Température des animaux - Thermorégulation animale

« Les réseaux admirables sang veineux (chaud) --------- 1 SE IIASSUIIIUI les animaux se blottissent les uns contre les autres pour se tenir chaud, aussi bien les dllots dans leur panier que les manchots sur la banquise ou les bœufs musqués dans la toundra.

Même des insectes plutôt peu sociaux comme les coccinelles ou certaines punaises se rassemblent pour passer l'hiver .

1-------------"T""-------------i les animaux Il plumes ou Il poils THEIMOIKUI.MJON Certains des plus gros poïkilothermes actuels.

qui sont les poissons carnassiers (espadons, thons, requins), possèdent des systèmes d'irrigation vasculaire à contre-courant appelés • réseaux admirables •.

qui leur permettent de conserver une chaleur interne élevée.

leurs veines sont étroitement associées aux artères, et récupèrent une partie de leur chaleur : le sang des artères se refroidit avant d'atteindre les parties périphériques du corps et se réchauffe en remontant par les veines.

Cela crée un • gradient thermique » à l'intérieur du corps, qui diminue les pertes de chaleur et augmente l'efficacité des muscles profonds.

Un système similaire existe chez les ~s -• · dans Posséder un système de régulation thermique élaboré est un avantage dans l'exploitation des ressources du milieu et dispense d'adaptations • coûteuses » comme la présence de plusieurs gammes d'enzymes pour une même fonction cellulaire .

En contrepartie, beaucoup d'énergie sera consacrée au maintien de la température interne idéale .

BAlANCE THEIMIQUE t:idéal est évidemment de ne consacrer aucune énergie particulière au maintien de la température corporelle, le fonctionnement naturel de l'organisme compensant exactement la perte de chaleur .

Cela se produit pour une fourchette de températures extérieures appelée zone de neutralité thermique.

Si la température est inférieure, l'organisme consacre de l'énergie à la lutte contre le froid .

Plus la température est basse, plus la dépense énergétique est forte (elle augmente aussi d 'autant plus vite que l'animal est petit) .

En dessous d'un certain seuil, différent selon chaque espèce, la régulation ne fonctionne plus : l'organisme cesse de lutter contre le refroidissement et sa température interne commence Il descendre.

Dans le cas inverse, au­ dessus de la zone de neutralité thermique, l'organisme est aussi capable de lutter contre la chaleur, mais la quantité d'énergie utilisable est plus faible et la régulation fonctionne pour des variations de température moins importantes.

D'autres éléments semblent confirmer une prédisposition des homéothermes à lutter contre le froid plutOt que contre la chaleur.

Colla thenllhtue leur • coma thermique • est situé très peu au-dessus de leur température normale.

2 Il 3 •c supplémentaires suffisent parfois à provoquer des dégâts irréversibles ou la mort (41,5 •c chez l'homme), alors que certains peuvent se refroidir considérablement Récepteurs culilnés Chez l'homme, comme chez la plupart des homéothermes, les récepteurs sensibles au froid (terminaisons libres et corpuscules de Krause) sont plus nombreux et situés dans une partie plus superficielle de la peau que les récepteurs sensibles à la chaleur (terminaisons libres et corpuscules de RuffinO.

situés dans le derme profond.

Certaines familles, comme les félins , n'ont aucun récepteur sensible à la chaleur dans la peau du dos.

Sensations La peau de nos mains est habituellement à une température d'environ 33 "C.

Pour éprouver une sensation de chaleur intense, il faut qu'elle augmente de 3 ou 4 "C, alors qu'une baisse de 1 ou 2 "C suffit pour nous procurer une sensation de froid.

LUTTE CONTRE LE FROID Quand ils ne peuvent pas se déplacer pour se mettre à l'abri ,les homéothermes utilisent des moyens multiples pour augmenter leur chaleur.

Une partie de ces moyens est commune aux poïkilothermes.

SE IUITlll Il s'agit là eocore de réduire sa surface en rentrant tout ce qui dépasse.

Par exemple, les petits félins replient leurs pattes sous eux.

peuvent augmenter leur isolation en emprisonnant plus d'air dans leur ~ou dans leur fourrure .

les poils des mammifères se redressent sous l'action de leurs muscles horripilateurs.

Dans les régions à saisons marquées, les animaux adoptent un plumage ou un pelage d'hiver beaucoup plus épais .

llovGEI/ ftiSSONIIEI Des exercices musculaires volontaires peuvent être utilisés.

le planton bat des pieds dans sa guérite ou se bat les flancs .

Involontairement il se met à frissonner, c'est-à-dire à contracter simultanément des muscles antagonistes.

PIODUIIE UNE CHALE UI -USCULAIIE Chez les homéothermes, le maximum de chaleur est obtenu par la combustion de la graisse brune.

Celle-ci n'est abondante que chez les animaux hibernants et les nourrissons (incapables de frissonner).

Elle doit sa couleur à sa fonction : contrairement au tissu adipeux normal (jaune) , elle posséde de très nombreux capillaires sanguins (globules rouges) et ses cellules sont bourrées de mitochondries, centrales énergétiques remplies de cytochromes (une molécule rouge).

les mitochondries de la graisse brune ont un fonctionnement • anormal • : une protéine appelée thermogénine y empêche la production d'ATP (molécule énergétique), de sorte que tout part en chaleur.

La graisse brune joue un rOie très important chez les mammifères comme la m•1711otte à leur sortie d'hibernation : elle leur permet de reprendre en quelques heures plusieurs dizaines de degrés.

HIIEIIIEI les poïkilothermes s'engourdissent naturellement dans le froid.

Chez les homéothermes, il ne peut s'agir que d'un processus secondaire, toujours contrôlé.

On le rencontre chez les oiseaux (engoulevents) et les mammifères (surtout chez les rongeurs, mais aussi chez les lémuriens, les carnivores, etc.).

la température interne descend Il des niveaux normalement mortels : celle de l' IHII'S LUTTER CONTRE LA CHALEUR Comme pour la lutte contre le froid, les petits animaux sont désavantagés dans la lutte contre la chaleur, et pour la même raison : le rapport surface/volume de leur corps est plus important et ils reçoivent donc plus de chaleur du milieu environnant.

la lutte contre la chaleur repose en effet essentiellement sur la capacité d'évaporation.

À 20° C , la transformation d'un gramme d'eau en vapeur nécessite 2 475 joules (à peu près la chaleur produite en 25 secondes par une personne au repos).

Transpirer est donc une façon très efficace de se rafraîchir, à condition de disposer d'eau en quantité suffisante.

les drom•thllres, de masse importante, se déplacent dans le désert en plein soleil, les petits animaux passent leurs journées dans leurs terriers, sous peine de mourir déshydratés .

Pour augmenter l'apport d'eau et l'évacuation de la chaleur, les vaisseaux cutanés se dilatent alors qu'ils se contractent pour lutter contre le froid.

Beaucoup de mammifères ont une épaisse fourrure et ne peuvent donc pas transpirer efficacement (le chien n'a pas du tout de glandes sudoripares) .

Ils ont mis en place des procédés alternatifs.

Certains marsupiaux, par exemple, salivent et se léchent comme les rats-kangourous de la famille des Potoridae .

le plus simple est évidemment si le milieu le permet de prendre des bains, comme le font les buffles ou les éléphants .

La plupart des gros mammifères halètent (seuls les primates en sont incapables) : il s'agit d'augmenter l'évaporation au niveau des poumons, l'air expiré étant toujours saturé en humidité.

le halètement se déclenche dès le début de l'activité et se produit à la fréquence naturelle des oscillations du thorax : il est donc facilement autoentretenu, pour une dépense musculaire faible .

Il présente l'avantage supplémentaire de ne pas consommer de sels minéraux, contrairement à la transpiration .

SYSTlME DE IKUU1110N Il est extrèrnement complexe et implique un ensemble d'organes et de processus neurologiques et hormonaux en interaction.

Tllenlorécepteurs Ils sont de plusieurs types et situés dans différentes régions .

les récepteurs profonds sont les plus importants, même si les récepteurs cutanés apportent une information plus rapide et plus localisée .

Ceux-ci jouent en quelque sorte le rôle de sentinelles : ils peuvent déclencher une réaction alors que la température centrale n'est pas encore modifiée, il s'agit en quelque sorte d'une régulation • préventive •.

les récepteurs profonds ne produisent pas une information localisée : nous éprouvons une sensation de froid, sans en connaître l'origine.

Cela vient du fait qu'ils n'Informent pas notre cortex cérébral en mèrne temps que l'hypothalamus, comme les récepteurs cutanés.

Cette glande, située en dessous du cerveau, joue un rôle central dans la thermorégulation, particulièrement son lobe préoptique (sa partie avant), qui est en quelque sorte le thermostat des homéothermes.

le lobe préoptique possède des neurones sensibles à la température du sang qui l'alimente : certains sont sensibles au froid, d'autres à la chaleur, u n troisième groupe jouant le rôle de • témoin ».

L'hypothalamus agit sur tout un ensemble de réactions organiques (transpiration, dilatation ou contraction des vaisseaux cutanés, consommation des graisses brunes), soit directement soit par une action hormonale sur d'autres organes, ce qui produit une réaction plus lente.

Il agit ainsi sur les glandes médullosurrénales (situées au­ dessus des reins), qui produisent l'adrénaline responsable de la consommation des graisses brunes.

Il agit aussi sur la thyroïde, qui augmente l'activité métabolique générale.

Une autre glande cérébrale joue un rôle important dans la thermorégulation : l'épiphyse (ou glande pinéale) .

Ble produit la mélatonine, hormone qui fait baisser la température interne aussi bien chez les homéothermes que chez les poil. »