux populations de ces rongeurs. Les résultats de leurs travaux, publiés dans Science, montrent qu’il a fallu 25 ans pour que le changement climatique perturbe l’une des stratégies de survie les plus sophistiquées façonnées par des millions d’années d’évolution : les spermophiles femelles ont avancé la fin de l’hibernation, mais pas les mâles. Les conséquences d’un tel décalage restent à voir.

Pour différentes raisons, telles que l’amplification thermique causée par la fonte des glaces ou une plus grande insolation, le réchauffement climatique est plus prononcé dans les zones arctiques. C’est pourquoi les scientifiques utilisent l’Arctique et les espèces qui y vivent comme sentinelles du changement climatique. L’un de ces gardiens est le spermophile arctique (Urocitellus parryii), un petit animal mesurant 40 centimètres qui ne dépasse pas 800 grammes qui abonde dans toute la bande arctique, de l’Alaska à la Sibérie, en passant par le nord du Canada. Depuis près de 30 ans, des chercheurs américains en Alaska ont suivi le cycle de vie de 199 de ces petits animaux sur lesquels ils ont placé des capteurs, reliant leur comportement au changement climatique local.

“Nos données montrent que la couche active, la couche de sol au-dessus du pergélisol, gèle de plus en plus tard à l’automne, ne fait pas aussi froid en plein hiver et dégèle un peu plus tôt au printemps”, explique le Forest Service scientifique aux États-Unis et auteur principal de l’étude, Helen Chmura. La température annuelle moyenne dans la région d’étude a augmenté, surtout en hiver, depuis le début de l’étude en 1993. Et le gel du sol, qu’ils ont mesuré à un mètre de profondeur, a été retardé à raison de quatre jours par an. . décennie. Pendant ce temps, la température minimale du sol, qui pourrait descendre en dessous de -30º, a augmenté de près de 5º. De plus, ajoute Chmura, “Ces changements, qui équivaut à une réduction d’environ 10 jours du temps pendant lequel le sol gèle, se sont produits en seulement 25 ans, ce qui est un rythme très rapide.”

Comment les animaux en hibernation ont-ils réagi à tant de changements environnementaux ? Les capteurs attachés aux écureuils terrestres montrent qu’ils n’ont pas retardé l’apparition de la torpeur, mais qu’ils ont avancé leur réveil d’une dizaine de jours, la même période pendant laquelle le gel de la couche arable a été réduit. Ces rongeurs font partie des rares hibernants qui utilisent la torpeur thermogénique. Les espèces des zones tempérées, comme les ours, sont capables d’abaisser leur température corporelle pour correspondre à la température ambiante de leur terrier. Mais dans ceux des suslik, le froid peut être de plusieurs degrés en dessous de zéro, ce qui gèlerait leurs tissus. Pour survivre, cet animal est capable de réactiver suffisamment son métabolisme pour générer de la chaleur et éviter de geler, autant de fois que nécessaire. Selon cette étude, ils activent désormais ce mécanisme de survie 37 jours de moins qu’il y a 25 ans.

Biologiste de la Colorado State University (États-Unis) Cory Williams Il étudie les écureuils terrestres depuis deux décennies, depuis qu’il a travaillé à l’Université d’Alaska Fairbanks. Auteur principal de cette étude, il déclare dans un courriel que la clé n’est pas tant la température : “Bien que ce changement soit causé par le réchauffement climatique, nous ne pensons pas que la température soit le seul signal, ni même le signal le plus important, utilisé par Ces animaux. Dans le cadre de notre étude à long terme, nous avons constaté qu’à l’approche de la fin de l’hibernation, les femelles échantillonnent les conditions à la surface. S’il y a une épaisse couche de neige, ils retourneront en hibernation, l’allongeant.” Ils n’en sortent que lorsqu’il y a une surface suffisante sans neige pour pouvoir se nourrir. Et le verdissement sous ces latitudes se produit de plus en plus tôt.

« Les mâles terminent leur hibernation plus d’un mois avant les femelles. Ils le font parce qu’il leur faut plusieurs semaines pour atteindre la puberté chaque printemps.”

Cory Williams, biologiste à la Colorado State University, États-Unis

La chose la plus frappante à propos de ce travail est que, bien que les mâles et les femelles commencent l’hibernation en même temps, seules les femelles l’ont raccourcie pendant ces dix jours. Williams précise que les deux sexes ne se réveillent pas en même temps. « Les mâles terminent leur hibernation plus d’un mois avant les femelles. Ils restent sous terre après avoir mis fin à l’hibernation pendant environ un mois et se nourrissent de leurs réserves alimentaires; ils le font parce qu’il leur faut plusieurs semaines pour atteindre la puberté chaque printemps et atteindre la maturité sexuelle. En mettant fin à l’hibernation un mois avant les femelles, elles peuvent s’assurer qu’elles sont physiologiquement capables de s’accoupler dès qu’elle émerge.”

Cette différence de début explique pourquoi, pour l’instant, l’avancement de la fin d’hibernation chez les femelles n’est pas dramatique. En fait, les chercheurs pensent que c’est positif, puisqu’ils doivent moins recourir à la torpeur thermogénique, une stratégie très coûteuse. Mais si le phénomène se poursuit, un décalage entre les hommes et les femmes pourrait se produire. Williams estime que, si la tendance se poursuit, “nous aurons une forte sélection pour l’arrêt précoce de l’hibernation par les mâles” et fait confiance à la plasticité de ces animaux pour répondre au défi climatique.

La plupart des animaux qui hibernent le font à des latitudes où il peut faire très froid, mais pas aussi froid que celui que suslik endure. Dans les régions tempérées, il n’y a pas de pergélisol, elles n’ont donc pas besoin d’un mécanisme aussi extrême que la torpeur thermogénique. Cependant, le changement climatique les affecte également. Une revue publiée l’année dernière, avec travaille sur une trentaine d’espèces qui hibernent, ont montré que l’impact du réchauffement est inégal. Sauf dans le cas des chauves-souris, pour lesquelles aucun changement dans leurs habitudes d’hibernation n’a été détecté, la plupart des rongeurs la raccourcissent. Pendant ce temps, ce que certaines espèces d’ursidés, comme l’ours noir américain ou l’ours brun européen, retardent le début de leur léthargie automnale.

Thomas Ruf, chercheur à l’Institut de recherche sur l’écologie de la faune de l’Université de médecine vétérinaire de Vienne, estime que le changement climatique aura un impact mitigé, avec des gagnants et des perdants : “Différentes espèces seront affectées différemment, en fonction de leur sensibilité aux température. Je pense que les ours seront les moins touchés, car ils sont exceptionnels pour maintenir une température corporelle supérieure à 30° et n’ont pas de réveils périodiques.”

Les ours ont raccourci leur torpeur

Cependant, les ours raccourcissent également leur hibernation. L’étude de 70 ans de données collectées dans 12 parcs nationaux et naturels d’Union soviétique puis de Russie publiée en 2018 montre comment les changements des conditions environnementales affectent les ours bruns à tous les niveaux. « Ils retardent leur entrée dans l’osera et avancent leur sortie. Ils passent donc moins de temps à hiberner », explique le biologiste sévillan Maria del Mar Delgadopremier auteur de cette étude.

Delgado travaille à l’Institut mixte de recherche sur la biodiversité du CSIC, à l’Université d’Oviedo et à la Principauté des Asturies. L’un de ses domaines d’étude est les 370 ours bruns de la cordillère cantabrique. Ici il ne fait pas froid en Russie, donc “les ours n’hibernent pas, mais ils passent des mois dans un état de torpeur”, rappelle le chercheur. “Surtout les femelles, qui continuent d’entrer dans les tanières où elles terminent leur gestation, mettent bas et se reproduisent jusqu’à leur sortie au printemps”, ajoute-t-il. Même s’ils n’hibernent pas, leurs problèmes sont les mêmes. “En avançant l’heure à laquelle elles partent, elles subissent un plus grand stress énergétique, les femelles ont eu moins de temps pour élever les oursons et le fait qu’il fasse plus chaud ne garantit pas qu’il y aura de la nourriture”, ajoute-t-il. Le déséquilibre signifie que tant en Russie qu’en Espagne, conclut Delgado, “ils doivent recourir à l’agriculture et à l’élevage, augmentant les conflits avec les humains”.

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