Comment les amphibiens respirent-ils ?
Les amphibiens sont des tétrapodes vertébrés de la classe des amphibiens, eux-mêmes englobés dans le règne Animalia. Ce taxon comprend environ 8000 espèces différentes, dont environ 90 % sont des grenouilles.
Les grenouilles, les crapauds, les tritons, les salamandres et les cécilies sont des animaux physiquement fascinants… Mais savez-vous comment les amphibiens respirent ?
Il peut sembler que ces animaux respirent par la peau. Comme vous le verrez dans les lignes suivantes, cela n’est pas très éloigné de la réalité, mais il faut apporter certaines nuances. Si vous voulez tout savoir sur les échanges gazeux dans le monde des amphibiens, poursuivez donc votre lecture.
Le monde étonnant des amphibiens
Avant d’explorer les mécanismes respiratoires de ces animaux, passons en revue leur physiologie et leur taxonomie. Les amphibiens sont une classe séparée en 3 groupes différents dont il y a des représentants vivants aujourd’hui : Salientia (grenouilles, crapauds et parents), Caudata (salamandres, tritons et parents) et Gymnophiona (cécilies).
Les grenouilles et les crapauds sont les représentants les plus connus de ce groupe. En effet, sur les 8000 espèces existantes, plus de 90 % appartiennent au groupe Salientia.
Ceux-ci se caractérisent par l’absence de queue, par des membres postérieurs généralement longs et forts et par une peau très rugueuse au toucher. Il est à noter que la distinction entre crapaud et grenouille n’a pas d’intérêt taxonomique.
Les urodèles (Caudata) sont faciles à différencier du groupe précédent, car ils ont une queue, un corps beaucoup plus allongé et des extrémités avant et arrière similaires. Leur corps est généralement fusiforme, car de nombreuses espèces passent une grande partie de la journée à chasser et à se reproduire sous l’eau.
Quant aux cécilies, ce sont des amphibiens très timides et rares en forme de serpent ou de ver qui vivent sous terre. Au-delà de leur paire de tentacules olfactifs sur la tête, ces animaux manquent de membres et leurs yeux sont souvent très atrophiés. Aujourd’hui, environ 200 espèces ont été recensées, comme l’indique National Geographic.
Comment les amphibiens respirent-ils ?
Maintenant que vous en savez plus sur la physiologie de ces animaux, nous sommes prêts à aborder la question de la respiration des amphibiens de manière générale. Nous vous en parlons en détail en fonction des différents stade de vie.
La respiration des larves
Comme vous le savez peut-être déjà, la plupart des amphibiens passent par un stade larvaire dans l’eau, à quelques exceptions près. Par exemple, Salamandra salamandra donne parfois naissance à des petits complètement métamorphisés. A ce stade, les têtards ont des branchies et leur respiration est complètement aquatique.
Dans le cas des grenouilles et des crapauds, les têtards ont des branchies intériorisées recouvertes de peau, formant une chambre operculaire avec des branchies internes ventilées par des spiracles. Ceux-ci commencent à perdre de leur importance lorsque l’animal commence à développer ses membres, car les poumons apparaissent.
Fait intéressant, des études ont montré que la tension superficielle de l’eau est un régulateur important de la respiration chez les amphibiens au cours de leur stade larvaire.
Lorsqu’elles mesurent moins de 3 millimètres de long, les larves sont incapables de surmonter la force de la barrière eau-air. Elles ne peuvent donc pas profiter de l’oxygène de l’air pour se développer.
Lorsqu’ils atteignent la bonne taille, les têtards peuvent briser la tension superficielle de l’eau et commencer à entraîner leurs poumons à la vie sur terre.
Comment respirent les amphibiens adultes ?
La métamorphose des amphibiens est marquée par la disparition de la queue chez les grenouilles et les crapauds et le développement des membres. Mais aussi par la réabsorption des structures branchiales.
Cet événement marque le point de non-retour. En effet, les spécimens adultes sont généralement incapables de développer toute leur vie dans le milieu aquatique.
Les poumons des amphibiens sont très archaïques par rapport à ceux des mammifères et des oiseaux. Ils ont très peu de cloisons internes et les alvéoles sont longues, de sorte que le taux de diffusion de l’oxygène dans le sang est très faible. L’acte mécanique de respirer s’effectue par pompage buccal, mais cela ne suffit pas à alimenter tous les tissus.
Ainsi, comme l’indiquent les études, la peau est le principal organe respiratoire dans de nombreux cas. L’enveloppe externe des amphibiens est capable de gérer 0 à 100 % d’absorption d’oxygène et 20 à 100 % d’excrétion de dioxyde de carbone.
Leur épiderme est très fin et perméable aux échanges gazeux. Cela permet à ces animaux de respirer presque exclusivement à travers lui.
Les particularités de la respiration cutanée
À ce stade, il est déjà clair pour nous que la majeure partie de la respiration des amphibiens est liée à leurs structures épidermiques. Il peut sembler que cette méthode soit rudimentaire et chaotique, mais rien n’est plus faux.
En effet, ces animaux sont capables de réguler le flux sanguin au niveau de la peau, avec lequel ils peuvent contrôler dans une certaine mesure les échanges gazeux. Chez de nombreux amphibiens, 20 à 95 % des capillaires respiratoires se trouvent dans la peau.
La diffusion de gaz se produit principalement dans la couche la plus externe et la plus mince de l’animal, l’épiderme. Celle-ci est en contact avec le reste du corps de l’animal par les veines, les artères, les veinules et les artérioles.
Curieusement, le flux sanguin vers la peau est réduit lorsque l’animal est exposé à l’air. En d’autres termes, s’il y a un manque d’humidité dans l’environnement, l’échange de gaz avec l’environnement est réduit pour minimiser la perte d’eau.
La vasodilatation et la vasoconstriction de ces capillaires sont codées par le cerveau. Elles sont donc, dans une certaine mesure, volontaires.
Certaines espèces qui réduisent leur métabolisme au minimum en hiver respirent constamment et uniquement à travers leur peau.
Un groupe nécessitant une protection particulière
Pouvoir respirer à travers la peau représente un énorme avantage, mais cela a aussi un coût associé très clair. Étant plus fin et plus respirant, l’épiderme des amphibiens les met complètement à la merci de l’environnement.
En effet, ils risquent de mourir de déshydratation s’ils n’ont pas de source d’eau à proximité. A ce titre, ce sont des animaux totalement dépendants des milieux humides.
De plus, la perméabilité de cet organe rend les grenouilles, les crapauds, les salamandres, les tritons et les céciliens très vulnérables aux produits chimiques et aux changements environnementaux. Il n’est ainsi pas surprenant que 41% des amphibiens découverts et analysés soient en danger d’extinction.
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- Caecilians, National Geographic. Recogido a 21 de julio en https://www.nationalgeographic.com/animals/amphibians/facts/caecilians
- Schwenk, K., & Phillips, J. R. (2020). Circumventing surface tension: tadpoles suck bubbles to breathe air. Proceedings of the Royal Society B, 287(1921), 20192704.
- Tattersall, G. (2007). Skin breathing in amphibians. Endothelial Biomedicine: a Comprehensive Reference, 85-91.
- Romer, A. S. (1972). Skin breathing—primary or secondary?. Respiration physiology, 14(1-2), 183-192.
- Burggren, W., & Pan, T. C. (2019). Chemoreceptive control of ventilation in amphibians and air-breathing fishes. Airway Chemoreceptors in the Vertebrates, 151-184.