Les rennes dorment en ruminant

“Plus les rennes ruminent, moins ils ont besoin de sommeil non paradoxal supplémentaire”, explique la première auteure et neuroscientifique Melanie Furrer de l'Université de Zurich. “Nous pensons qu'il est très important qu'ils puissent gagner du temps et couvrir en même temps leurs besoins en matière de sommeil et de digestion, surtout pendant les mois d'été.”

Les cycles lumière-obscurité sont absents dans l'Arctique en hiver et en été, et des études antérieures ont montré que les rennes vivant dans l'Arctique ne présentent pas de rythmes comportementaux circadiens pendant ces saisons, bien qu'ils aient tendance à être plus actifs pendant la journée pendant les équinoxes de printemps et d'automne. , lorsque des cycles lumière-obscurité sont présents. Cependant, on ne savait pas si ces différences saisonnières avaient également un impact sur la durée et la qualité du sommeil des rennes.

Pour étudier l'influence des cycles saisonniers lumière-obscurité sur les habitudes de sommeil des rennes, les chercheurs ont réalisé une électroencéphalographie non invasive (EEG) sur des rennes de la toundra eurasienne (Rangifer tarandus tarandus) à Tromsø, en Norvège (69°N), pendant l'équinoxe d'automne, le solstice d'été et le solstice d'hiver. Les rennes, qui étaient toutes des femelles adultes, faisaient partie d'un troupeau captif à l'UiT, l'Université arctique de Norvège à Tromsø, et les expériences ont été menées dans des écuries intérieures avec un éclairage contrôlé, une nourriture illimitée et une température constante.

Ils ont constaté que les rennes dormaient à peu près autant en hiver, en été et en automne, malgré le fait qu'ils étaient beaucoup plus actifs pendant l'été. Cela contraste avec d’autres espèces qui modifient leur durée de sommeil en réponse aux conditions environnementales. En moyenne, les rennes ont passé 5,4 heures en sommeil non paradoxal, 0,9 heure en sommeil paradoxal et 2,9 heures à ruminer au cours d'une période donnée de 24 heures, quelle que soit la saison.

“Le fait que les rennes dorment autant en hiver qu'en été implique qu'ils doivent avoir d'autres stratégies pour faire face au temps de sommeil limité pendant l'été arctique”, explique Furrer.

Une stratégie possible consiste à se reposer pendant la rumination, c'est-à-dire à mâcher à nouveau des aliments partiellement digérés, qui constituent un élément important de la digestion des rennes et des autres ruminants. Il a déjà été observé que les moutons, les chèvres, les bovins et les cerfs-souris domestiques produisaient tous des ondes cérébrales semblables à celles du sommeil pendant la rumination, mais il n'était pas clair si la rumination pouvait remplir une fonction réparatrice similaire au sommeil.

Les chercheurs ont découvert que les lectures EEG du renne pendant la rumination ressemblaient à des schémas d'ondes cérébrales indiquant un sommeil non paradoxal, notamment une activité accrue à ondes lentes et des fuseaux de sommeil. Les rennes qui dormaient et qui ruminaient affichaient également un comportement similaire, ayant tendance à rester assis ou debout tranquillement pendant les deux activités, et étaient moins réactifs aux perturbations telles qu'un renne voisin s'asseyant ou se levant – les rennes répondaient directement à ces perturbations (en regardant vers le renne voisin). ) 45 % du temps s'ils étaient éveillés, mais seulement 25 % du temps s'ils ruminaient, et 5 % du temps s'ils étaient en sommeil non paradoxal.

Ensuite, les chercheurs ont testé si la rumination pouvait réduire la soif de sommeil des rennes en les privant de sommeil pendant 2 heures et en mesurant leurs ondes cérébrales pendant le sommeil avant et après cette privation. Après une privation de sommeil, les lectures EEG des rennes ont montré une activité accrue à ondes lentes, ce qui indique une accumulation de « pression du sommeil » — la pulsion biologique inconsciente pour un sommeil plus long et plus profond — ce qui suggère que les rennes éprouvent un sommeil plus profond après une privation de sommeil. .

Cependant, lorsque les rennes ruminaient, cette activité à ondes lentes diminuait au cours du sommeil ultérieur, et plus ils ruminaient, plus l'activité à ondes lentes diminuait. “Cela suggère que la rumination réduit la pression du sommeil, ce qui pourrait bénéficier aux rennes, car cela signifie qu'ils n'ont pas à faire de compromis sur la récupération du sommeil lorsqu'ils passent plus de temps à ruminer”, explique Furrer.

Ceci est particulièrement important en été, car plus ils mangent, plus les rennes ont besoin de passer du temps à ruminer. “La rumination augmente l'absorption des nutriments. Il est donc crucial que les rennes passent suffisamment de temps à ruminer pendant l'été afin de prendre du poids en prévision de l'hiver”, explique Furrer.

Étant donné que les rennes semblent dormir en ruminant seulement de temps en temps, des études de suivi devraient comparer l'impact de la rumination pendant le sommeil avec la rumination pendant l'éveil et mesureraient également idéalement le comportement et le sommeil des rennes dans des conditions extérieures plus naturelles, disent les chercheurs. Cependant, de telles mesures nécessiteraient des capteurs EEG implantés chirurgicalement plutôt que les électrodes de surface non invasives utilisées dans cette étude.

“Une autre chose que nous pourrions ajouter est d'observer les jeunes rennes”, déclare Furrer. “Nous savons que le besoin de sommeil est beaucoup plus élevé chez les jeunes enfants et les bébés que chez les adultes. Il serait donc intéressant d'examiner le sommeil des jeunes rennes.”

Cette recherche a été soutenue par le Fonds national suisse et l'UiT, l'Université arctique de Norvège.