Sphenisciformes

Le terme « pingouin » et ses équivalents anglais ou encore néerlandais désignent à l'origine l'espèce des oiseaux inaptes au vol le Grand Pingouin (Pinguinus impennis) qui vivait dans le nord de l'océan Atlantique et qui appartient à la famille des Alcidés[4] - [5] - [6]. Ces termes furent ensuite utilisés par les premiers européens à découvrir des manchots, notamment le Manchot de Magellan et le Manchot du Cap[7], du fait de leur ressemblance avec le Grand Pingouin et de leur incapacité à voler. On a alors commencé à parler, en français comme dans les autres langues, des « Pingouins du Nord » et des « Pingouins du Sud ».

Planche d'illustration de Ornithologie, Brisson (1760) par François-Nicolas Martinet. L'espèce désignée ici sous le nom de « Manchot tacheté » correspond au Manchot du Cap.

Cependant les scientifiques ont rapidement compris qu'il s'agissait d'oiseaux n'ayant pas de lien de parenté avec le Grand pingouin, et c'est l'ornithologue français Mathurin Jacques Brisson en 1760 qui créa le genre Spheniscus, éponyme de la famille et de l'ordre, ainsi que le terme « manchot » en français, en référence à leurs ailes réduites[8], terme qui fut ensuite repris par Buffon pour désigner tous les oiseaux de cette nouvelle famille. Ce terme était encore plus nécessaire en français que dans les autres langues du fait que le terme « pingouin » était utilisé dans le nom d'autres alcidés[9], comme encore aujourd'hui pour le Petit Pingouin (Alca torda). Aucune autre langue n'ayant créé un nouveau terme pour cette nouvelle famille d'oiseaux de l'hémisphère Sud, les termes équivalents à « pingouin » ont peu à peu désigné uniquement ces nouveaux oiseaux, laissant le Grand Pingouin désigné par des termes utilisant l'équivalent de « alque »[10] (le nom de « Grand alque » existait également en français). Ce glissement de sens dans les langues étrangères s'est définitivement figé avec la disparition du Grand Pingouin au début du XIX^e siècle. Ainsi, face aux autres langues qui ont conservé ou adopté un terme équivalent à « pingouin » pour désigner ces oiseaux, le terme « manchot » a eu beaucoup de mal à s'imposer ailleurs que dans les milieux scientifiques. Même les navigateurs ont bien souvent continué à utiliser le terme de « pingouin » comme le commandant Jean-Baptiste Charcot, dans son Journal de l'expédition antarctique française (1903-1905)[11]. Anatole France s'amusera plus tard de cette situation dans la préface de son roman satirique L'Île des Pingouins :

« Mais si les manchots s’appellent pingouins, comment s’appelleront désormais les pingouins ? Le docteur J.-B. Charcot ne nous le dit pas et il n’a pas l’air de s’en inquiéter le moins du monde. »

— Anatole France, L’Île des Pingouins[12]

De même cette réflexion de Jean Cocteau et attribuée à tort à Jacques-Yves Cousteau[13] :

« Le nom officiel du Pingouin est « manchot » mais « nous n'avons pas le cœur à leur appliquer ce terme péjoratif ». »

Ce problème est aussi accentué par les mauvaises traductions en français de documents, de livres ou de films étrangers, principalement anglo-saxons, qui traduisent à tort « penguin » ou ses équivalents par « pingouin » au lieu de « manchot ».

Manchot empereur (Aptenodytes forsteri).

Ces oiseaux sont incapables de voler à cause de leur adaptation à la vie aquatique. Ils sont de taille moyenne à grande (de 40 à 115 cm). Ils ont le corps trapu, les pattes courtes, et leurs ailes sont transformées en palettes natatoires.

On les rencontre dans les régions marines de l'hémisphère Sud, surtout dans les eaux froides antarctiques et sub-antarctiques.

Ces oiseaux sont massifs, avec un cou qui semble court (tant il est enrobé de graisse), un bec pointu et des pattes palmées. L'articulation des fémurs au niveau de la ceinture pelvienne leur impose une stature verticale au sol. Le fait qu'ils soient massifs et donc que leurs pattes, leur tête, leurs nageoires pectorales et leur queue ne soient pas réellement séparées du corps, leur confèrent une bonne résistance au froid. En effet, la surface en contact avec l'extérieur est réduite. De plus, les fossiles de manchots montrent la présence de sillons au niveau de l'humérus et de la nageoire antérieure, sillons qui indiquent l'existence d'un plexus adapté à la thermorégulation de la circulation sanguine (sorte d'échangeurs à contre-courant entre le sang veineux froid et le sang artériel chaud) pour pouvoir, dans un climat qui était chaud à l'époque, plonger dans des eaux très froides pour aller chercher leur nourriture et qui aujourd'hui leur sert à se protéger contre le climat froid[14]. Ils possèdent, en outre, une bonne couche de graisse. Leur plumage est coloré, noir sur l'ensemble de la face dorsale et blanc sur le ventre, agrémenté, chez certaines espèces, de rouge, d'orange ou de jaune sur le cou et la tête. Il est formé de petites plumes très serrées, comparables à des écailles, uniformes sur tout le corps, fait unique chez les oiseaux.

Leurs ailes, très réduites, ne leur permettent absolument pas de voler, mais sont formidablement adaptées à la nage. Maladroits et lents sur le sol où ils se laissent volontairement glisser, les manchots sont remarquablement agiles et rapides dans l'eau. Leurs ailes leur servent alors de nageoires, et leurs pattes palmées de gouvernail. Contrairement aux autres oiseaux, chez qui la mue est souvent progressive, les plumes se détachent par plaques chez les manchots. Le manchot en train de muer ne va pas en mer se nourrir.

Les manchots doivent revenir, à terre ou sur la banquise, dans leur colonie appelée rookerie, pour s'occuper de leurs jeunes. Ils sont célèbres pour leurs exploits en matière d'endurance : le Manchot empereur élève ses poussins en Antarctique, dans des conditions parfois extrêmes — températures hivernales inférieures à −60 °C et vents avoisinant les 200 km/h. Pendant deux mois, le mâle jeûne, avec pour seul devoir, celui de couver les œufs, qu'il doit maintenir en équilibre au dos de ses pattes pour les isoler de la banquise de glace.

Leur mode de vie en dehors de la période de nidification est peu connu. Ils passent plusieurs mois d'affilée en mer. Une hypothèse concernant leur sommeil est que celui-ci se déroule un hémisphère cérébral à la fois, à l'image des dauphins et des martinets.

Le plus petit des manchots actuels est le Manchot pygmée qui pèse moins d'un kilogramme, alors que le plus gros, le Manchot empereur, atteint les 45 kg. La plupart des adultes de cette famille pesant entre 2 et 15 kg.

Manchot à jugulaire qui marsouine

Petit Manchot Empereur

Ces oiseaux se nourrissent de poissons, de seiches, de crustacés et de mollusques.
Leur attitude sociale est très développée : ils sont grégaires. Ils se groupent pendant les tempêtes afin de se protéger mutuellement. Comme les oiseaux situés à la périphérie sont très exposés au vent, ils se relaient à cette position en se déplaçant continuellement les uns par rapport aux autres. Ce regroupement en mouvement est appelé « tortue », car elle rappelle la célèbre formation défensive romaine. En effet, même le manchot empereur, très tolérant aux températures basses de l'Antarctique, ne survivrait pas s'il se retrouvait isolé dans la tempête.

La profondeur à laquelle ces espèces peuvent plonger varie selon les espèces. Les Aptenodytes atteignent plus de 500 mètres[15] alors que les manchots pygmées ne dépassent pas les 70 mètres[16]. Les plus grandes espèces peuvent pêcher plus loin à plus grande profondeur. Rappelons que la vitesse de nage des petits poissons (et du krill, mets usuel du manchot) double pour une élévation de température de l'eau de 5 °C à 15 °C, sans que l'oiseau pêcheur voie sa propre vitesse croître.

Les manchots sont célèbres pour leurs penchants sexuels extrêmes, au point que George Murray Levick a autocensuré les découvertes qu'il fit sur ce sujet, lors du séjour de l'expédition Scott dans l'Antarctique de 1910 à 1913[17] - [18]. Levick, qui est à ce jour le seul scientifique à avoir étudié le cycle complet de reproduction des manchots, a constaté que ces animaux, pendant la période de reproduction, s'accouplent avec tout ce qu'ils trouvent : de la femelle décédée jusqu'au poussin qu'ils finissent souvent par tuer.

Pendant cette saison de reproduction, ils se rassemblent en immenses colonies — plusieurs milliers de couples — sur des côtes désertes et escarpées. Ces colonies contiennent parfois différentes espèces de Sphéniscidés, mais qui sont alors assez nettement séparées. Seul le manchot à jugulaire niche en effectifs de quelques individus au milieu des colonies de manchots Adélie en Terre Adélie. Leurs sites de nidification peuvent être très difficiles d'accès, et éloignés de plusieurs kilomètres de l'océan. Les différentes espèces n'ont pas les mêmes nids. Certains creusent la glace ou les cailloux pour former un terrier bien protégé, tel le manchot de Humboldt et celui du Cap, d'autres forment un nid à l'aide de brindilles, à l'air libre, tel le manchot d'Adélie. Enfin, les manchots royaux et empereurs gardent leur unique œuf sur leurs pattes. De 30 à 50 jours sont nécessaires à l'éclosion. Les plus petites espèces nichent sous les blocs de rochers comme les gorfous sauteurs ou dans des crevasses comme le manchot pygmée et même dans des terriers comme les espèces du genre Spheniscus.

À la naissance, les petits sont recouverts d'un duvet gris. Les parents vont alors en mer pour chercher de la nourriture et la régurgitent pour leur petit. Lorsque le duvet tombe, le petit s'aventure en mer et doit, dès lors, se nourrir seul.

Le mode de communication des manchots présente quelques similitudes avec le langage des humains. Leurs cris sont conformes à la loi de Zipf et à la loi de Menzerath-Altmann. En effet, les sons (ce qui serait l'équivalent de nos mots) les plus fréquemment utilisés par ces animaux sont les plus courts et plus leurs successions de sons (l'équivalent de nos phrases) sont longues, plus les sons qui la composent sont courts[19].

En premier lieu, l'homme a été un de leurs prédateurs, les Sphéniscidés ayant été très appréciés pour leur huile. Cependant, l'Antarctique a été une barrière, tant géographique qu'environnementale, à leur trop grande chasse. Les prédateurs naturels sont principalement les phoques léopards et les épaulards. De plus, il faut citer les labbes, les pétrels géants et les skuas qui s'attaquent aux petits et aux œufs.

Répartition des différentes espèces de manchot dans le monde.

En dépit du fait que les manchots soient communément associés à l'Antarctique, ils se retrouvent dans nombre d'habitats variés de l'hémisphère austral dans des régions allant de l'Antarctique à l'équateur :

• Quatre espèces de manchots habitent l'Antarctique et/ou les îles de l'Antarctique : le Manchot empereur, le Manchot Adélie, le Manchot à jugulaire et le Manchot papou.
• La majorité des espèces de manchots se reproduisent sur des îles dans les eaux sub-antarctiques des mers du Sud (océan Austral), Atlantique Sud, Pacifique Sud et Sud de l'océan Indien. Manchot royal, Gorfou de Moseley, Gorfou doré.
• Plusieurs espèces de manchots ne se trouvent que sur les côtes et les îles d'Australie et/ou de Nouvelle-Zélande : Manchot pygmée, Gorfou des Snares, Gorfou huppé, Gorfou du Fiordland et Manchot antipode.
• Plus au nord, se rapprochant de l'équateur, les manchots se reproduisent sur les côtes plus tempérées d'Amérique du Sud et d'Afrique : Manchot de Humboldt, Manchot de Magellan, Manchot des Galapagos et Manchot du Cap.

Certaines espèces effectuent de grandes migrations en pleine mer comme les trois espèces de Pygoscelis et au contraire, d’autres sont sédentaires comme le manchot des Galapagos. Les genres Megadyptes et Eudyptula vivent en Australie et en Nouvelle-Zélande. Les espèces du genre Spheniscus vivent en zone tempérée en Afrique du Sud, en Amérique du Sud ou tropicale aux Galàpagos. Les genres Aptenodytes, Pygoscelis et Eudyptes nichent en territoires australs et antarctiques, en effectifs souvent très importants.

Grâce à l'étude des gènes des manchots par la biologie moléculaire et la bioinformatique, des reconstructions phylogénétiques ont été réalisées, montrant que le grand empereur et les manchots royaux sont frères de tous les autres manchots existants[2].

Pour faire ceci, les génomes de 18 espèces de manchots existantes (22 individus) ont été séquencés. Cela a été fait en prélevant un échantillon de sang avec l'autorisation des comités d'éthique et de bien-être des lieux où se trouvent les collaborateurs de cette recherche. L'ADN a été isolé à l'aide d'un protocole d'extraction de sel, puis l'ADN génomique a été fragmenté à l'aide d'un ultrasonateur focalisé (de sorte que toutes les séquences d'ADN de tous les manchots soient de la même longueur), le kit TruSeq Nano d'Illumina a été utilisé pour construire des bibliothèques d'extrémités appariées avec cet ADN. Les extrémités ont ensuite été réparées avec un mélange de queue A et d'une enzyme de ligature qui a fixé un adaptateur Illumina pour pouvoir bien détecter l'ADN. L'échantillon a été amplifié et enrichi par PCR, purifié et, grâce à la plateforme HiSeq d'Illumina, les échantillons d'ADN liés aux adaptateurs d'Illumina ont été séquencés[2].

Après avoir cartographié les données de chaque individu, l'ensemble des génomes assemblés a été analysé grâce à des programmes statistiques. De plus, le langage Python a été utilisé pour créer un script qui a permis de paralléliser les valeurs afin de réaliser les arbres phylogénétiques. Grâce à ces arbres, ils ont pu répondre aux problèmes qui ont été proposés[2].

Les manchots passent la plus grande partie de leur vie dans la mer, effectuant souvent de longues plongées à la recherche de nourriture. Ils stockent l'oxygène dans leurs poumons, leur sang et leurs muscles, et leur taux de consommation d'oxygène peut être très faible. Les deux plus grandes espèces de manchots, les manchots empereurs et royaux, peuvent atteindre des profondeurs de plus de 300 m et des durées de plongée maximales de 22 et 8 minutes, respectivement. Les plus petits, à l'exception des manchots à jugulaire, ont tendance à plonger en eau peu profonde (moins de 50 mètres) pendant 1 à 2 minutes. À cet égard, les différences de nucléotides dans la myoglobine entre les groupes d'espèces peuvent être associées à des différences de capacité de plongée[2].

Par exemple, nous avons trouvé plusieurs substitutions non synonymes qui étaient courantes chez les manchots Pygoscelis, Eudyptes et Aptenodytes mais qui différaient entre les genres. Il est possible que ces mutations codent une capacité de fixation de l'oxygène plus élevée, ce qui faciliterait les plongées profondes et prolongées des apténodites et de certaines espèces de manchots Pygoscelis par rapport aux Eudyptes[2].

Les résultats des études suggèrent que l'adaptation par des gènes impliqués dans de multiples voies génétiques interconnectées a augmenté le succès de la recherche de nourriture et la survie des espèces de manchots à travers divers gradients de température et de salinité. Le succès de la recherche de nourriture est associé à la performance reproductive et aussi à la survie pendant les longues périodes de jeûne pendant les soins aux œufs et aux poussins. Prises ensemble, ces adaptations auraient favorisé l'irradiation des espèces de manchots dans tout l'hémisphère sud[2].

Les manchots ont une histoire évolutive remarquable. Leur rayonnement des côtes de la Nouvelle-Zélande et de l'Australie vers d'autres parties de l'hémisphère sud a été facilité par les changements des schémas de circulation globale au cours des 20 derniers millions d'années. Les analyses ont détecté une sélection positive par le biais de divers réseaux génétiques, suggérant que l'adaptation moléculaire a favorisé l'établissement de populations de manchots dans les régions antarctiques et tropicales et a amélioré la capacité de certaines espèces à plonger en profondeur[2].

Les reconstitutions démographiques du dernier million d'années montrent que la plupart des espèces de manchots ont décliné pendant les graves conditions de glace de la dernière période glaciaire dans l'océan Austral, un résultat conforme à celui obtenu pour plusieurs autres espèces d'oiseaux. Cela suggère que les manchots sont originaires de régions où la température maximale à la surface de la mer est de 9°C et se sont diversifiés sur des millions d'années pour occuper les eaux froides de l'Antarctique et les eaux chaudes des tropiques[2].

Il semble donc peu probable que les espèces adaptées localement puissent suivre le rythme du changement climatique rapide d'aujourd'hui, un rythme bien supérieur à celui observé au cours des temps géologiques, d'autant plus que les espèces marines peuvent être plus vulnérables au réchauffement climatique que les espèces test terrestres[2].

Cette vulnérabilité est particulièrement pertinente dans le cas des manchots, comme le montre la récente mortalité massive des poussins de manchots Adélie et la relocalisation des manchots Empereur en réponse aux conditions sous-optimales de la glace de mer[2].

Alors que les études génomiques à grande échelle et les modèles climatiques mondiaux sophistiqués deviennent de plus en plus disponibles, l'application d'approches telles que celles présentées ici est très prometteuse pour fournir de nouvelles informations sur l'histoire de l'évolution et la vulnérabilité climatique de nombreuses espèces parmi les plus énigmatiques du monde[2].