Les boas constricteurs respirent avec différentes sections de la cage thoracique lorsqu’ils serrent leur proie et digèrent leur repas.
Les derniers stades de la grossesse peuvent rendre la vie difficile car le fœtus appuie sur le diaphragme, ce qui rend la respiration difficile. Mais les serpents qui étranglent leurs victimes avant de les avaler en entier doivent surmonter les difficultés de la respiration alors que leurs poumons sont restreints à chaque fois qu’ils dînent.
“Sans diaphragme, ils s’appuient entièrement sur les mouvements de leurs côtes”, explique John Capano (Brown University, États-Unis), ajoutant que les premiers ancêtres des serpents ont dû relever le défi de respirer tout en serrant et en digérant leur repas. Mais la façon dont les serpents modernes évitent de suffoquer tout en serrant leurs victimes n’est pas claire.
Une possibilité était que les animaux ajustent la région de la cage thoracique qu’ils utilisent pour inhaler, selon qu’ils se reposent, étranglent un animal ou digèrent. Mais personne n’avait observé en détail les schémas respiratoires des serpents en train de maîtriser leur repas pour vérifier si les animaux peuvent ajuster la section de la cage thoracique qu’ils utilisent.
Capano et Elizabeth Brainerd (Brown University) ont fixé un brassard de tensiomètre autour des côtes des boas constrictors pour limiter leurs mouvements et ont découvert que les reptiles sinueux utilisent différentes sections de la cage thoracique pour respirer lorsque leurs côtes sont serrées. Ils publient leur découverte selon laquelle la section postérieure du poumon fonctionne comme un soufflet, aspirant l’air dans le poumon lorsque les côtes situées plus en avant ne peuvent plus bouger parce qu’elles serrent la proie à mort, dans Journal of Experimental Biology.
Mais d’abord, Capano a attaché de minuscules marqueurs métalliques à deux côtes de chaque reptile – l’une au tiers du corps du serpent et l’autre à mi-chemin – pour visualiser le mouvement des côtes à l’aide de radiographies. Il a ensuite placé un brassard de tensiomètre sur les côtes des deux régions et a augmenté progressivement la pression pour les immobiliser. “Soit les animaux ne se souciaient pas du brassard, soit ils se mettaient sur la défensive et sifflaient pour essayer de faire partir le chercheur”, se souvient Capano, expliquant que les reptiles remplissent vraiment leurs poumons lorsqu’ils sifflent : “C’était l’occasion de mesurer certaines des plus grandes respirations des serpents”, dit-il.
En reconstruisant les mouvements des côtes des boa constrictors, il est apparu clairement que les animaux étaient capables de contrôler indépendamment les mouvements des côtes dans différentes parties de la cage thoracique. Lorsque les boa constrictors étaient saisis par le brassard de tension artérielle au tiers de leur corps, les animaux respiraient en utilisant les côtes plus en arrière, en les faisant basculer vers l’arrière tout en les faisant basculer vers le haut pour aspirer l’air dans les poumons. En revanche, lorsque les côtes situées à l’arrière du poumon étaient resserrées, les serpents respiraient en utilisant les côtes situées plus près de la tête. En fait, les côtes situées à l’extrémité du poumon ne se déplaçaient que lorsque les côtes avant étaient serrées, aspirant l’air profondément dans cette région, même si elle est mal irriguée par le sang et ne fournit pas d’oxygène à l’organisme. L’extrémité du poumon se comportait comme un soufflet, tirant l’air à travers la section avant du poumon lorsqu’elle ne pouvait plus respirer par elle-même.
En outre, Capano, Scott Boback et Charles Zwemer (tous deux du Dickinson College, États-Unis) ont filmé et enregistré les signaux nerveux contrôlant les muscles des côtes lorsqu’ils sont contractés par le brassard de tensiomètre, tandis que Boback a également filmé un serpent avec une GoPro pendant qu’il dînait, révélant ainsi que les côtes n’étaient pas simplement maintenues immobiles. Il n’y avait aucun signal nerveux dans les muscles contractés ; les serpents étaient passés à la respiration en activant un autre ensemble de côtes plus loin le long du corps.
Comme la maîtrise et la digestion d’une victime est l’une des choses les plus énergiques que ces serpents puissent faire, il était probablement essentiel qu’ils aient développé la capacité d’ajuster l’endroit où ils respirent avant d’adopter leur nouveau mode de vie entravant les côtes, afin de s’assurer qu’ils ne s’étouffent pas. “Il aurait été difficile pour les serpents de développer ces comportements sans la capacité de respirer”, conclut-il.
Référence : “Modular lung ventilation in Boa constrictor” par John G. Capano, Scott M. Boback, Hannah I. Weller, Robert L. Cieri, Charles F. Zwemer et Elizabeth L. Brainerd, 24 mars 2022, Journal of Experimental Biology.
DOI : 10.1242/jeb.243119
