Elle gèle vivante tout l’hiver et son cœur s’arrête totalement : au printemps, cette grenouille repart comme si de rien n’était

Dans les forêts glacées d’Amérique du Nord, une minuscule grenouille traverse l’hiver entièrement gelée… avant de reprendre vie au printemps.

Ce scénario digne d’un film de science-fiction se déroule réellement en Amérique du Nord, rapporte un article de vulgarisation scientifique italien. La « grenouille des bois », un petit amphibien discret des zones boréales, survit à des froids extrêmes en se laissant congeler en grande partie, cœur arrêté, métabolisme coupé, puis en redémarrant au retour des beaux jours comme si rien ne s’était passé.

Une grenouille nord-américaine capable de geler à -18 °C

La grenouille des bois (Lithobates sylvaticus) vit dans les forêts et zones humides du nord du continent américain, jusqu’à l’intérieur du cercle polaire arctique. Elle détient l’aire de répartition la plus septentrionale de tous les amphibiens américains.

Adulte, elle mesure à peine entre 5,1 et 7 centimètres. Malgré sa taille réduite, elle résiste à des températures que la plupart des vertébrés ne supporteraient pas. En laboratoire, son seuil de tolérance au froid se situe vers -16 °C. Sur le terrain, des mesures menées sur 18 grenouilles dans leurs refuges naturels ont montré :

• une température moyenne de survie durant l’hiver autour de -6,3 °C ;
• une température minimale extrême de -18 °C.

Face à la chute brutale du thermomètre, l’animal ne se contente pas d’hiberner, comme d’autres amphibiens. Il déclenche un véritable processus de congélation contrôlée de son corps, qui aboutit à un état proche de la « mort clinique », mais réversible.

Comment la grenouille « décide » de se congeler

Le mécanisme démarre au contact direct du froid. Lorsque la peau de la grenouille touche la glace du sol ou de l’environnement, elle perçoit ce signal et se met à l’abri sous une couche de feuilles mortes et de boue.

Au fil des heures, jusqu’à 65 à 70 % de l’eau de son corps gèle dans ses tissus et ses liquides extracellulaires.

Au-delà de cette proportion, même chez des espèces tolérantes au gel, les dommages cellulaires deviennent irréversibles. La grenouille des bois s’arrête donc juste avant cette limite critique. Contrairement à une hibernation classique, où la température corporelle baisse mais sans congélation massive, il s’agit ici d’une véritable cryopréservation naturelle.

Ici, pas d’hibernation classique mais une cryopréservation

Pour les autres espèces d’amphibiens, le froid se gère autrement. En Europe, la grenouille rousse des montagnes, par exemple, vit jusqu’à 2 300 mètres dans les Alpes et hiverne enfouie dans la vase ou cachée sous troncs et pierres. Elle supporte légèrement le dessous de zéro, mais son corps ne se cristallise pas comme celui de sa cousine américaine.

Chez la grenouille des bois nord-américaine, la stratégie est plus radicale :

• gel massif des liquides dans les espaces extracellulaires et vasculaires ;
• arrêt complet du cœur ;
• arrêt de la respiration ;
• mise en veille totale de l’activité cérébrale.

Physiologiquement, tout indique un état de mort clinique, mais l’organisme reste prêt à repartir au printemps.

Le rôle clé du sucre et de l’urée dans ce miracle biologique

Ce tour de force repose sur une chimie interne très particulière. Des travaux publiés dans la revue Experimental Biology se sont penchés sur ces mécanismes.

À l’automne, la grenouille accumule dans son foie des réserves considérables de glycogène, la forme de stockage du glucose chez les animaux. Ce stock peut représenter jusqu’à 20 % de sa masse corporelle, une proportion énorme pour un vertébré.

Au moment de la congélation, le foie libère d’énormes quantités de glucose dans le sang et les organes, atteignant des concentrations entre 100 et 250 mmol/l.

Chez la majorité des vertébrés, de tels niveaux seraient toxiques. Chez la grenouille des bois, ce sucre agit au contraire comme un puissant cryoprotecteur :

• il limite la formation de cristaux de glace à l’intérieur des cellules, qui déchireraient leurs membranes ;
• il réduit les risques de déshydratation excessive des cellules, provoquée par le gel de l’eau environnante.

L’urée, un déchet métabolique, s’accumule elle aussi dans les tissus et contribue à cette protection. Résultat : la glace se forme surtout à l’extérieur des cellules et dans les vaisseaux sanguins, alors que l’intérieur cellulaire reste préservé.

Un arrêt complet des fonctions vitales… sans dommages durables

Une fois la grenouille gelée, son cœur ne bat plus, sa respiration cesse, son cerveau ne montre plus d’activité détectable. Pourtant, les structures internes ne se désagrègent pas, contrairement à ce qui se produirait chez un mammifère ou un oiseau soumis au même traitement.

Quand les températures remontent avec le printemps, le métabolisme redémarre progressivement. Le cœur recommence à battre, la respiration revient, puis les réflexes et la motricité se réinstallent en un ou deux jours. L’animal peut alors reprendre une vie normale : déplacements, alimentation, reproduction.

Attention aux images trompeuses produites par l’IA

Sur internet, nombreuses sont les images qui montrent des grenouilles des bois totalement figées, couvertes de givre comme si elles sortaient d’un congélateur. Ces représentations circulent largement, mais l’article italien met en garde : il s’agit dans bien des cas d’illustrations générées par intelligence artificielle.

Dans la nature, le dégel se déroule sous une couche de feuilles et de boue, et la surface de la grenouille ne présente pas de croûte de givre spectaculaire.

Le corps est effectivement plus dur qu’en temps normal, mais l’animal reste enfoui dans son refuge. La vision d’une petite grenouille « glacée comme un glaçon » à l’air libre relève davantage de la mise en scène ou de la création numérique que de l’observation de terrain.

D’autres animaux capables de survivre gelés

La grenouille des bois n’est pas la seule à avoir développé cette stratégie. D’autres vertébrés tolèrent la congélation, parmi lesquels :

• la tortue peinte, une petite tortue d’eau douce qui supporte le gel partiel durant l’hiver ;
• certaines autres espèces de grenouilles et de salamandres ;
• les salamandres sibériennes (Salamandrella keyserlingii et S. schrenckii), capables de survivre en laboratoire à des températures allant jusqu’à -55 °C.

Chez ces espèces, on retrouve fréquemment une combinaison de :

Ces adaptations ont un objectif commun : traverser l’hiver avec un minimum de dépenses énergétiques, à l’état quasiment « mis sur pause », pour repartir au printemps.

Ce que fait la grenouille rousse en France face au froid

En France, aucune grenouille connue ne supporte d’être gelée à ce point. Les amphibiens métropolitains recourent plutôt à des formes d’hibernation classiques pour survivre à la mauvaise saison.

La grenouille rousse (Rana temporaria), présente dans les massifs montagneux, offre un bon point de comparaison. Elle vit parfois à plus de 2 000 mètres d’altitude et, lorsque l’hiver arrive, elle :

• se cache dans la vase au fond des mares ou des ruisseaux ;
• ou s’abrite sous des troncs, des pierres ou des racines.

Sa température corporelle peut passer légèrement sous zéro, mais son organisme ne se laisse pas envahir par la glace comme celui de la grenouille des bois nord-américaine. Elle mise plutôt sur la baisse du métabolisme, la réduction des mouvements et la recherche de microrefuges où le gel reste limité.

Pour un lecteur en France, l’intérêt de ces recherches nord-américaines réside notamment dans les pistes qu’elles ouvrent pour la cryobiologie et la conservation des espèces. Comprendre comment un vertébré peut supporter un arrêt total du cœur et du cerveau sans séquelles pose des questions pour la médecine d’urgence ou la conservation d’organes, même si l’application chez l’humain reste, à ce stade, du domaine de la recherche fondamentale.

Qu’est-ce que la cryopréservation au juste ?

Le terme « cryopréservation » désigne la conservation d’êtres vivants, de cellules ou de tissus à très basse température, généralement en dessous de zéro, pour arrêter leur métabolisme tout en leur laissant la possibilité de reprendre une activité vitale par la suite.

Chez la grenouille des bois, cette cryopréservation se déroule sans équipement, sans azote liquide, uniquement grâce à son propre arsenal biochimique. Dans les laboratoires, une démarche comparable s’applique aux cellules, aux spermatozoïdes, aux embryons ou à certains tissus animaux, mais avec des protocoles bien contrôlés, des milieux protecteurs et un refroidissement très encadré.

Cette convergence entre adaptations naturelles et techniques médicales intéresse particulièrement les biologistes. En étudiant ces animaux « gelés-vivants », la science gagne des modèles concrets pour mieux maîtriser le froid extrême et ses effets sur le vivant.

Hélène Vasseur

Lecture rapide : rédactrice en chef d’Eurotel, ancienne de l’hôtellerie, spécialiste des hôtels de caractère et des city-trips.

Hélène Vasseur a passé près de quinze ans dans l’hôtellerie avant de se consacrer à l’écriture. De la réception d’un palace lyonnais à la direction d’une maison d’hôtes, elle a appris à lire un hôtel de l’intérieur : ce qui fait une vraie adresse, et ce qui relève du décor.

Rédactrice en chef d’Eurotel, elle coordonne la ligne éditoriale et arpente l’Europe à la recherche d’hôtels de caractère et de destinations à raconter autrement. Sa conviction : on voyage mieux quand on comprend les lieux, pas seulement quand on les coche. Elle garde un faible pour les vieilles villes d’Europe centrale et les petits-déjeuners qui s’éternisent.