Biologie animale, Comportement, Ecologie

Les marmottes, stratèges du sommeil

Afin de survivre à l’hiver en montagne, l’une des meilleures stratégies reste l’hibernation. Aux alentours du mois d’octobre, les Marmottes alpines (Marmota marmota) s’engouffrent dans leurs terriers et n’en ressortent qu’en avril lorsque les températures se réchauffent. Loin d’être fainéantes, les marmottes livrent ensemble une véritable bataille contre le froid. Hiberner, c’est bien plus qu’un simple dodo !

Marmottes alpines à l’entrée de leur terrier. (© Sylvain Haye)

Pour bien hiberner, il faut être bien entouré

Les Marmottes alpines vivent en groupes familiaux structurés autour d’un couple dominant qui défend farouchement son territoire. Se retrouve dans ces petites tribus une dizaine de marmottes de tous âges avec de jeunes marmottes presque prêtes à quitter le terrier familial et des adultes dits « subordonnés », plus ou moins apparentés au couple dominant, et qui ne se reproduisent pas. Ils vont tout de même participer aux tâches quotidiennes et aider à s’occuper des petits marmottons nés au printemps.

Les Marmottes alpines naissent d’ailleurs toujours au printemps après un mois de gestation, la reproduction n’ayant lieu qu’une fois par an dès la sortie de l’hibernation. C’est aussi à cette période de l’année que les jeunes adultes peuvent quitter le terrier et tenter de conquérir le territoire d’un couple dominant voisin. Cette période d’activité intense au sein des familles et entre les groupes de marmottes est très importante pour la structure sociale. Cela ne laisse guère le choix : il faut optimiser son hibernation pour être au top dès le réveil !

Jeune Marmotte alpine après sa première hibernation. Seul le couple dominant donne naissance à une portée d’environ 4 marmottons par an, mais des études génétiques ont révélé quelques cas d’infidélités avec des subordonnés ou des mâles de territoires voisins. (© Piotr Majder)

Les terriers de marmottes sont spécialement conçus pour être d’un confort optimal. Les terriers secondaires, dispersés sur le territoire de la famille, servent principalement d’abris. En revanche, le terrier principal, qui accueille tout le groupe, est bien plus spacieux avec plusieurs entrées et sorties, différentes pièces dont des latrines et une chambre entièrement dédiée à l’hibernation : l’hibernaculum.

Winter is coming

Quand les nuits se font plus longues et les températures plus fraîches, c’est le signal pour démarrer la préparation de l’hibernation. Durant les beaux jours, les marmottes ont déjà pris de l’avance et accumulé des réserves de graisses jusqu’à augmenter leur poids de 30% en grignotant tiges, fleurs et racines des plantes. Mais ce n’est pas suffisant, il faut également assurer l’isolation thermique de l’hibernaculum en le remplissant de foin dans lequel toute la famille viendra s’enfouir.

Marmotte engraissée à l’approche de l’hiver, récoltant des herbes pour la construction du nid dans le terrier principal. (© Free High-Quality Documentaries via YouTube)

Si les Marmottes alpines hibernent en groupe, c’est pour augmenter leurs chances de survie. Une marmotte seule ou un couple avec des marmottons mais sans subordonnés subit une plus forte mortalité hivernale que les familles nombreuses. Comment cela se fait-il ? Pour bien comprendre la vie des marmottes, il faut comprendre ce qu’il se passe en hiver au fond de leurs terriers.

La science de l’hibernation sociale

Au cours de l’hibernation, les marmottes ne font pas que dormir. Elles alternent entre de longues phases de sommeil où leur métabolisme et leur température corporelle diminue fortement (phases d’hypothermie), et des phases de réveil de quelques jours où leur corps reprend une activité normale (phases d’euthermie). Ces périodes de réveil consomment 90% des réserves énergétiques des marmottes mais sont indispensables pour éviter que leur température corporelle ne diminue trop, ce qui entraînerait leur mort. 


Suivi des phases de sommeil (fond bleu) et des phases de réveil (fond rouge) d’une marmotte via les variations de sa température corporelle (courbe rouge) au cours de l’hibernation. De nombreuses phases de réveil sont nécessaires pour maintenir la température du terrier (courbe bleue) au-dessus de 5°C. En-dessous de cette température, le métabolisme des marmottes commence à s’emballer : on constate une augmentation de la fréquence des réveils en février, lorsque la température du terrier passe sous la barre des 5°C (d’après Ortmann & Heldmaier, 2000). 

En hibernant à plusieurs, les marmottes profitent ainsi des phases de réveil de chaque individu. La température ambiante dans l’hibernaculum se maintient plus facilement au-dessus de 5°C, ce qui permet à chaque marmotte de se réveiller moins souvent. Pour optimiser au maximum leurs dépenses énergétiques, les membres du groupe vont même jusqu’à synchroniser leurs réveils et endormissements !

A gauche : synchronie dans le réveil de 4 marmottes blotties les unes contre les autres, l’augmentation de température du premier individu chauffe passivement les autres provoquant leur réveil ( carré rouge sur le schéma, d’après Arnold, 1988). A droite : plus les marmottes sont synchronisées dans leurs variations de température et moins elles perdent de poids durant l’hibernation (d’après Ruf & Arnold, 2000).

Mais être en famille présente aussi un inconvénient : la présence des marmottons. Ces petites boules de poils ont peu de réserves de graisse et se refroidissent très vite. En se collant les uns aux autres, les membres de la famille les gardent ainsi au chaud. Cependant, si la survie hivernale des marmottons augmente avec le nombre d’adultes qui les entourent, la perte de poids des adultes est bien plus importante lorsqu’ils hibernent avec des marmottons ! Que ne ferait-on pas pour sa famille ?

Famille de marmottes en hibernation, en position recroquevillée et collées les unes aux autres afin de conserver au mieux la chaleur. (© Ingo Arndt)

Et si tout ceci n’était que pur égoïsme ?

Toutes les marmottes ne sont pas forcément ravies d’hiberner avec des marmottons, notamment les mâles ayant récupéré le contrôle d’un territoire et qui n’ont aucun intérêt à dépenser plus d’énergie que nécessaire pour réchauffer la progéniture de leur prédécesseur. Il peut ainsi arriver de trouver, non loin des terriers, des marmottons de l’année, assassinés d’un coup d’incisives bien placé.

Certains adultes subordonnés ont une autre technique moins radicale pour ne pas dépenser trop d’énergie : ils imitent le comportement des marmottons et restent endormis et froids quand les autres se réveillent pour chauffer l’hibernaculum. Non seulement ils ne participent pas à l’effort collectif mais en plus, ils volent littéralement leur chaleur.

Combat de marmottes mâles. (© Free High-Quality Documentaries via YouTube)

D’autres subordonnés mâles tentent de s’accoupler avec la femelle dominante au printemps. Étant potentiellement pères de certains marmottons, ils n’hésitent pas à s’investir à fond pour optimiser l’hibernation de leurs petits, ce qui s’avère finalement être profitable à tout le groupe, même au cocu de mâle dominant, car toute l’énergie économisée par les femelles durant l’hiver augmentera d’autant plus leur fécondité au printemps suivant !

■ Hugo Le Chevalier


Sources

• Arnold, W. (1988). Social thermoregulation during hibernation in alpine marmots (Marmota marmota). Journal of Comparative Physiology B, 158(2), 151-156.

• Arnold, W., Heldmaier, G., Ortmann, S., Pohl, H., Ruf, T., & Steinlechner, S. (1991). Ambient temperatures in hibernacula and their energetic consequences for alpine marmots Marmota marmota. Journal of Thermal Biology, 16(4), 223-226.

• Coulon, J., Graziani, L., Allainé, D., Bel, M. C., & Pouderoux, S. (1995). Infanticide in the Alpine marmot (Marmota marmota). Ethology Ecology & Evolution, 7(2), 191-194.

• Couturier, M. A. (1963). Contribution à l’étude du sommeil hibernal chez la marmotte des Alpes (Marmota marmota marmota (L.) 1758). Mammalia, 27(4), 455-482.

• Ortmann, S., & Heldmaier, G. (2000). Regulation of body temperature and energy requirements of hibernating Alpine marmots (Marmota marmota). American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology, 278(3), R698-R704.

• Perrin, C., & Berre, D. A. M. L. (1993). Socio‐spatial organization and activity distribution of the alpine marmot Marmota marmota: Preliminary results. Ethology, 93(1), 21-30.

• Ruf, T., & Arnold, W. (2000). Mechanisms of social thermoregulation in hibernating alpine marmots (Marmota marmota). In Life in the Cold (pp. 81-94). Springer, Berlin, Heidelberg.

• Walter, A. (1990). The evolution of marmot sociality: II. Costs and benefits of joint hibernation. Behavioral Ecology and Sociobiology, 27(4), 239-246. 

Photo en tête : Friedrich Böhringer

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