Une nouvelle étude sur l’hibernation est une mauvaise nouvelle pour les futurs voyageurs de l’espace

Imaginez que vous êtes un astronaute faisant un voyage dans l’espace. Seulement, ce n’est pas une courte escapade sur la Lune. Au lieu de cela, votre voyage durera 120 ans.

Pour y arriver, vous devez réduire considérablement les activités et les besoins métaboliques de votre corps. Les films de science-fiction hollywoodiens imaginent souvent un avenir où les humains sont capables d’induire artificiellement l’hibernation pour survivre au voyage. Mais est-ce vraiment possible ?

Une récente étude publiée mercredi dans la revue Actes de la Royal Society B analyse la quantité d’énergie économisée par différents mammifères pendant l’hibernation. Les résultats suggèrent que, métaboliquement parlant, les humains ne survivront probablement pas à un voyage de plusieurs décennies dans l’espace.

Quoi de neuf – Dans la nouvelle étude, les scientifiques sont parvenus à deux conclusions surprenantes sur la façon dont les animaux en hibernation économisent de l’énergie.

Premièrement : les petits mammifères hibernants ont tendance à économiser, en moyenne, beaucoup plus d’énergie que les plus gros animaux. Par exemple, le minuscule marsupial de 45 grammes connu sous le nom de monito del monte – qui pourrait tenir dans la paume de votre main – économise 76% de son énergie pendant l’hibernation par rapport à son état actif habituel.

D’un autre côté, un grizzli de 400 livres a en fait des économies d’énergie négatives de 124 %. En d’autres termes : la plupart des grands ours n’économisent pas d’énergie pendant l’hibernation, mais en perdent.

Même pour un ours plus petit pesant 75 kilogrammes – 165 livres – les économies d’énergie de l’hibernation sont nulles par rapport à l’état de sommeil normal de l’ours. Roberto Nespolo, l’auteur principal de l’étude et chercheur à l’Universidad Austral de Chile, raconte sens inverse que les petits animaux ont besoin de brûler plus d’énergie pour maintenir la température corporelle dans leur état normal d’activité ou de sommeil.

Mais pendant l’hibernation, la consommation d’énergie – par gramme – est constante quelle que soit la taille du corps. En d’autres termes, une chauve-souris hibernante a le même métabolisme qu’un ours hibernant 20 000 fois sa taille.

Les ours comme le grizzli illustré ici n’économisent pas d’énergie pendant l’hibernation, contrairement aux petits rongeurs ou chauves-souris en hibernation. Getty

“C’est pourquoi les avantages de désactiver l’interrupteur du métabolisme sont plus importants chez les petits animaux et deviennent approximativement nuls à la taille d’un petit ours”, explique Nespolo.

Par conséquent, il est logique que la plupart des créatures hibernantes – comme les chauves-souris ou les rongeurs – aient tendance à être plus petites. Après tout, le seul hibernant connu pesant plus de 45 livres est l’ours, bien que l’étude suggère que les mères nourrissant leurs oursons tirent certains avantages de l’hibernation.

Pourquoi est-ce important – Mais pourquoi la quantité d’énergie économisée pendant l’hibernation des animaux concerne-t-elle les humains qui évidemment n’hibernent pas ?

Cela nous ramène au voyage spatial de longue durée et à ses limites. Comme l’étude l’implique, l’hibernation induite artificiellement chez l’homme, comme dans le scénario hypothétique de l’astronaute, n’économise probablement pas plus d’énergie par rapport au sommeil régulier.

“Les humains sont tout simplement trop gros, donc les avantages de l’hibernation sont minimes – comme chez les ours – si nous ne pensons qu’aux économies d’énergie”, déclare Nespolo.

Alors que les petits mammifères comme la chauve-souris brune ou l’opossum pygmée peuvent réduire leur niveau d’énergie normal jusqu’à 98 % pendant l’hibernation, le même type d’économies d’énergie ne serait tout simplement pas possible chez l’homme. Ainsi, les petits mammifères peuvent facilement se débrouiller grâce aux réserves d’énergie stockées dans leur corps dans la masse grasse et maigre – les muscles – pendant l’hibernation, mais les humains ne seraient pas nécessairement capables de faire de même.

Nespolo ajoute : « Je reçois cette question très souvent. La réponse courte est que je pense que ce n’est pas possible.

Mais même si vous pouviez induire artificiellement l’hibernation chez l’homme d’une manière qui a du sens du point de vue énergétique, un voyage spatial de plusieurs décennies est probablement encore hors de question. Selon l’étude, vous auriez besoin de 6,3 grammes de graisse par jour pour hiberner dans l’espace, ce qui représente jusqu’à 450 livres pour un voyage de 90 ans. De plus, il existe également des problèmes éthiques concernant les recherches potentielles sur l’hibernation chez l’homme.

“Qui sera le volontaire pour tester un médicament, une modification génétique ou une intervention chirurgicale pour induire l’hibernation?” dit Nespolo.

Les films de science-fiction imaginent souvent induire artificiellement l’hibernation chez les humains, où ils font de longs voyages dans des capsules spatiales. Mais des limitations métaboliques peuvent empêcher les astronautes de faire le voyage. Shutterstock

Comment ils ont fait la découverte — Il y a eu plusieurs études ces dernières années expliquant les processus métaboliques qui permettent aux animaux de survivre à l’hibernation. Mais jusqu’à présent, il était difficile de calculer les économies d’énergie moyennes des mammifères pendant leur sommeil.

Les chercheurs de cette étude ont analysé plusieurs études existantes sur les animaux en hibernation, comparant la consommation énergétique quotidienne des animaux actifs à l’énergie moyenne utilisée pendant l’hibernation. Ensuite, ils ont calculé les économies d’énergie de différents animaux, allant des petits animaux comme la chauve-souris à oreilles de souris aux plus gros animaux comme les grizzlis.

Le calcul de la réduction d’énergie moyenne à long terme pendant l’hibernation serait utile pour déterminer “combien de temps les astronautes hypothétiques dureront dans l’espace, ou la taille limite à laquelle l’hibernation devient inefficace”, ont écrit les chercheurs de l’étude.

et après Les résultats soulèvent également d’autres questions sans réponse que les scientifiques voudront explorer dans de futures études.

“Nos résultats posent également la question intrigante de savoir pourquoi une cellule d’une chauve-souris en hibernation a un métabolisme similaire à celui d’une cellule d’un ours en hibernation – un animal 20 000 fois plus gros”, écrivent les chercheurs de l’étude.

Mais selon d’autres recherches récentes, la hausse des températures due au réchauffement climatique pourrait modifier l’hibernation des ours telle que nous la connaissons. Les scientifiques devront peut-être agir rapidement s’ils veulent étudier l’hibernation de grands mammifères comme les ours – et peut-être aussi parvenir à un sommeil semblable à l’hibernation chez les humains.

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