La digestion

Caractéristiques de la digestion chez les oiseaux

Les oiseaux possèdent un bec à la place de la mâchoire. Ils n'ont pas de dents, et la nourriture est avalée par becquées. À la différence des mammifères, ils n'ont pas de palais mou, et ils doivent donc rejeter leur tête en arrière pour avaler (les oiseaux peuvent la rejeter ainsi parce car leur cou est très flexible).
Les oiseaux consomment de grandes quantités de nourriture sur des périodes courtes.
Selon leur régime alimentaire, la taille des organes digestifs diffère, notamment pour le gésier (voir schémas 1,2 et 3 de la page précédente). Celui-ci ramollit la nourriture et sert de lieu de stockage temporaire de nourriture avant qu'elle ne pénètre dans l'estomac. Il peut servir pour régurgiter la nourriture aux oisillons (certaines espèces n'ont pas de gésier).
Les oiseaux carnivores peuvent mettre plusieurs heures pour digérer, tandis que certains granivores digèrent en 20-30 minutes.
En raison de leur métabolisme élevé, les calories sont brûlées très rapidement. Les petits oiseaux en particulier doivent manger constamment durant la journée.

La géophagie

La géophagie (consommation intentionnelle de terre) est connu chez les oies, les perroquets, les pigeons, des cracidés (hoccos, pénélopes), certains passériformes, les calaos et les casoars.
Brightsmith et Muñoz-Najar (2004) ont ainsi suivi dix espèces de psittacidés, trois espèces des columbidés, et deux espèces des cracidés consommant la terre des berges d'un fleuve au Pérou. Ils ont constaté que les terres préférées n'étaient pas composées de particules suffisamment grandes pour faciliter le broyage mécanique de la nourriture. En outre, le pourcentage d'argile et la capacité d'échange cationique (CCE), normalement corrélés avec la capacité d'élimination des toxines, n'étaient pas différents entre les sols choisis et ceux qui étaient évités. Au lieu de cela, les sols préférés étaient les plus salins et avaient les concentrations les plus élevées en sodium échangeable. Cela suggère que le choix est basé principalement sur leur contenu en sodium.
Une expérience a prouvé que ces sols sont capables d'absorber des quantités de toxines importantes.
Les deux auteurs ont suggéré qu'il existait un ensemble de règles conditionnelles dans le choix du sol : quand les concentrations en sodium sont variables, les oiseaux semblent être attirés par les terrains qui sont les plus concentrés en ce minéral. Dans les secteurs dont les concentrations en sodium sont uniformément hautes, les oiseaux choisissent les sols qui ont la plus forte capacité d'absorption des toxines.

Le gésier et la migration : une expérience chez le Bécasseau maubèche

Chez le Bécasseau maubèche (Calidris canutus), la taille du gésier peut varier Photo : Matthieu Vaslin

Les oiseaux n'ont pas besoin de dents pour couper leur nourriture ; ils résolvent ce problème en l'écrasant avec le gésier. Et la taille des gésiers peut varier. Ainsi, les gésiers des Bécasseaux maubèches (Calidris canutus) grossissent quand les oiseaux se préparent à partir en migration. Mais ils changent également de taille tout au long de l'année. Quelles sont les causes de ces variations ?
Van Gils et al. (2003) ont donné à des Bécasseaux maubèches qui avaient des grands et des petits gésiers (taille déterminée par ultra-sonographie) des mollusques entiers et de la bouillie de mollusques, et ils ont ensuite filmé les oiseaux en train de les manger. Les bécasseaux aux grands gésiers ont pu consommer bien plus de mollusques avec leurs coquilles que les oiseaux aux gésiers plus petits.
Les auteurs ont également offert aux oiseaux un régime copieux en gros mollusques : même les oiseaux avec les gésiers les plus grands avaient besoin de manger quotidiennement pendant 16 heures pour conserver leur poids. Les oiseaux aux plus petits gésiers n'avaient pas pu s'alimenter assez rapidement. Les plus grands gésiers avaient donc permis aux oiseaux de consommer plus et plus vite les coquillages, ce qui est utile en cours de migration.
Ainsi, bien qu'il soit coûteux d'un point de vue énergétique d'avoir un grand gésier, c'est tout de même une dépense rentable. Van Gils et al (2003) ont également trouvé chez certains bécasseaux des gésiers d'une taille supérieure quand les mollusques commençaient à se ratatiner dans leur coquille en période hivernale; puisque les coquilles restent à la même taille, la quantité de coquilles qu'un oiseau doit traiter pour conserver son poids augmente également. Mais avec de plus grands gésiers, certains oiseaux peuvent conserver leur poids en avalant plus de coquillages.

Le transport du glucose

A l'inverse du contrôle du transport du glucose chez les mammifères, les amphibiens et les poissons, le transport du glucose intestinal chez les oiseaux ne varie pas selon le régime en hydrocarbonates. Cela est remarquable étant donné que leur régime alimentaire (et donc le taux d'hydrocarbonates) change avec les saisons. Cela est peut être lié à la prédominance du transport passif du glucose, qui est assuré par la voie para-cellulaire (c'est-à-dire entre les cellules plutôt que par les cellules). Ainsi, l'absorption passive des nutriments comme les vitamines lipidiques solubles n'est pas sujette aux variations du régime alimentaire.
Privilégier la voie passive a des avantages métaboliques, mais aussi des contraintes. Ce système d'absorption qui peut traiter des changements rapides de glycémie est certes économique, mais il dépend des gradients de concentration et il est peu sélectif : il est donc sensible aux toxines et donc limite la niche alimentaire des oiseaux. Un autre défaut de ce mode de transport est que lorsque la concentration en sucres est plus faible à l'intérieur de la cellule que dans le plasma, le glucose peut diffuser dans le mauvais sens (Ferraris 2001).

Conservation à long terme du contenu de l'estomac chez les Manchots royaux

Les mâles de Manchots royaux (Aptenodytes patagonicus) peuvent stocker de la nourriture non digérée dans leur estomac jusqu'à trois semaines pendant l'incubation. Une telle adaptation assure la survie des oisillons si le retour de leurs parents est retardé. Grâce à l'utilisation de petits enregistreurs électroniques, Thouzeau et al (2004) ont étudié entre autres le changement de pH et de la température gastrique pendant la première semaine de stockage de la nourriture. Le pH a pu être maintenu à 6 durant toute l'incubation, un pH défavorable à l'activité gastrique de la protéinase. La motilité (activité) gastrique a aussi été nettement réduite pour la plupart des oiseaux incubant, grâce probablement à une meilleure conservation du contenu de l'estomac.
Cette étude démontre des ajustements substantiels du pH et de la motilité gastrique chez le Manchot royal incubant ses œufs, qui peuvent contribuer à l'inhibition des processus gastriques digestifs. Les mécanismes sous-tendant ces ajustements sont probablement complexes, avec notamment une combinaison de facteurs neuraux, humoraux, et/ou hormonaux.

Un exemple particulier : la digestion des rapaces nocturnes

Les rapaces nocturnes, comme l'Effraie des clochers (Tyto alba), éliminent les résidus non digestes de leur repas sous forme de pelotes Photo : Arthur Grosset / www.arthurgrosset.com

Comme d'autres oiseaux, les rapaces nocturnes ne peuvent pas mâcher leur nourriture: les petites proies sont avalées entières, tandis que les plus grandes proies sont déchiquetées en plus petits morceaux avant d'être avalées. Quelques espèces de hiboux plument partiellement les oiseaux et les mammifères.
Chez les oiseaux de proie, l'estomac sert de filtre en isolant les éléments non digestes tels que les os, la fourrure, les dents et les plumes.
Plusieurs heures après le repas, ces parties non digestes sont compressées dans le gésier en une pelote de la même forme que celui-ci. Elle remonte du gésier vers le pro-ventricule, et pourra y rester jusqu'à 10 heures avant d'être régurgitée. Etant donné que cette pelote bloque partiellement le système digestif, aucune nouvelle proie ne pourra être ingérée avant que la pelote ne soit expulsée. La régurgitation signifie donc que le rapace peut à nouveau manger. Quand les rapaces mangent plus d'une proie en plusieurs heures, les restes sont regroupées en une seule pelote.
Le cycle de la création d'une pelote est régulier, la régurgitation ayant lieu quand le système digestif a fini d'extraire les substances nutritives de la nourriture. Le cycle est souvent accompli sur un perchoir favori.
Quand il va rejeter sa pelote, le hibou a une "expression" de souffrance : les yeux sont clos, le disque facial "comprimé", et l'oiseau est réticent à s'envoler. Au moment de l'expulsion, le cou se contracte et se détend, le bec est ouvert et la pelote tombe du bec tout simplement.
Les pelotes des rapaces nocturnes diffèrent de celles des autres rapaces car elles contiennent une grande quantité de résidus de nourriture. C'est lié au fait que leur système digestif est moins acide que celui des autres oiseaux de proie, d'où une dégradation moindre. En outre, les autres rapaces ont tendance à davantage plumer ou retirer les poils que les hiboux et les chouettes.

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