VIE ANIMALE DANS L'AIR ET DANS L'EAU

Contribution énergétique respiratoire

Respirer dans l'eau ou dans l'air représente un travail, donc une dépense d'énergie. Celle-ci est, par rapport à la dépense énergétique globale, bien plus grande chez l'animal aquatique. On vient de voir que celui-ci respire relativement beaucoup pour obtenir l'oxygène dont il a besoin ; en outre, les valeurs de la viscosité et la densité de l'eau sont beaucoup plus élevées que celles de l'air, si bien que 10 à 20 p. 100 de la dépense totale d'énergie de cet animal sont utilisés pour la respiration externe. En revanche, chez l'animal aérien, qui respire relativement beaucoup moins et qui, de surcroît, mobilise un milieu peu visqueux et peu dense, la dépense d'énergie nécessaire au travail respiratoire est moindre. Toutefois, ce gain d'énergie est contrebalancé par un autre phénomène : l'animal aérien, s'il respire un air non saturé de vapeur d'eau, comme c'est généralement le cas, exhale un gaz saturé de vapeur d'eau provenant de l'évaporation qui s'opère à la surface des muqueuses des voies respiratoires exposées au courant gazeux. Or l'évaporation d'eau est dissipatrice d'énergie ; l'évaporation d'un gramme d'eau consomme 500 calories environ ; pour un homme vivant dans une ambiance tempérée à humidité moyenne, la dépense d'énergie résultant de l'évaporation correspond à quelques centièmes de son métabolisme.

Squelette des Vertébrés

Les animaux aquatiques, ayant à peu près la même densité que l'eau, ne sont soumis de ce fait qu'à de faibles contraintes mécaniques, d'ailleurs relativement inchangées selon la taille de l'animal puisque la poussée d'Archimède est proportionnelle au volume de celui-ci. Dès lors, il n'est pas surprenant d'observer que le poids du squelette des poissons osseux et des lamproies constitue une faible fraction du poids total et que cette proportion est indépendante de la taille de l'animal.

Le passage de la vie aquatique à la vie aérienne chez les Vertébrés s'accompagne de la disparition quasi complète de la poussée d'Archimède, et l'action de la pesanteur se fait sans restriction sentir sur les structures de l'organisme, ce qui nécessite le développement du squelette. Dans le cas des mammifères terrestres, les gros animaux sont davantage soumis aux contraintes gravifiques que les petits animaux ; c'est ainsi que chez un éléphant de 6 tonnes la masse du squelette représente près de 20 p. 100 du poids total du corps, alors que chez une musaraigne de 5 grammes le squelette ne pèse que 0,2 gramme, soit 4 p. 100 du poids total. Toutes les mesures du développement relatif du squelette montrent que, chez les gros mammifères terrestres et les gros oiseaux, le squelette est massif et puissant, alors que, chez les petits animaux, il est gracile et ténu. Il est vraisemblable que la contrainte représentée par l'action de la pesanteur a limité le développement des animaux terrestres ; la masse du plus gros mammifère terrestre (le mammouth) atteignait 6 à 8 tonnes ; le plus gros mammifère terrestre actuel (l'éléphant d'Afrique) pèse 5 à 6 tonnes, alors que la masse de la plus grosse baleine, la baleine bleue, atteint 150 tonnes.