Paul J. Ponganis et Gerald L. Kooyman du Center for Marine Biotechnology and Biomedicine de la Scripps Institution of Oceanography apportent la réponse suivante.
Certaines créatures marines exploitent de grandes profondeurs., Les plus grands défis physiologiques dans l’adaptation à la pression sont probablement confrontés par les animaux qui doivent régulièrement voyager de la surface à la grande profondeur. Deux de ces animaux sont le cachalot et la baleine à bec commune. Depuis l’époque de la chasse à la baleine, ces animaux ont été reconnus comme des plongeurs exceptionnels, avec des rapports de plongées allant jusqu’à deux heures après avoir été harponnés. Aujourd’hui, avec l’utilisation d’un sonar et d’enregistreurs de profondeur de temps attachés, des plongées aussi profondes que 6,000 pieds (plus d’un mile sous la surface de l’océan) ont été mesurées., Les profondeurs de plongée de routine sont généralement comprises entre 1 500 et 3 000 pieds, et les plongées peuvent durer entre 20 minutes et une heure.
Plonger en profondeur peut entraîner une distorsion mécanique et une compression des tissus, en particulier dans les espaces remplis de gaz du corps. Ces espaces comprennent la cavité de l’oreille moyenne, les sinus de l’air dans la tête et les poumons. Le développement de différences de pression, même faibles, entre une cavité d’air et son tissu environnant peut entraîner une distorsion tissulaire et une perturbation chez les plongeurs humains connus sous le nom de « squeeze »., »Chez certaines espèces de cétacés, la cavité de l’oreille moyenne est tapissée d’un plexus veineux étendu, qui est supposé s’engorger en profondeur et ainsi réduire ou oblitérer l’espace aérien et empêcher le développement de la compression. Les cétacés ont également de grandes trompes d’Eustache communiquant avec la cavité tympanique de l’oreille et les grands sinus ptérygoïdes de la tête. Ces sinus de l’air de la tête ont une vascularisation étendue, qui est censée fonctionner d’une manière similaire à celle de l’oreille moyenne et faciliter l’équilibrage de la pression atmosphérique dans ces espaces., Enfin, la plupart des mammifères marins n’ont pas de sinus crâniens frontaux comme ceux présents chez les mammifères terrestres.
Un autre organe susceptible d’être endommagé par compression est le poumon. Chez les baleines et les phoques en plongée profonde, les voies respiratoires périphériques sont renforcées, et on suppose que cela permet aux poumons de s’effondrer pendant le voyage en profondeur. Un tel effondrement a été observé radiographiquement et confirmé par des analyses d’azote sanguin dans le phoque de Weddell en plongée profonde.
L’effondrement des poumons éloigne l’air des alvéoles, où se produit un échange gazeux entre les poumons et le sang., Cet émoussement des échanges gazeux est important chez le plongeur profond car il empêche l’absorption d’azote dans le sang et le développement ultérieur de niveaux élevés d’azote dans le sang. Des pressions élevées d’azote sanguin peuvent exercer un effet narcotique (narcose dite à l’azote) sur le plongeur. Il peut également conduire à la formation de bulles d’azote pendant ascenta phénomène connu sous le nom de maladie de décompression ou » les coudes. »L’effondrement des poumons chez le plongeur profond évite ces deux problèmes.,
La perte d’échange gazeux en profondeur a une autre implication importante: les poumons du plongeur profond ne peuvent pas servir de source d’oxygène pendant la plongée. Au lieu de cela, les baleines et les phoques en plongée profonde dépendent de grandes réserves d’oxygène dans leur sang et leurs muscles. Plusieurs adaptations le permettent. Premièrement, ces animaux ont des volumes de sang spécifiques à la masse qui sont trois à quatre fois ceux trouvés chez les mammifères terrestres (c.-à-d., 200 à 250 millilitres de sang par kilogramme de masse corporelle, contrairement à une valeur humaine de 70 millilitres de sang par kilogramme)., Deuxièmement, la concentration d’hémoglobine (la protéine de transport de l’oxygène dans le sang) est également élevée à un niveau environ deux fois supérieur à celui observé chez l’homme. Troisièmement, la concentration de myoglobine, la protéine de stockage de l’oxygène dans le muscle, est extrêmement élevée chez ces animaux, mesurant environ 10 fois celle du muscle humain.
En résumé, les principales adaptations anatomiques pour la pression d’un mammifère en plongée profonde tel que le cachalot sont centrées sur les espaces contenant de l’air et la prévention du barotraumatisme tissulaire., Les cavités d’air, lorsqu’elles sont présentes, sont bordées de plexus veineux, qui sont censés se remplir en profondeur, oblitérer l’espace aérien et empêcher « la compression. »Les poumons s’effondrent, ce qui empêche la rupture pulmonaire et (important en ce qui concerne la physiologie) bloque les échanges gazeux dans le poumon. Le manque d’absorption d’azote en profondeur empêche le développement de narcose à l’azote et de maladie de décompression. En outre, parce que les poumons ne servent pas de source d’oxygène en profondeur, les plongeurs profonds comptent sur des réserves d’oxygène améliorées dans leur sang et leurs muscles.
Article initialement publié le 2 Mai 2002.