Le système respiratoire

Puisque les baleines sont des mammifères, elles doivent respirer dans l’air, comme nous. Leur système respiratoire a donc un fonctionnement semblable à celui des mammifères terrestres, mais il possède des adaptations spécifiques à leur vie sous-marine.

Lors de l’inspiration, l’air passe par l’évent, le conduit nasal, le larynx, la trachée, et finalement les poumons. À l’expiration, c’est le trajet inverse! Chez les grands rorquals, le cycle inspiration-expiration ne prend qu’une à deux secondes. En plus, les baleines ont la capacité de renouveler 90% de l’air de leurs poumons à chaque inspiration. À titre comparatif, les humains ne renouvèlent que 10 à 15 % de l’air.

L’évent ou les évents des baleines sont l’équivalent des narines. Les baleines à fanons possèdent deux évents alors que les baleines à dents en possèdent un seul. Le deuxième conduit nasal des baleines à dents a changé de fonction au cours de l’évolution : il sert à l’écholocalisation.

Au cours de l’évolution, les évents ont migré sur le dessus de la tête, facilitant ainsi la respiration à la surface de l’eau. Les baleines ne respirent pas par la bouche. Le système digestif et le système respiratoire des baleines à dents ne sont pas connectés, contrairement aux mammifères terrestres. L’évent débouche sur le nasopharynx, ou conduit nasal.

Les baleines à fanons sont quant à elles équipées d’une épiglotte et d’un palais mou amovibles qui permettent de boucher l’accès au système respiratoire lorsqu’elles engloutissent leurs proies. Le rorqual à bosse, une baleine à fanons, peut expirer par sa bouche. Elle le fait par exemple pour produire des bulles qui lui permettent de communiquer ou de se protéger des prédateurs.

Lorsque les muscles sont détendus, l’évent est fermé par des bouchons fibreux, empêchant ainsi l’eau d’entrer dans le système respiratoire. La baleine doit activement ouvrir son évent en contractant les muscles qui l’entourent. Contrairement aux mammifères terrestres, la respiration chez les baleines est donc consciente.

Seulement présent chez les baleines à fanons, le sac laryngé est une structure extensible qui peut contenir de l’air. Il est associé au larynx, entre l’évent et la trachée, et est entouré de muscles. Son volume peut donc être modifié par la contraction ou la relaxation de ces muscles. La fonction du sac laryngé est encore discutée par les scientifiques.

L’air passe du larynx à la trachée, un tube entouré de cartilages et de muscles. La trachée se divise ensuite en deux bronches qui entrent dans les poumons. Les bronches se ramifient en bronchioles qui mènent à des alvéoles, sortes de petits sacs dans lesquels les échanges gazeux ont lieu : l’oxygène diffuse des poumons vers le sang et le dioxyde de carbone prend le chemin inverse.

Les poumons des baleines sont proportionnellement moins volumineux que ceux des mammifères terrestres, ce qui peut paraitre contre-intuitif, considérant leurs grandes habiletés de plongée. Mais des poumons de petite taille permettent justement de minimiser les tensions liées à l’augmentation de la pression dans les profondeurs.

L’augmentation de la pression lors d’une plongée comprime les alvéoles. L’air se retrouve alors poussé vers les bronchioles et les bronches, qui ne s’affaissent pas sous la pression, en raison de leur paroi cartilagineuse. Les échanges gazeux sont donc grandement réduits lors des plongées, ce qui limiterait les risques d’accident de décompression.