Oui, les lombrics respirent

 

Comme ils n’ont pas de poumons, aucun mouvement de ventilation n’est évidemment discernable. Mais la respiration s’effectue on ne peut mieux au niveau des mitochondries de toutes les cellules de leur organisme. L’oxygène leur est apporté par le sang, qui contient une hémoglobine différente de la nôtre et qui, plus est, n’est pas véhiculée par des hématies mais est dissoute dans le plasma sanguin. La couleur rose ou rouge des vers de terre est due à cette hémoglobine. Les lombrics n’ayant pas de poumons, les échanges gazeux entre l’air et le sang se font au niveau de leur peau, tout simplement, qui a donc la même fonction que la surface des alvéoles pulmonaires.

La peau d’un lombric est constituée d’un épiderme mince (une seule couche de cellules) recouvert d’une fine cuticule transparente. Du mucus (sécrété par des cellules spéciales) maintient la surface de la peau toujours humide, la protège contre l’abrasion des particules du sol et la lubrifie, ce qui facilite la progression dans les galeries du sol. L’ensemble: épiderme + fine cuticule + mucus est perméable à l’oxygène et au dioxyde de carbone à condition qu’il soit humide.
Sous la peau, se trouvent des capillaires sanguins et les muscles périphériques dont les contractions permettent la reptation du ver, son enfouissement dans le sol, sa locomotion dans les galeries qu’il a creusées dans le sol.

Une organisation aussi simple du système respiratoire présente deux contraintes :

Le ver ne peut dépasser une certaine taille sinon la surface de la peau serait insuffisante pour assurer les échanges gazeux. En effet, la forme du ver étant assimilée à celle d’un cylindre, si le diamètre augmente d’un facteur 2, la surface de la peau est multipliée par 4 (2 au carré) mais le volume est augmenté d’un facteur 8 (2 au cube). Or, la consommation d’oxygène est proportionnelle au volume alors que les échanges gazeux au travers de la peau sont proportionnels à la surface. Il a été calculé que la taille maximale théorique d’un ver de terre correspond à un diamètre de 3 centimètres. Il est intéressant de constater que les plus gros vers de terre existants – qui vivent dans certaines régions de l’Australie – ont ce diamètre pour une longueur de 3 mètres. 

Le ver de terre peut être asphyxié s’il reste trop longtemps dans l’eau – par exemple s’il tombe dans une grande flaque d’eau de pluie et qu’il n’arrive pas à en sortir dans d’assez brefs délais. Bien sûr il ne s’agit pas d’une noyade par remplissage des poumons comme chez nous, mais d’une asphyxie due au fait que l’eau est bien moins riche en oxygène dissous que ne l’est l’air en oxygène libre: la surface de la peau est alors insuffisante pour assurer l’approvisionnement en oxygène aux tissus – en particulier aux muscles. Ou alors il lui faudrait des branchies. Ceci pour un ver de terre pendant la belle saison. En hiver, le ver est enfoui en profondeur dans le sol, son métabolisme est très ralenti par le froid (il consomme très peu d’oxygène et produit peu de dioxyde de carbone) : si la galerie du sol est inondée par l’eau de pluie ou de fonte des neiges, le ver n’est pas asphyxié. 

Réponse de l’équipe « La main à la pâte »

 

Les dangers du Lombric

 

Malgré son utilité et son abondance, le lombric n’en est pas pour autant invulnérable. Il est très sensible aux différentes techniques utilisées en agriculture. Le labour mécanisé est peut-être son pire ennemi. Le travail du sol profond détruit ses galeries, incorpore dans le sol la matière organique de surface dont il se nourrit, voire le blesse directement. 

Notre copain le lombric est donc en danger face à l’agriculture intensive qui le méprise.

Une étude menée en Suisse, sur la biomasse du ver, a pu révéler les effets comparés entre dix ans de labour et dix ans de semis direct pour la culture de la pomme de terre. (semis direct = une terre non labourée). Dans le système avec labour, les chercheurs ont mesuré 94g/m2 présence de vers contre 190 gr/m2 en semis direct. Une diminution de moitié. 

Des kilomètres de galeries font respirer les sols.

Les vers de terre n’ont pas seulement un rôle de nourrice pour la terre et les micro-organismes, ils ont aussi une action mécanique. Ils participent à la structuration des sols en permettant la production d’un assemblage organo-minéraux stables, qui rendent les terrains moins sensibles à l’érosion par le vent, mais aussi, en creusant leurs galeries, ils empêchent leur tassement et imperméabilisation. 

Des kilomètres de petits tunnels souterrains, raccordés en réseaux, vont augmenter la porosité et ainsi faciliter la circulation de l’eau et de l’air. Pouvant atteindre une profondeur de cinq à six mètres, ces galeries ont une importance parfois bien sous-estimée. Aidant la pénétration des racines en offrant un sol plus meuble à l’expansion végétale, mais aussi avec un sol mieux oxygéné, les vers de terre font alliance avec les plantes. Mais ce n’est pas tout. D’après un chercheur à l’INRA, en région méditerranéenne, dans les galeries forées par une population de lombrics, 160 mm d’eau peuvent s’écouler par heure. Ainsi, en permettant un meilleur drainage, ces petits animaux limitent les effets des pluies torrentielles. 

Ne faut-il pas voir, par la disparition des vers de terre, un des facteurs responsables de l’aggravation des inondations ? 

En forant leurs galeries, les lombrics avalent sans distinction, terre et la matière organique, puis rejettent les éléments non assimilables sous la forme de curieux tortillons déposés en surface. Chaque année, les vers en produisent de 1 à 9 kg par mètre carré. Sur son passage, en digérant et en rejetant, le vaillant animal remonte jusqu’à la surface des éléments issus des profondeurs. Ces « crottes de ver de terre » comme disait Darwin, sont finalement l’équivalent d’un labour sur les vingt premiers centimètres du sol. Le ver laisse aussi des déjections en profondeur et, oeuvre ainsi à la circulation des matériaux entre les différentes couches du sol.

 En se déplaçant de haut en bas, il amène des éléments organiques qui, sans lui, pourriraient en surface, et remonte du sous-sol des oligo-éléments, des minéraux comme le fer ou le souffre. Mais pour le lombric, ce genre de travaux communs chez la faune du sol va beaucoup plus loin. Il a mis en place une véritable association mutualiste avec les micro-organismes. Des bactéries l’aident à digirer les débris organiques, en échange, elles se développent à leur aise grâce au riche mucus que le ver produit. 

Avec la terre et les résidus dont il se nourrit, le lombric avale aussi les bactéries. Alors au repos et inactifs, ces organismes unicellulaires vont trouver dans le mucus que le ver mélange à la terre, un substrat très favorable qui va stimuler leur multiplication et leur activité enzymatique. Cette association est rentable pour le ver mais s’avère également très bénéfique pour le fonctionnement des sols et le recyclage. En effet, la cohorte de bactéries que le lombric laisse derrière lui est activée ou réveillée par le prince, comme le décrit l’Institut de recherche pour le Développement (IRD). Tout l’espace souterrain fréquenté par le lombric, est remarquablement enrichi de communautés bactériennes, jusqu’à dix fois plus abondantes que dans le sol environnant dépourvu de vers. 

Par exemple, dans les galeries, on constate 40% de plus de bactéries fixatrices d’azote et 16% de bactéries dénitrifiantes (qui consomment les nitrates). Ces bactéries vont sans conteste contribuer à la vitalité du sol et, grâce à elles, la colonisation par d’autres êtres vivants sera beaucoup plus rapide.