Comment trouver de l'information scientifique ? Evolution de l'hibernation par exemple

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L'autre jour mon fils de 5 ans m'a demandé pourquoi nous n'hibernions pas. M'en étant échappé par une pirouette, je me suis rendu compte que je ne sais pas grand chose sur l'évolution de l'hibernation : quand est-ce apparu ? combien de fois indépendemment ? Connait-on les pressions sélectives qui le motivent (bin y a rien à bouffer en hiver je suppose) et les contraintes qui l'empêchent (pas assez de réserves de gras pour passer l'hiver ?) ? A priori les mammifères hibernent et les oiseaux migrent, est-ce vrai ? Général aux animaux qui bougent facilement ou pas ?

J'ai décidé de blogger ma recherche de réponses (au moment où j'écris ces lignes, je ne sais pas si je vais en trouver), pour illustrer la manière dont on peut trouver des réponses scientifiques pertinentes sur internet. Je précise que je ne me connecte pas via l'université, donc je n'aurais accès qu'aux mêmes resources que tout un chacun.

Première étape : Wikipedia anglophone. A de très rares exceptions près, bien plus utile pour la science que Wikipedia francophone. Ma recherche me montre qu'il n'y a pas de page sur l'évolution de l'hibernation, mais on va aller voir la page hibernation. Avant ça, on remarque des trucs intéressants dans les résultats de recherche, comme des mentions d'hibernation d'insectes et de poissons, et un lien vers la page thermorégulation qu'on va aussi ouvrir pour voir.

Bon la page hibernation ne nous avance pas des tonnes, sinon clarifier quelques définitions. Important, l'hibernation au sens strict semble limitée aux animaux endothermes, c'est-à-dire à sang chaud (homéotherme et endotherme sont différents, mais au niveau où on discute aujourd'hui on ne va pas chipoter). On apprend aussi qu'il y a débat sur le phénomène de réveils périodiques au cours de l'hibernation, bien que les références ne soient pas super récentes (la plus récente est de 2002). Le paragraphe hibernation de la page thermorégulation ne m'avance pas, passons.

Deuxième étape : Google scholar. Bien qu'ils n'en fassent pas tellement la pub, Google scan tout se qui ressemble à un article scientifique, le classe, et permet de le chercher. Les désavantages : aucun contrôle sur le fait que ça soit réellement des articles légitimes ou de la pseudo-science formattée pareil, de la confusion entre brouillons archivés et articles finaux, et surtout les résultats peuvent juste être vus à l'écran, pas exportés et retraités de diverses manières ; désavantages légers pour ce qui nous préoccupe aujourd'hui. Avantages : rapide, gratuit, classification des résultats par un mélange date, nombre de citations et pertinence des termes de recherche dans l'article (dans le titre c'est mieux que perdu dans l'article), liens vers des versions non officielles gratuites des articles (genre sur la page perso du chercheur), correction des erreurs d'orthographe ou des différences anglais américain / britannique dans votre requête, à la Google. Bref, c'est trop cool, on y va.

Plein de résultats. Alors ma tactique c'est d'ouvrir quelques-uns des articles qui ont l'air intéressants dans de nouveaux onglets, puis de restreindre la recherche aux années récentes en cliquant à gauche sur "since 2009", j'ouvre à nouveau quelques articles dans des onglets, je restreint "since 2012", je recommence, et je regarde ce qu'on a obtenu.

Dans le résumé d'un article de 1998 on apprends quelques trucs intéressants qui posent des bases sur la question :

• Il y avait une hypothèse que la torpeur (c'est bien d'avoir gardé la page Wikipedia ouverte pour vérifier les définitions de ce genre de termes) était un état ancestral chez les mammifères, mais ce point de vue ne semble pas très soutenu. Il n'en reste pas moins que la torpeur se fait de manière similaire chez divers mammifères.


• La torpeur serait peut-être ancestrale, mais dans un rôle lié à l'absence de sang chaud (? bizarre). L'homéothermie serait une absence de torpeur. (Donc l'hibernation serait une résurgence de l'hétérothermie ? à creuser.)


• Chez les oiseaux, contrairement aux mammifères, la torpeur se trouve dans des groupes ayant émergé récemment. (Ouh-là, cette discussion de groupes "anciens" et "nouveaux" me fait met la puce à l'oreille sur le fait que cet article ne soit pas très solide du point de vue biologie évolutive.) Les traits les plus liés à la torpeur semblent la dépendance à des sources de nourriture instables et la taille.


• Il est possible que la torpeur quotidienne et l'hibernation soient deux types de torpeur ayant évolué de manière indépendante, et ayant convergé vers des mécanismes physiologiques similaires.

Un article de livre (de 2000) pose aussi quelques questions intéressantes, en partant de l'exemple des echidnés, des cousins des ornithorynques. Les auteurs pensent que l'hibernation et la torpeur sont ancestraux aux mammifères, et semblent approuver de l'hypothèse que la torpeur et l'hibernation (on a au moins appris que ces deux concepts sont liés !) soient un retour vers l'état pré-homéotherme. En regardant le contenu de l'article, en partie disponible sur Google Books, on va sauter la partie spécifique aux echidnés, et arriver à la discussion plus générale. Les auteurs suggèrent que l'hibernation puisse évoluer graduellement comme un moyen de conserver de l'énergie quand il fait frais, pas forcément comme une grosse adaptation à l'absence dramatique de nourriture style marmotte en haut des Alpes. Ils pensent aussi que l'évidence soutient plutôt l'hypothèse que l'hibernation provienne d'un état ancestral, et ne soit pas une série d'inventions convergentes dans différents groupes. L'argument le plus fort étant la similarité entre mammifères placentaires, marsupiaux et monotrêmes.

J'arrive à un article beaucoup plus récent, de 2012. Deux phrases intéressante dans le résumé :

(...) hibernation is part of a specific “slow-paced” mammalian life-history tactic that is associated with increased survival, retarded physiological aging, increased maximum longevity, low rates of fecundity, and long generation times. We argue that these traits can be explained if the primary function of hibernation—at least in many species—is the reduction of extrinsic mortality risks, namely predation, under environmental conditions that are not life-threatening, but do not favor reproduction.

Leur théorie est que l'hibernation sert essentiellement à éviter les prédateurs quand il y a peu de nouriture disponible. En gros, éveillé vous avez un équilibre risque (prédateurs) - bénéfices (nouriture) ; quand le bénéfice devient trop faible, c'est déséquilibré en faveur du risque, et il vaut mieux roupiller. Il faut les prédictions suivantes :

1. La survie devrait être beaucoup plus élevée en hibernation qu'en période d'activité.


2. L'hibernation devrait être plus fréquente chez les petits animaux, davantage victimes de prédateurs.


3. Les hibernateurs doivent avoir des espérances de vie plus élevées, parce que la théorie prédit que ça ne vaut le coup d'investir dans un alongement de l'espérance de vie que si on a une mortalité relativement faible du départ.


4. L'espérance de vie devrait être la plus longue parmi les animaux combinant hibernation et autres formes d'évitement de la prédation, genre armure.

Les points 3 et 4 me paraissent difficiles à tester de manière rigoureuse, mais comme je n'ai pas accès au papier en Open Access, je ne sais pas ce qu'ils ont fait.Un bon indice est un papier un an plus ancien des mêmes auteurs, où ils disent, et je cite :

As predicted, we found an effect of hibernation on the relationships between life history attributes and body mass: small hibernating mammals generally have longer maximum life spans (50% greater for a 50 g species), reproduce at slower rates, mature at older ages and have longer generation times compared with similar-sized non-hibernators. In accordance with evolutionary theories, however, hibernating species do not have longer life spans than non-hibernators with similar survival rates, nor do they have lower reproductive rates than non-hibernators with similar maximum life spans. Thus, our combined results suggest that (i) hibernation is associated with high rates of overwinter and annual survival, and (ii) an increase in survival in hibernating species is linked with the coevolution of traits indicative of relatively slow life histories

Donc ils trouvent des corrélations qui vont dans le sens qu'ils attendent, même si une corrélation ne fait pas une preuve (je dis ça, j'en publie plein). Intéressant quand même. Leurs résultats ne font peut-être pas l'unanimité, je vois qu'un autre papier récent nous dit qu'on manque de données empiriques sur l'hibernation, et que franchement on ne sais pas grand chose.

En conclusions :

• On comprend moins bien l'évolution de l'hibernation que je ne l'aurais cru.


• Dans les choses que l'on sait, de manière surprenante pour moi, l'hibernation semble être une réversion vers l'état ancestral "sang froid", et les mécanismes de l'hibernation et de la torpeur seraient grosso-modo les mêmes.


• On peut trouver plein d'informations fiables et intéressantes sur internet, si on sait où regarder et si on lit l'anglais.

Mon conseil pour la prochaine fois que vous vous posez une question de science : mettez Google scholar dans vos signets web, et partez à l'aventure.