Les colonies de manchots royaux reproducteurs se comportent un peu comme les particules dans les liquides, selon une nouvelle étude de la Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) et de collègues internationaux. Cette organisation et cette structure "liquides" permettent aux colonies de reproduction de se protéger contre les prédateurs tout en gardant les membres ensemble.

Les manchots royaux sont menacés par le changement climatique, le réchauffement des températures déplaçant leurs principales sources de nourriture plus au sud. Les nouvelles informations sur la façon dont les colonies de manchots se forment et se structurent - et comment les colonies peuvent dépendre des caractéristiques physiques des nouveaux lieux de reproduction - sont cruciales pour prédire la résilience de l'espèce.

"Les colonies de manchots royaux présentent également un intérêt particulier car seuls eux et les manchots empereurs ne construisent pas de nids, et personne n'a auparavant examiné l'effet que cela a sur leurs colonies, " dit Richard Gerum, un doctorat étudiant à l'Université d'Erlangen-Nuernberg et auteur principal de l'article publié le 4 avril, 2018, dans le Journal de physique D .

Au lieu de construire des nids, les couples de manchots royaux pondent un seul œuf par saison de reproduction, que les parents couvent et protègent à tour de rôle en portant l'œuf sur leurs pieds. Les couples reproducteurs et les individus forment des colonies très grandes et denses.

Pour étudier la structure des colonies de manchots, l'équipe de recherche a utilisé des photographies aériennes prises depuis un hélicoptère pour enregistrer les positions de milliers d'animaux individuels et de couples reproducteurs sur plusieurs années dans deux colonies des îles Crozet et Kerguelen. Les images ont ensuite été analysées en utilisant la fonction de distribution radiale, une relation mathématique qui permet de décrire comment les atomes s'entassent les uns autour des autres dans les solides, liquides, ou des gaz.

L'équipe a effectué des simulations informatiques des mouvements des colonies de reproduction de manchots et a constaté qu'ils ressemblent aux mouvements de molécules dans un liquide 2D, car ils s'attirent et se repoussent dans un espace plan contraint.

"Cet état liquide est un compromis entre la densité - ou la compacité de la colonie - et la flexibilité, qui permet à la colonie de s'adapter aux changements internes et externes, " explique l'auteur principal Daniel Zitterbart, physicien à l'OMSI et scientifique adjoint à l'Université d'Erlangen-Nuernberg. "Par exemple, si un couple perd ou abandonne son œuf, il laisse un vide dans la colonie, mais nous ne voyons jamais de places vacantes dans nos images aériennes. Vraisemblablement, ceux-ci sont occupés par des manchots qui avaient occupé un lieu de reproduction moins apprécié. »

Les manchots royaux ont un cycle de reproduction très long de plus de 14 mois, ce qui conduit à un mélange constant de reproducteurs précoces et tardifs. Zitterbart dit que la prochaine étape de la recherche consiste à développer des méthodes pour évaluer à distance l'état des colonies de reproduction. La plupart des colonies sont éloignées et sont rarement visitées, et seules quelques photos aériennes existent.

"Cette publication est une première évaluation quantitative complète de la structure et de la dynamique au sein des colonies de manchots royaux et une première étape dans le développement de descripteurs de colonies d'ordre supérieur, qui à terme peut aider à évaluer à distance la vulnérabilité de l'espèce, " dit Zitterbart.

L'équipe de recherche comprenait également des collègues du CNRS/Université de Strasbourg (IPHC/France), le CNRS/Université de Montpellier (CEFE/France) et le Centre Scientifique de Monaco. Le travail a été financé par l'Institut Polaire Français Paul-Emile Victor (IPEV 137 et 354) et par la Deutsche Forschungsgemeinschaft.