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© Jari-Peltomäki
Sur le parcours: analyses du métabolisme chez les oiseaux migrateurs
Les vols de longue distance demande une bonne préparation de l’organisme pour cette performance d’endurance qui doit être gérée sans réapprovisionnement. Nous étudions comment le métabolisme gère le changement entre la constitution de réserves énergétiques et leur restitution et comment il est régulé.
Objectifs
Sont étudiées les questions suivantes:
- Comment un petit passereau parvient-il à accomplir durant la migration une telle performance d'endurance sans consommation de nourriture?
- Comment surmonte-t-il les exigences liées à une performance de vol élevée et une accumulation efficace de graisse durant le repos?
- Quelle importance revêtent les aires de repos pour les oiseaux? Existe-t-il des différences qualitatives entres les aires de repos?
Procédé
Nous avons étudié le métabolisme des oiseaux migrateurs en route pour leurs quartiers d'hiver, notamment dans les lieux de halte durant la phase de repos et de ravitaillement, mais aussi durant le vol, et ce grâce à la possibilité unique au monde d'attraper dans les Alpes des oiseaux en phase active de migration. Une seule petite goutte de sang permet de mesurer glycémie, graisses et produits issus de la dégradation des protéines. Ces métabolites nous indiquent quels types d'énergie l'oiseau consomme en vol et si ses réserves d'énergie touchent à leur fin. A l'aide de ces mesures, nous pouvons déduire si, en phase de repos, l'oiseau trouve suffisamment de nourriture pour reconstituer ses réserves d'énergie épuisées. Comme, au Col de Bretolet, nous attrapons des oiseaux dont le temps de vol est inconnu, nous avons procédé aux mêmes examens dans des conditions contrôlées: nous avons analysé les métabolites de pigeons voyageurs et de bécasseaux maubèches qui avaient volé jusqu'à 10 heures sans interruption en soufflerie.
Résultats
Les analyses du vol d'endurance ont révélé des particularités physiologiques étonnantes qui contribuent à expliquer comment un oiseau migrateur peut accomplir cette performance sans s'alimenter. Le point essentiel réside dans le fait que l'organisme de l'oiseau migrateur s'est parfaitement adapté à ces lipides que sont les triglycérides. Ce "carburant" relativement léger et énergétique est acheminé en grande quantité vers les muscles pectoraux, notamment grâce à une voie métabolique particulière. Par ailleurs, les oiseaux migrateurs tirent leurs dépenses énergétiques de leurs réserves lipidiques dans une proportion nettement plus élevée que ne peuvent le faire d'autres animaux vertébrés dans le cadre d'un effort d'endurance. Les oiseaux migrateurs brûlent peu de protéines. Ils se dispensent ainsi d'une charge supplémentaire, car les protéines contiennent beaucoup d'eau et s'avèrent donc "lourdes" par rapport à l'énergie qu'elles contiennent. En outre, l'organisme ne réduit les organes que dans une faible mesure et essentiellement au détriment des muscles pectoraux, si bien qu'il peut rapidement reconstituer des réserves durant la phase de repos. La régulation hormonale du métabolisme durant les vols de longue distance est encore largement méconnue. Les analyses de l’hormone glucocorticoïde corticostérone ont montré que ses valeurs fondamentales sont plus élevées durant le vol. La corticostérone augmente la restitution des protéines et la néoglucogénèse et aide ainsi le taux de glucose à rester stable même en cas de faim et à couvrir les besoins augmentés en énergie.
Responsable de projet
Partenaire
Dr. Åke Lindström und Anders Kvist, Universität Lund, Schweden
Prof. Dr. Theunis Piersma, Netherlands Institute for Sea Research, Texel, Niederlande
Prof. Dr. Hubert Schwabl, Washington State University Pullman
Dr. Fernando Spina, Istituto Nazionale per la Fauna Selvatica, Bologna, Italien
Publications
Fasting in Birds: General Patterns and the Special Case of Endurance Flight.
Nectar: an energy drink used by European songbirds during spring migration.
Long flights do not influence immune responses of a long-distance migrant bird: a wind-tunnel experiment.
Zur Physiologie von Zugvögeln auf dem Zug: eine Übersicht.
Interdependence of flight and stopover in migrating birds: possible effects of metabolic constraints during refueling on flight metabolism.
Fuel use and metabolic response to endurance exercise: a windtunnel study of a long-distance migrant shorebird.
Plasma metabolites reflect seasonally changing metabolic processes in a long-distance migrant shorebird (Calidris canutus).
Temporal uncoupling of thyroid hormones in Red Knots: T3 peaks in cold weather, T4 during molt.
Post-Exercise Ketosis in Night-Migrating Passerine Birds.
Fat and protein utilization during migratory flight.
Fuel supply and metabolic constraints in migrating birds.
Habitat utilization and energy storage in passerine birds during migratory stopover.
Metabolic responses to diurnal feeding patterns during the postbreeding, moulting and migratory period in passerine birds.
Metabolic differences between the postbreeding, moulting and migratory period in feeding and fasting passerine birds.
Metabolic responses of homing pigeons to flight and subsequent recovery.
Plasma metabolite levels predict individual body-mass changes in a small long-distance migrant, the Garden Warbler
Corticosterone Levels of Passerine Birds During Migratory Flight.
High plasma triglyceride levels in small birds during migratory flight: A new pathway for fuel supply during endurance locomotion at very high mass-specific metabolic rates?
Metabolic responses to flight and fasting in night migrating passerines.