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Virtuoses de la survie au froid Puces des glaciers
Ce sont des rencontres familières sur un glacier ou un névé, on les voit surtout lorsqu' elles s' attroupent en grand nombre sur des flaques d' eau de fonte. La physiologie très particulière des puces des glaciers leur permet de survivre dans un environnement extrêmement hostile.
Les puces des glaciers n' ont pas grand-chose en commun avec les puces domestiques, hormis le fait qu' elles font des sauts spectaculaires au moyen d' un appendice ( furcula ) situé sous l' abdomen. Elles appartiennent à l' ordre des collemboles, minuscules arthropodes existant quasiment sans changement depuis 400 millions d' années, c'est-à-dire avant les insectes. On trouve des collemboles partout: dans le sol des forêts, dans les lichens associés aux arbres, à la surface des étangs, dans les pots de fleurs des appartements, dès qu' il y a suffisamment d' humidité et un peu de nourriture ( déchets végétaux, pollens, algues ou autres microorganismes ), même dans des environnements extrêmes comme l' Antarctique ou les plus hauts sommets des Alpes. Les collemboles actifs en hiver sur la neige sont aussi nommés « puces des neiges » ( collemboles nivicoles ). Mais tous ces artistes de la survie sont surclassés par de proches parents vivant sur les glaciers, les puces des glaciers. Mesurant de 1,5 à 2,5 mm, elles sont quotidiennement confrontées à des températures inférieures au point de congélation. Un antigel original Diverses adaptations physiologiques permettent aux puces des glaciers de survivre dans un environnement aussi défavorable à la vie. Deux stratégies fondamentales peuvent être mises en œuvre pour résister aux basses températures: soit le liquide corporel gèle en partie, soit la formation de cristaux de glace est empêchée par un abaissement du point de congélation ( supercooling ). Les collemboles choisissent généralement la deuxième: le point de congélation se situant environ à –0,. " " .4°C, ils ont besoin de substances protectrices. Chez les insectes, ce sont d' habitude des composés chimiques à chaînes moléculaires courtes comme des sucres ou des alcools saturés ( par exemple la glycérine ). Ce ne serait pas suffisant dans ce cas, puisque les concentrations nécessaires transformeraient les liquides corporels en un sirop épais limitant drastiquement la mobilité de l' organisme. C' est pourquoi les puces des glaciers synthétisent des substances à chaînes moléculaires longues, les glycoprotéines. Ce sont des composés complexes de glucides et de protéines, très efficaces en concentrations minimes et n' exerçant ainsi pas d' effet négatif sur la mobilité. C' est grâce à elles que les puces des glaciers peuvent survivre sans geler jusqu' à –20°C environ. En fait, elles se réfugient par grand froid dans des fissures des glaciers, et en hiver entre la neige et la glace. Elles n' y sont en général pas soumises à des températures inférieures à –5°C. Les glycoprotéines ont d' autres propriétés bénéfiques. Si une puce des glaciers dépourvue de telles substances entrait en contact avec des cristaux de glace, ceux-ci pénétreraient dans son corps par les pores. La cristallisation mortelle gagnerait alors rapidement tout l' organisme. Ce processus de croissance cristalline, que les biologistes nomment « congélation par inoculation », est inhibé par le dispositif de protection dont disposent les puces des glaciers. S' alimenter par des températures inférieures à 0°C Les glycoprotéines permettent aussi aux puces des glaciers de s' alimenter lorsque les températures sont négatives. Normalement, les arthropodes accumulent des réserves corporelles pour l' hiver. Ils cessent alors de se nourrir, car les aliments constitueraient dans l' intestin des noyaux de cristallisation induisant la formation de glace inévitablement fatale. On a pu mettre en évidence dans le tractus intestinal de l' espèce de puce des neiges Ceratophysella sigillata des substances protectrices à longues chaînes moléculaires, en provenance de son alimentation hivernale constituée d' algues résistantes au gel. On peut supposer que les puces des glaciers aussi protègent chimiquement le contenu de leur intestin contre le gel. On ne sait pas si la consommation d' algues rouges nivales ( Chlamydomonas nivalis ) joue un rôle dans ce processus, mais il est établi que les puces des glaciers se nourrissent essentiellement de particules organiques apportées par le vent, surtout de pollens de conifères. Ces pollens participent à la composition des fines particules de substance visqueuse que l'on trouve sur les glaciers. Sa couleur noire, due à des éléments minéraux, absorbe le rayonnement solaire, fait fondre la glace et y creuse de minuscules pores. Cette substance sert aussi d' aliment durant l' hiver, lorsque les puces des glaciers se tiennent à la limite de la glace et de la neige. Actives jusqu' à –15°C La plupart des invertébrés se mettent déjà au repos par des températures supérieures au point de congélation. Ce n' est pas le cas pour les puces des glaciers, qui montrent des mouvements coordonnés à des températures atteignant –15°C, et sont actives en hypothermie. Elles utilisent à cet effet un équipement enzymatique spécial et des structures cellulaires restant souples par grand froid. C' est ainsi que leur activité n' est jamais mise en danger dans les plages de température qui leur sont habituelles, de +1 à –5°C. Par contre, elles meurent rapidement par plus de 12°C, et sont sensibles à un excès d' irradiation solaire. Pouponnière au frais Les œufs jaunes, de 0,2 mm environ, sont pondus en plein été ou au début de l' automne, directement dans des fissures glaciaires superficielles ou sous des pierres assez grandes pour que leur face inférieure ne soit pas réchauffée par le soleil. La température idéale pour les puces des glaciers va de +1 à –3°C. Leur développement embryonnaire n' est possible qu' à moins de +5°C, qui est d' ail la température la plus basse à laquelle les œufs de tous les autres invertébrés peuvent se développer. Il ne faut que deux mois aux œufs des puces des glaciers pour éclore, mais leur maturité sexuelle n' est atteinte qu' après environ deux ans et douze à quatorze mues. Contrairement à d' autres collemboles, les jeunes fraîchement éclos sont pigmentés. On suppose que la couleur sombre les protège du rayonnement ultraviolet. Des puces grégaires Malgré leur petite taille, on remarque facilement les puces des glaciers à l' œil nu, car elles apparaissent souvent en grand nombre. De même pour leurs minuscules œufs: comme les femelles pondent en groupe, leurs œufs peuvent être par exemple visibles sous forme de taches jaunes sur la face inférieure de grosses pierres. En été, on ne trouve pas toujours des puces des glaciers à la surface de la glace, car elles se dissimulent souvent dans les minces fissures de celle-ci. Elles réapparaissent toutefois: l' eau de fonte les évacue vers la surface et le ruissellement les entraîne vers des flaques d' eau de fonte. Il est possible que des variations de la pression atmosphérique favorisent aussi leur apparition massive, comme cela a été observé pour l' espèce de puce des neiges Isotoma hiemalis. Autres espèces Il existe plusieurs espèces de puces des glaciers, dont la plus connue est Isotoma saltans. On ne la trouve que là où la surface est constituée de glace nue ou de névé, et on la cherchera en vain dans les moraines centrales ou latérales, alors qu' on y trouvera des espèces apparentées connues plutôt comme terricoles. On rencontre parfois une autre espèce de puce des glaciers, reconnaissable à sa couleur jaune orange: Onychiurus alborufescens, dont la biologie est encore inconnue. Elle est incapable de sauter, la fourche ventrale servant de catapulte ayant disparu au cours de l' évolution Plus fréquentes que les puces des glaciers, on trouve aux altitudes inférieures les puces des neiges qui vivent surtout dans les sols forestiers et apparaissent régulièrement sur la neige, en populations considérables, lorsque le temps est doux. On rencontre aussi, au cours de leurs migrations, des populations de millions d' individus de l' espèce Certatophysella sigillata.