THERMORÉGULATION, biologie
La température des animaux « à sang froid »
La plupart des animaux « à sang froid » dépendent étroitement du milieu extérieur, bien que, ainsi que nous l'avons mentionné plus haut, ils soient capables, dans certains cas, de maintenir leur température corporelle relativement constante. Un bon nombre d'entre eux sont capables de rester plus chauds que le milieu où ils vivent, que ce soit dans l'air ou même dans l'eau. L'équation générale, écrite sous la forme HS = Htot − HR − HC − HE nous montre qu'augmenter la température corporelle revient donc à chercher comment maximiser HS.
Les animaux aquatiques : une endothermie est-elle possible ?
Dans ce cas, HE = 0 et HR est négligeable. On peut donc écrire HS = Htot − HC. Le milieu aquatique se caractérise par une grande conductivité thermique et par une faible teneur en oxygène dissous, qui nécessite une forte ventilation des surfaces d'échange respiratoires (branchies), où la température du sang s'équilibre avec celle de l'eau. En conséquence, les animaux ne peuvent qu'être à la même température que l'eau, même si leur métabolisme est élevé, sauf si l'animal dispose d'un échangeur thermique placé entre les branchies et le reste du corps. C'est ce qui est réalisé chez certains poissons, comme le thon ou le requin, qui, grâce à un système à contre-courant d'irrigation des muscles, peuvent ainsi conserver localement une partie de la chaleur qu'ils produisent.
Les animaux terrestres : importance du comportement
Pour augmenter HS, le moyen le plus classique est d'utiliser les rayonnements solaires (HR) et/ou d'augmenter le métabolisme (Htot). Les rayonnements solaires sont ainsi utilisés par les reptiles et les insectes. Les reptiles peuvent changer leur couleur : une peau plus sombre absorbe mieux la chaleur solaire et accélère le réchauffement des animaux. Ils peuvent également faire varier la surface exposée au soleil en étalant les pattes ou en aplatissant le corps, également en jouant sur leur orientation par rapport aux rayons du soleil. Les animaux sont ainsi capables de se réchauffer rapidement et, lorsqu'ils ont atteint une certaine température (leur préférendum thermique), ils s'efforcent de la maintenir plus ou moins constante en modulant leur comportement à cette fin (en alternant une exposition à l'ombre ou au soleil, par exemple). On peut extrapoler ces notions et même se risquer à quelques spéculations sur les dinosaures. Il est clair que ces derniers, la plupart de très grande taille (et donc avec un rapport S/V très faible), avaient une inertie thermique telle que leur température corporelle devait rester relativement constante, malgré les fluctuations nycthémérales de la température ambiante. Il est possible que certaines structures (plaques des stégosaures, voile du dimétrodon) aient servi à leur thermorégulation (comme les grandes oreilles des rongeurs désertiques).
L'endothermie chez les insectes
Chez les insectes, comme chez les divers poïkilothermes, la température du corps affecte les possibilités de locomotion, de nutrition, etc. Malgré leur petite taille, ces animaux peuvent néanmoins réaliser une certaine régulation thermique, qui procède à la fois de mécanismes ectothermes et endothermes, grâce à la chaleur reçue du soleil, mais aussi à une capacité à produire de la chaleur (par gramme de poids corporel) très importante. À l'opposé, les insectes au repos et à l'ombre ne mettent que quelques minutes pour se retrouver à la température ambiante. La plus grande partie de la chaleur est produite par les muscles alaires. Étant donné que leur efficacité est comprise entre 10 et 20 p. 100, cela signifie que la majeure partie de l'énergie dépensée est transformée en chaleur. Lors du vol, c'est très important. Souvent, les insectes ne s'envolent que lorsque leur température corporelle a atteint un certain seuil. Si la température externe est basse, les insectes sont capables de faire du « point fixe », c'est-à-dire s'échauffer avant l'envol par un bourdonnement au sol qui s'apparente au frisson thermique des vertébrés. C'est particulièrement le cas d'insectes de grande taille comme des papillons de nuit (leurs écailles réalisent une certaine isolation thermique) qui ne décollent que lorsque leur température thoracique atteint environ 40 0C.
Aspects « sociaux » de la thermorégulation
Abeilles
David McGlynn/ Photographer's Choice RF/ Getty Images
Nous avons évoqué précédemment comment le regroupement des animaux pouvait les aider à lutter contre le froid. Des mécanismes destinés à maintenir une température adéquate au niveau d'un groupe d'animaux existent chez les insectes sociaux (régulation de la température d'un essaim ou d'une ruche, par exemple). Le maintien d'une température élevée dans un essaim permet à l'ensemble des individus qui le composent de s'envoler en même temps dès que les éclaireuses ont trouvé un site approprié pour implanter la colonie. Il met en jeu des modifications de la densité de l'essaim, les abeilles ménageant des espaces plus ou moins grands par où l'air peut circuler. Le maintien d'une température adéquate dans la ruche, cruciale pour le développement du couvain, met en jeu, selon les besoins, soit une thermogenèse par bourdonnement, soit un rafraîchis-sement par ventilation de la ruche et une augmentation de l'évaporation. Il s'agit donc cette fois de mécanismes qui ne concernent plus l'individu lui-même, mais d'une thermorégulation du couvain réalisée par les ouvrières. Cela les rapproche, d'une certaine manière, des oiseaux qui couvent leurs œufs.
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Écrit par
- René LAFONT : professeur des Universités
Classification
Médias
Température corporelle et variation du métabolisme
Encyclopædia Universalis France
Isothermes de l'enveloppe de l'homme
Encyclopædia Universalis France
Pertes par rayonnement, conduction et évaporation
Encyclopædia Universalis France
Autres références
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DÉSERTS
- Écrit par Roger COQUE , François DURAND-DASTÈS , Huguette GENEST et Francis PETTER
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...sont pas compatibles avec la vie animale. Des animaux typiquement désertiques exposés en plein soleil aux heures chaudes de la journée meurent rapidement. Tous les animaux « à sang chaud » sont pourvus d'organes régulateurs qui leur permettent de maintenir leur température corporelle à un niveau normal voisin... -
DINOSAURES
- Écrit par Eric BUFFETAUT
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...ont beaucoup varié au fil du temps. Les paléontologues les ont longtemps considérés comme de simples versions énormément agrandies de reptiles actuels. De ce fait, leur physiologie aurait été de type reptilien, c'est-à-dire que la température de leur corps variait en fonction de celle de leur milieu ;... -
ÉCOLOGIE
- Écrit par Patrick BLANDIN , Denis COUVET , Maxime LAMOTTE et Cesare F. SACCHI
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...statistiques, des relations entre certaines caractéristiques physiologiques ou morphologiques et certains facteurs du milieu, en particulier la température. Chez les homéothermes, par exemple, les tailles les plus grandes se rencontrent dans les régions les plus froides (règle de Bergmann). Cela est lié au... -
ÉPIPHYSE ou GLANDE PINÉALE
- Écrit par Berthe VIVIEN-ROELS
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Des corrélations étroites ont également été établies chez de nombreuses espècesentre le développement de la glande pinéale et le degré d'homéothermie. De plus, il est démontré que la glande pinéale et les organes qui lui sont souvent associés chez les Vertébrés inférieurs (œil pariétal des lézards,... - Afficher les 18 références
Voir aussi
- CONGÉLATION
- CONVECTION ou CONVEXION
- POÏKILOTHERMIE ou PŒCILOTHERMIE
- ECTOTHERMIE
- ENDOTHERMIE
- BALANCE THERMIQUE, physiologie
- THERMOGENÈSE
- TRANSPIRATION ANIMALE ou SUDATION ANIMALE
- SUDORALES GLANDES
- THERMORÉCEPTEUR
- PHYSIOLOGIE
- ÉVAPORATION, physique
- TEMPÉRATURE
- POLYPNÉE
- HYPERTHERMIE
- ADIPEUX BRUN TISSU
- THERMOLYSE
- ACCLIMATEMENT
- BIOÉNERGÉTIQUE
- MUSCULAIRE TRAVAIL
- HOMÉOTHERMIE
- ADAPTATION BIOLOGIQUE
- AQUATIQUE VIE
- RAYONNEMENT THERMIQUE
- TAILLE CORPORELLE
- CONDUCTION THERMIQUE
