Présentation du projet

Phoque de Weddell / Biologie

Le phoque de Weddell est le phoque vivant le plus au sud. On l’observe prés des côtes tout autour du continent antarctique, dans les zones de glaces permanentes ou dans la banquise saisonnière.

Base scientifique de Dumont D'Urville © MNHN J.B. Charrassin
astrolabe
 


Morphologie
Reproduction et vie sociale
Un chanteur virtuose
Plongeur hors pair
Ecologie alimentaire
Population et conservation

Un phoque vivant en permanence dans les glaces

Phoque dans son trou d'eau © A. Dervaux

Il vient respirer à la surface grâce aux fissures dans la glace et à des trous de respiration qu’il entretient avec ses dents.

En hiver il s’éloigne quelque peu des côtes pour chasser sous la banquise récemment formée, alors qu’en été il s’en rapproche à la recherche de poches de glace permanente sur laquelle il pourra se reproduire au printemps puis muer à la fin de l’été. Ses déplacements et son comportement d’alimentation en hiver sont cependant peu connus et font l’objet du présent projet de recherche. En effet, comment cette espèce peut elle survivre au milieu de la banquise dans un hiver glacial et dans une obscurité quasi-permanente ?

Phoque de Weddell © A. Dervaux

Morphologie

Contrairement à d’autres espèces de pinnipèdes, le dimorphisme sexuel est faible. La différence de taille entre mâle et femelles adulte est minime, les femelles adultes étant légèrement plus grandes (2.6-3.3 m) que les mâles (2.5-2.9 m). Les phoques de Weddell adultes pèsent de 400 à 500 kg, ce poids pouvant atteindre 600 kg chez les femelles gestantes. Les adultes ont en général une fourrure brune, grise ou beige présentant des taches ou marbrures caractéristiques noires, blanches ou argentées, avec de fortes variations individuelles.

Phoque de Weddell © MNHN J.B Charrassin
femelle © MNHN J.B. Charrassin
Phoque de Weddell © A. Dervaux
Phoque de Weddell © A. Dervaux
Phoque de Weddell en plongée © A. Dervaux

Contrairement aux éléphants de mer et aux otaries, le phoque de Weddell ne peut prendre appui sur ses membres avant pour se mouvoir sur la glace, ceux-ci étant très courts. Il rampe et roule lors de ses déplacements sur la glace, toujours laborieux, mais il se mue en un remarquable nageur dés son entrée à l’eau.

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Reproduction et vie sociale

A la différence des éléphants de mer ou d’autres pinnipèdes comme les otaries, les phoques de Weddell forment des harems de petite taille, allant de une ou deux à une dizaine de femelles, en fonction de la nature de la glace de chaque localité.

Les femelles sortent de la glace au printemps pour mettre bas leur petit, et utilisent pour cela des fractures dans la banquise.

Mise bas © A. Dervaux

Les mâles patrouillent sous l’eau pour empêcher d’autres mâles d’approcher de cet accès à l’eau fréquenté par les femelles et se « réservent » ainsi les femelles qui l’utilisent. Si plusieurs fractures sont disponibles, les femelles auront tendance à se disperser, et les mâles ne pouvant défendre qu’un accès à l’eau favorable à la fois, verront le nombre de femelles sous leur contrôle diminuer. Si au contraire, en fonction des conditions de glace, l’accès à des trous de respirations favorables se raréfie, des femelles plus nombreuses utiliseront le même accès à l’eau, ce qui se traduira par une plus grande compétition entre les mâles pour la défense d’un harem de taille supérieure.

Nouveau né de Phoque de Weddell © A. Dervaux

Le phoque nouveau-né pèse de 20 à 25 kg et est allaité par sa mère pendant 7 à 8 semaines pendant lesquelles il gagne 1 à 2 kg par jour

Nouveau né de Phoque de Weddell © A. Dervaux
Nouveau né de Phoque de Weddell en train de téter © A. Dervaux

Il pèse 120 kg au sevrage, tandis que la femelle qui ne s’alimente pas durant cette période maigri de prés de 150 kg !  A l’âge de deux semaines le jeune phoque prend ses premiers bains en suivant les appels de sa mère partie à l’eau, la fréquence des bains augmentant avec l’âge du jeune. Mère et jeune effectuent alors des plongées synchronisées permettant l’apprentissage de cette activité chez le nouveau-né.  Cette période est critique et les jeunes phoques peuvent mourir d’épuisement en tentant de sortir de l’eau et de remonter sur la glace.

Mère et son jeune en plongée © A. Dervaux

Les mâles ne sont pas tolérés sur la glace par les femelles pendant l’allaitement. Après le sevrage du jeune phoque la femelle repart en mer et s’accouple sous l’eau avec le mâle contrôlant la zone. Le développement du nouvel embryon est bloqué très tôt et reprendra à la mi-janvier de telle sorte que la naissance ait lieu à la période optimale pour les conditions de glace, c'est-à-dire au printemps suivant. Par ailleurs la femelle dispose ainsi de quelques semaines pour restaurer sa condition corporelle après sa précédente gestation, avant que le développement d’un nouveau fœtus ne démarre.  

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Un chanteur virtuose

Une des caractéristiques des phoques de Weddell est leur capacité de vocalisation, ou « chant ». Ils possèdent un répertoire allant jusqu’à 30 sons différents, qui varie régionalement à l’échelle de l’Antarctique. Les vocalisations émises sous l’eau ou sur la glace sont les plus nombreuses durant la reproduction et peuvent avoir pour fonction l’attraction d’un partenaire sexuel, la défense du territoire sous marin (les males émettant des sons puissant visant à écarter les mâles concurrents), ou encore la communication entre les femelles et leur petit.

Certains sons à basse fréquence pourraient être aussi utilisés pour l’orientation sous la glace, mais cela reste hypothétique. Les vocalisations des phoques de Weddell figurent parmi les plus longs chez les mammifères marins, avec des appels pouvant durer jusqu’à 70 sec.

Un plongeur hors pair !

Après les éléphants de mer qui plongent jusqu’à 2000 m, les phoques de Weddell se placent en seconde position des phoques plongeant le plus profond, avec des plongées atteignant 900 m à Dumont D’Urville. Si l’on considère aussi les cétacés, il ne sont surpassés  que par les cachalots (2000 m) et les baleines à bec  (1500 à 1900 m).

Les plongées profondes les plus fréquentes se font entre 200 et 500 m et durent de  15 à 20 minutes en moyenne, la plus longue enregistrée étant de 82 min. Le phoque de Weddell est capable de s’éloigner à plus de 5 km  sous la glace depuis son trou de respiration et d’y revenir. Du fait de sa présence quasi continuelle sur la glace solide, notamment près des bases de recherche antarctiques, il a fait l’objet d’études détaillées de son comportement de plongée et des adaptations physiologiques qui y sont associées. Gerry Kooyman, un chercheur américain pionner dans ce domaine, a mis au point en 1965 la méthode dite du « trou isolé », qui consiste à creuser un trou dans la glace à grande distance de l’eau libre, et d’y relâcher un phoque. Celui-ci sera contraint de revenir au trou de respiration après avoir exploré la zone environnante. Cette méthode à permis d’équiper des phoque d’appareils électroniques pour étudier leurs plongées, en s’assurant du retour de l’animal et de la récupération des données. Cette technique est encore utilisée aujourd’hui pour l’étude de la physiologie de la plongée.

Les phoques de Weddell présentent des adaptations physiologiques leur permettant de plonger en apnée pendant plusieurs dizaines de minutes dans l’eau glacée. D’une part, pour éviter les problèmes de décompression, ils plongent les poumons vides – ceux-ci s’écrasant complètement au cours des plongées sous l’effet de la pression), et constitue donc d’importants stocks d’oxygène fixé avant la plongée. Pour cela il présente un volume sanguin (21 %  de sa masse corporelle) prés de trois fois supérieur aux espèces terrestres et contenant 50 % plus de globules rouges à volume constant. Il stock également de l’oxygène (prés de  30%) dans ses muscles grâce à une grande concentration de myoglobine (10 fois supérieure aux mammifères terrestres), ce qui leur confère une couleur très rouge. De surcroît la rate lui sert de réservoir de globules rouges qu’il libère dans sa circulation sanguine lors de plongées prolongées. D’autre part, il économise cet oxygène en l’utilisant très parcimonieusement. Ainsi son rythme cardiaque diminue considérablement dés qu’il plonge, comme chez la plupart des mammifères marins, passant de 65 battements par minute (bpm) à la surface  à 15-20 bpm en plongée), et sa température interne diminue de 3°C, ces deux phénomènes ayant pour effet de diminuer son métabolisme et donc de limiter sa dépense d’oxygène. Par ailleurs sa morphologie fusiforme et hydrodynamique permet de minimiser la résistance de l’eau à ses déplacements, ce qui contribue à réduire sa dépense énergétique et augmente la durée des plongées.

Ecologie alimentaire

Le phoque de Weddell est un opportuniste qui présente un régime alimentaire varié. Son alimentation est relativement diverse par rapport aux phoques crabiers qui se nourrissent quasi exclusivement de krill, et change en fonction de l’âge, de la localité, et de la saison. Les phoques de Weddell ne sont cependant pas des super-prédateurs comme les phoques léopards qui peuvent eux s’attaquer à d’autres vertébrés supérieurs comme  les manchots empereurs, les manchots adélies ou d’autres phoques.
En Terre Adélie nos premières analyses basées sur l’étude des fécès récoltées en été suggèrent que le phoque de Weddell  se nourrit de poissons de fond comme les Trématomus, de crustacés comme de grosses crevettes , des décapodes et des hyperiidées, ainsi que de céphalopodes (calmars). Les crustacés et les poissons benthiques comme les Trématomus sont probablement capturés lors de plongées sur le fond prés des côtes entre 40 à 60 m et les calmars à plus grandes profondeurs. Nous espérons en savoir plus sur cette question grâce à nos travaux dans le cadre du présent projet.  

En mer de Ross, l’alimentation du phoque de Weddell est presque exclusivement constitué d’un petit poisson bentho-pélagique du sous-ordre des notothenioides, la calandre antarctique (Pleuragramma antarcticum)(photo à venir…), la présence d’invertébrés dans le régime alimentaire étant cependant plus importante en hiver. Les notothenioides rassemblent la plus grande partie des espèces de poissons antarctiques et sont bien connus pour la présence de protéines antigel dans leur sang qui leur permet de résister aux température négatives de l’eau de mer sur le plateau antarctique. Pleuragramma a., qui se déplace en banc et effectue des migrations quotidiennes dans la colonne d’eau, est lui le poisson le plus abondant sur le plateau antarctique et joue un rôle clef dans cet écosystème, qui a été comparé a celui du Krill pour la zone de la banquise sur le talus continental. Il est un des composants essentiels du régime alimentaire du phoque de Weddell dans la plupart des localités étudiées. Les Pleuragramma a. sont capturés lors de plongées à mi-hauteur de la colonne d’eau, à des profondeur de 200 à 300 m comme cela a été montré en mer de Weddell par des petits aimants mesurant l’ouverture de la mâchoire du phoque par une équipe allemande, ou filmé par des caméras installées sur le cou des phoques par des chercheurs japonais et américains.

Le phoque de Weddell est aussi le prédateur d’un poisson de fond beaucoup plus gros, la légine antarctique (ou morue antarctique), qui peut peser jusqu’à 60 kg et dont Pleuragramma a est la proie principale. La capture de légines entre 60 et 200 m en mer de Ross a pu être filmée grâce à une caméra fixée sur plusieurs animaux par une équipe américaine, mais l’on sait que ce poisson peut aussi se rencontrer prés du fond à bien plus grande profondeur.

poissons proies des phoques © P. Koubbi
Légine antarctique © A. Sala

Population et conservation

Pour la plupart des espèces antarctiques, il est difficile d’établir de façon précise la taille globale des populations, en raison de l’immensité du continent, de son éloignement et des difficultés d’accès liées à son climat extrême. Le phoque de Weddell n’échappe pas à cette règle, et a sa population totale est estimée entre 500 000 et 1 million d’individus, la colonie de terre Adélie étant elle estimée à 500 individus. Il est ainsi le deuxième phoque antarctique en termes d’effectif, après le phoque crabier, qui lui est probablement le mammifère marin le plus abondant de la planète avec une population estimée de 10 à 15 millions d’individus. A titre de comparaison, le phoque de Ross ne compte qu’entre 100 000 et 200 000 individus, et le phoque léopard entre 200 000 et 400 000 individus. Le phoque de Weddell n’a jamais été réellement exploité par l’homme, mis à part pour nourrir les chiens de traîneaux des expéditions passées (jusque dans les années 60 à Dumont d’Urville et 80 sur la base Néo-Zélandaise de McMurdo), mais ces pratiques ont maintenant cessé. Comme les autres phoques antarctiques, il est protégé par la Convention pour la Conservation des phoques antarctiques du Traité Antarctique. Il n’est actuellement pas considéré comme menacé par l’Union Internationale pour la Conservation de la Nature (UICN), bien que certains chercheurs estiment que sa dépendance à la glace de mer puisse à terme le rendre vulnérable au changement climatique.

Groupe de Phoques de Weddell au repos © MNHN J.B. Charrassin


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