Un 26 novembre sur le mont Saint-Bruno

Ce matin, sur l'eau encore libre, il y avait un harle couronné. Sous le bois, nous étions la quatrième espèce animale à laisser nos traces. Des écureuils gris, des cerfs de Virginie et deux renards roux nous avaient précédés.

Mont Saint-Bruno
Harle couronné
Mont Saint-Bruno
Mont Saint-Bruno
Ci-dessus, la piste d'un renard roux au pas de marche (à gauche) et au trot (à droite). Ci-contre, l'empreinte d'une patte montrant le coussinet plantaire de forme triangulaire, les quatre coussinets digitaux et les deux griffes des doigts 3 et 4)
MOnt Saint-Bruno
Cerf de Virginie
Piste de cerf de Virginie 
Cerf de Virginie
Empreinte de cerf de Virginie
Cerf de Virginie



Du pavot à la morphine

L'usage du pavot somnifère (Papaver somniferum) se perd dans la nuit des temps. Il y a 5000 à 6000 ans, les Assyriens et les Sumériens extrayaient déjà son latex qu'ils appelaient "gil" (joie) et que nous connaissons aujourd'hui sous le nom d'opium. 1500 ans avant notre ère, les Égyptiens utilisaient ses propriétés analgésiques et somnifères pour soigner les maux de tête et calmer les enfants. Les Grecs et les Romains, quant à eux, le considéraient à la fois comme un remède et comme un poison. À partir du VIème siècle de notre ère, les arabes étendirent sa culture à travers leur empire. Objet de commerce, il fut introduit en Inde au IXème siècle, puis en Chine au XIème.

Pavot oriental Le genre Papaver regroupe une centaine d'espèces de pavots parmi lesquels le coquelicot (Papaver rhoeas), le pavot oriental (Papaver orientale) utilisé comme plante ornementale et le pavot somnifère cultivé pour l'opium.
Typiques, les fleurs de pavot comportent 2 ou 4 sépales caducs, quatre (parfois 6) pétales libres et chiffonnés dans le bouton avant leur éclosion, de nombreuses étamines et un pistil de forme conique dont la surface est divisée en cadrans par les stigmates. Après fécondation, le pistil se transforme en une capsule qui, à maturité, laisse échapper de très nombreuses petites graines.
Toutes les plantes de la famille des papavéracées produisent du latex, un liquide épais et opaque, blanc ou coloré. Différent de la sève, il contient de nombreuses substances actives, en particulier des alcaloïdes utilisés par la plante pour se défendre et par l'homme pour se soigner ou se divertir.
Coquelicot

En Europe occidentale, il faut attendre le XVIème siècle pour que l'usage thérapeutique de l'opium soit popularisé par le médecin suisse Paracelse sous la forme d'une préparation appelée laudanum. Au XVIIème siècle, Thomas Sydenham, un médecin anglais, simplifie la formulation pour en faire une teinture composée de 100 g de poudre d'opium, de 50 g de safran et de 920 g d'alcool à 30 %. Il l'utilise avec succès au cours des épidémies de dysenterie, qui sévissent à cette époque. Dès lors, le laudanum est adopté par le corps médical, d'abord en Europe, puis rapidement en Amérique.

L'opium est une pâte ou une poudre (selon son degré de déshydratation) obtenue en incisant les capsules de pavot lorsqu'elles commencent à mûrir et en laissant sécher le latex qui en exsude. Une capsule fournit environ 20 à 50 mg d'opium brut. Il est composé d'eau (5 à 20 %), de glucides (environ 20 %), d'acides organiques et d'alcaloïdes (10 à 20 %). À ce jour, on a identifié une quarantaine d'alcaloïdes, parmi lesquels la morphine (8 à 17 % des alcaloïdes), la codéïne (0,7 à 5 %), la thébaïne (0,1 à 2,5 %), la papavérine (0,5 à 1,5 %) et la noscapine (1 à 10 %).
Morphine
par NEUROtiker, via Wikimedia Commons
Il sera couramment prescrit jusqu'au milieu du XIXème siècle pour soulager les douleurs, notamment rhumatismales, l'insomnie, différents troubles nerveux (dépression, psychose et autres), la toux (tuberculose, bronchite) et les diarrhées sévères (choléra, dysenterie). En France, il ne sera retiré de la pharmacopée officielle qu'en 1976.

En 1803, le pharmacien et chimiste français Jean-François Derosne identifie un premier alcaloïde de l'opium, la noscapine. Trois ans plus tard, le pharmacien allemand Friedrich Sertürner, isole la morphine et décrit son effet narcotique. Dans les années qui suivent, on découvre la codéïne (1833), la thébaïne et la papavérine (1848). La première hémisynthèse (synthèse chimique à partir d'une molécule naturelle) est réalisée en 1874 par Alder Wright.

Quelques opioïdes utilisés en médecine
Naturels
Hémisynthétiques
Synthétiques
Codéïne
Morphine (Statex®)
Buprénorphine
Désomorphine
Héroïne
Hydrocodone
Hydromorphone (Dilaudid®)
Métopon
Naloxone
Oxycodone
Oxymorphone
Alfentanil
Dextropropoxyphène
Fentanyl
Méthadone
Péthidine
Sufentanil
Tapentadol
Tilidine
Tramadol
En créant la diacétylmorhine, mieux connue sous le nom d'héroïne, le pharmacien londonien espérait débarrasser la molécule naturelle de ses propriétés addictives; ce fut un échec.
Depuis, la famille des opioïdes s'est enrichie de nombreuses molécules hémisynthétiques (produites principalement à partir de la thébaïne) et synthétiques. Et, bien que l'on sache produire la morphine par synthèse totale depuis 1952, il est toujours plus rentable de l'extraire du pavot somnifère. En 2013, les plus grands producteurs de pavot étaient l'Australie, la France et l'Espagne.


Principaux alcaloïdes naturels et leurs propriétés
Espèces
Propriétés
Principaux alcaloïdes
Pavot somnifère
(P. somniferum)
Analgésique, Antitussif, Euphorisant, Hypnotique, Sédatif, Spasmolytique Codéïne, Morphine, Noscapine (Narcotine), Papavérine, Thébaïne
Coquelicot
(P. rhoeas)
Analgésique, Antitussif, SédatifIsorhoeadine, Rhoeadine, Rhoeagénine
Pavot de Californie
(Eschscholtzia californica)
Analgésique, Anxiolytique, Hypnotique, Sédatif Californidine, Eschscholtzine, Protopine

Novembre: la traversée du désert

En attendant la neige

Entre automne et hiver, entre pluie et neige, il y a ces quelques jours glacés de l'année au cours desquels l'eau liquide peut devenir aussi rare que dans le plus aride des déserts. En regardant les oiseaux patiner sur le bassin, je m'interroge sur leur capacité à survivre jusqu'à la première neige, celle qui pourra les désaltérer.

Moineaux domestiques

Dire que l'eau est indispensable à la vie est une lapalissade qu'il n'est pas inutile de répéter aux habitants des pays qui n'en manquent pas et qui seraient tenter de la gaspiller. Faut-il également rappeler qu'elle est le principal constituant des êtres vivants et que dans 100 kg d'être humain ou dans 10 g de mésange, il y a environ 65 kg et 6,5 g d'eau, cette même proportion de 65 % partagée par la plupart des animaux à sang chaud.
Pourtant, aussi vitale soit-elle, aucune espèce, plante ou animale, n'est capable de retenir l'eau. Elle s'échappe inexorablement, nous obligeant à compenser sans cesse sa perte sous peine de mourir de déshydratation. Pour combler ses besoins en eau, chacun a développé ses propres stratégies physiologiques, anatomiques et comportementales en fonction des conditions que lui imposait son environnement. À ce jeu, les oiseaux ne sont pas en reste, notamment les granivores. Certains individus vivant dans les zones désertiques peuvent même survivre sans autre apport d'eau que celle contenue dans leur nourriture.

Urée
par NEUROtiker - domaine public, lien
Acide urique
par NEUROtiker - domaine public, lien
Limiter les pertes d'eau
Les animaux homéothermes, les oiseaux et les mammifères, perdent la majeure partie de leur eau par évapotranspiration à travers la peau et les poumons, un phénomène indispensable pour évacuer l'excès de chaleur générée par leur métabolisme. L'autre partie est perdue sous la forme d'excréments liquides (l'urine) et solides (les matières fécales); l'excrétion d'urine permettant d'éliminer l'excès des sels minéraux absorbés par l'alimentation et l'azote produit  par la dégradation des protéines.

En concentrant l'urine
L'urine est produite par les reins dont le principe de fonctionnement est de filtrer le sang, de garder une fraction de son eau et d'y concentrer toutes les substances indésirables. Comparés à ceux des mammifères, les reins des oiseaux ont une plus faible capacité de concentration de l'urine; ce qui pourrait être un désavantage dans la gestion de l'eau s'ils n'avaient pas développer des mécanismes de compensation.
Le premier d'entre eux est l'élimination de l'azote (N) sous forme d'acide urique, qui présente deux avantages par rapport à l'urée des mammifères:
  1. Une seule molécule d'acide urique permet d'éliminer 4 atomes d'azote, soit le double de l'urée.
  2. Contrairement à l'urée qui doit obligatoirement être dissoute dans l'eau pour être éliminée, l'acide urique est insoluble dans l'eau et il peut être éliminé avec les excréments sous la forme d'un colloïde blanchâtre (une suspension plus ou moins concentrée de particules solides). 
Comment l'acide urique filtré par les reins se retrouvent t-il dans les excréments ?
Pour la même raison que les oiseaux n'urinent pas; ils n'ont pas de vessie. Pour compenser le faible pouvoir de concentration de leur reins, l'urine produite par les reins s'écoule directement dans le cloaque. Elle est acheminée ensuite dans l'intestin par un péristaltisme rétrograde et l'eau qu'elle contient est réabsorbée à travers la paroi intestinale.

En récupérant la vapeur d'eau
La plus grande partie de l'eau des organismes homéothermes est perdue sous forme de vapeur dans l'air expiré qui en est saturé. Pour limiter les pertes, la cavité nasale des oiseaux et des mammifères contient des structures protubérantes appelées "cornets". Ces lames osseuses ou cartilagineuses selon l'espèce sont recouvertes d'un épithélium qui sécrète un mucus.
En s'interposant dans le passage de l'air, les cornets créent une turbulence qui accroît son contact avec la muqueuse. Ainsi, l'air inspiré se réchauffe et s'humidifie avant d'arriver dans les alvéoles pulmonaires. À l'inverse, l'air expiré se refroidit et une partie de l'eau qu'il contient se condense. La quantité d'eau récupérée dépend de la température extérieure, de la teneur de l'air en vapeur d'eau et de l'espèce, mais elle peut atteindre 80 % chez les pingouins (Pygoscellis spp), par exemple.

Geai bleu

Compenser les pertes d'eau
Limiter les pertes d'eau ne suffit pas, il faut aussi renouveler celle qui est perdue. Pour les animaux terrestres, il n'y a que trois sources possibles:
  1. l'eau libre, si possible douce, bien que certaines espèces puissent absorber l'eau de mer sans risque de déshydratation. Les oiseaux de mer, par exemple, possèdent des glandes à proximité de la cavité nasale, qui leur permettent d'excréter le sel.
  2. l'eau contenue dans les aliments, plus ou moins abondante selon les régimes alimentaires. Les frugivores, les butineurs, les insectivores et les carnivores absorbent plus d'eau que les granivores. 
  3. l'eau métabolique produite par l'oxydation des nutriments. Ainsi, on considère que l'oxydation de 100 g de protéines, de lipides et de glucides fournit respectivement 40, 107 et 56 g d'eau. Pour l'être humain qui produit environ 300 g d'eau métabolique, cela ne comble que 8 à 10 % de ses besoins. Chez les oiseaux, qui ont un métabolisme plus élevé, cette source d'eau n'est pas négligeable et chez certaines espèces d'oiseaux adaptés aux environnements xériques, elle  suffit  avec l'eau contenue dans leur alimentation à les rendre indépendants des sources d'eau libre.
Comme on peut le constater, les oiseaux sont assez bien équipés pour passer à travers les pénuries en eau. Au cours de leur évolution, ils ont développé de nombreux mécanismes de résistance à la déshydratation. Certains n'ont pas été évoqués ici comme la capacité à adapter la composition en lipides de leur peau pour limiter l'évaporation, la tolérance de certaines espèces à une plus grande viscosité du sang ou la tolérance à une certaine hyperthermie permettant de limiter également l'évaporation. Pour ceux qui voudraient approfondir la question de l'économie de l'eau chez les oiseaux, il y a ces quelques références:

Evaporative Losses of Water by Birds. Dawson, W. R. Comp. Biochem. Physiol., 71A(4), 495–509, 1982.
Nasal Respiratory Turbinate Function in Birds. Geist, N. R. Physiological and Biochemical Zoology, 73(5), 581–589, 2000.
Metabolic constraints on long-distance migration in birds. Klaassen, M. The Journal of Experimental Biology, 199, 57–64, 1996.
Water Economy of Granivorous Bird: A Predictive Model. Macmillen, R. E. The Condor, 92(1979), 379–392, 1990.
Physiological ecology and behavior of desert birds. Williams, J. B., & Tieleman, B. I. Current Ornithology, 16, 299–353, 2001.
Physiological adaptation in desert birds. Williams, J. B., & Tieleman, B. I. BioScience, 2014.
Universal model for water costs of gas exchange by animals and plants. Woods, H. A., & Smith, J. N. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 107(18), 8469–74, 2010.



    Éternel recommencement

    Comme chaque année à cette époque, chacun regagne ses quartiers d'hiver. Doug ou Daisy, une des deux tourterelles du jardin, profite de notre retraite vers l'intérieur pour reprendre possession de la terrasse.

    Tourterelle triste

    Première glace

    Nous y sommes. La première croûte de glace sur le bassin est le signe que je n'espère jamais et qui s'impose chaque fois. Cela n'a pas l'air d'affoler le merle qui ne se préoccupe que d'une chose pour l'instant: se gaver des baies de la vigne vierge avant que la bande d'étourneaux débarque pour la razzia. Ressent-il seulement le froid ?

    Première glace
    Merle d'Amérique
    Merle d'Amérique

    Un 4 novembre dans le boisé du Tremblay

    Maintenant que le boisé du Tremblay est pavé de bonnes intentions et que les arbres coupés ont été remplacés par du gazon et des rosiers, les chiens peuvent y promener leurs compagnons.
    Mais qui dit homme, dit rat ! Rat surmulot, Rat de Norvège ou rat d'égout, c'est le même Rattus norvegicus, un des réservoirs de la peste. Aujourd'hui, l'Homme et lui se côtoient dans la plus totale indifférence pour l'un et ignorance pour l'autre. Pourtant la peste sévit toujours (3200 cas entre 2010 et 2015) et tue à l'occasion (580 décès pour la même période). Elle a de nombreux foyers naturels: Madagascar entre autres, qui en ce moment est aux prises avec une épidémie, mais aussi l'Amérique de Trump. 
    Personne n'a vu non plus cette bande de Bruants fauve en route vers le sud, car les yeux sont faits pour regarder les écrans, et les oreilles pour écouter les promesses d'un avenir meilleur ?

    Rat surmulot
    Bruant fauve