L'énigme du cachalot

Le cachalot est un formidable plongeur, le champion d’apnée toute catégorie, en profondeur (3000 m) et en durée (90 min), comparé à l’homme (214 m et 11 min 30). On connait déjà beaucoup de choses sur sa physiologie, comment il descend sans faire de mouvements grâce à ses ballasts composés de « spermaceti », comment il tient en apnée aussi longtemps grâce à ses adaptations cardio-vasculaires et métaboliques… Mais, à mon avis, une énigme subsiste : comment résiste t’il à des pressions de 300 bars ?

Bien sûr, on sait que la pression hydrostatique même de 300 bars (30 MPa) n’écrase pas le cachalot, car les liquides sont incompressibles et les cavités aériennes (poumons par exemple) peuvent facilement diminuer de volume, mais toutes les expériences réalisées chez l’animal, y compris l’homme, ont montré que le cerveau était sensible à la pression (syndrome nerveux des hautes pressions, SNHP) et ceci, aussi bien en respiration aérienne qu’en respiration liquidienne (mammifères ou poissons). Alors, comment le cerveau du cachalot est-il protégé de ces formidables pressions ?

Les plongées expérimentales menées chez l’animal et chez l’homme ont montré qu’en respiration d’HELIOX (mélanges d’hélium et d’oxygène), le SNHP apparait à environ 20 bars de pression (200 m) suivant la vitesse de compression et qu’il augmente avec la profondeur. Des hypothèses explicatives du SNHP ont été émises : effets directs de la pression hydrostatique sur les membranes des neurones (cellules nerveuses, parties lipidique et protéique)… De plus il a été démontré que le rajout d’un gaz « narcotique » (protoxyde d’azote, azote, hydrogène), plus solubles que l’hélium dans les membranes, atténue les troubles dû à la pression (diminution du SNHP).

Or, le gaz carbonique (CO2), produit normalement par la respiration cellulaire (métabolisme), est aussi un gaz « narcotique » (carbonarcose). Serait il capable chez le cachalot de le protéger du SNHP ? C’est une hypothèse crédible, en effet, les mammifères plongeurs peuvent tolérer des taux de CO2 beaucoup plus élevé que ceux mesurés chez l’homme et ils permettraient ainsi un blocage plus efficace des effets de la pression.

Bien sûr, d’autres explications sont possibles, comme des modifications adaptatives des neurones du cachalot aux fortes pressions, mais cette hypothèse explicative du CO2 reste bien séduisante.

Bernard Gardette
Conseiller scientifique