La thermorégulation chez les oiseaux
La régulation thermique chez les oiseaux
Tout comme l’Homme, les oiseaux sont des animaux homéothermes c’est-à-dire que leur température corporelle reste constante au cours du temps. Ils sont donc capables de réguler leur température : on parle de thermorégulation. En revanche, contrairement à nous et d’autres mammifères, les oiseaux ne possèdent pas de glandes sudoripares, par conséquent, ils ne peuvent pas transpirer.
Il existe deux types d’organismes :
- Les endothermes (mammifères et oiseaux) qui désignent les animaux capables de produire de la chaleur
- Les ectothermes (reptiles, amphibiens, poissons…), par opposition, qui sont incapables de produire leur propre chaleur.
L’ectothermie limite considérablement les dépenses d’énergie puisque l’organisme n’a pas à ajuster sa température corporelle. Le gros inconvénient de cette stratégie est qu’elle est strictement liée aux variations de températures extérieures.
L’endothermie, quant à elle, permet à l’animal de se soustraire à cette contrainte mais il s’agit d’une stratégie très coûteuse en énergie.
Quelles sont donc les mécanismes de compensation permettant de maintenir l’homéostasie ?
La thermorégulation pour s’adapter au froid
Afin de lutter contre le froid, plusieurs stratégies de thermorégulation ont ainsi été mises en place.
Frissonner pour produire de la chaleur
Le frisson est une contraction involontaire des muscles qui permet de produire de la chaleur. Il s’agit d’une stratégie valable sur le très court terme car elle est très coûteuse en énergie.
Les plumes pour se protéger du froid
Les plumes constituent une barrière physique évidente pour permettre aux oiseaux de se protéger du froid. Les plumes ont la propriété d’être inerte c’est-à-dire qu’elles ne possèdent ni de vaisseaux sanguins ni de peau : elles ne dissipent pas la chaleur du corps. Au contraire, elles forment une barrière qui emprisonne la chaleur près de la peau de l’oiseau.
Le plumage est plus fourni en hiver qu’en été pour aider à lutter contre la perdition de chaleur. Outre les plumes du corps, il existe des petites plumes spécialisées appelées duvet que l’on retrouve en grand nombre sur les oiseaux d’eau (canards, oies…). Leur principale fonction est la conservation de la chaleur.
En hiver, il n’est pas rare d’observer les oiseaux d’eau debout sur une patte. Ils utilisent cette technique pour réchauffer leurs pattes une par une afin de limiter les pertes énergétiques.
Figure 1 : Les plumes constituent une formidable barrière physique qui permet d’emprisonner la chaleur près de la peau.
Figure 2 : Pour limiter les pertes de chaleur, les oiseaux d’eau abritent leurs pattes en alternance sous leurs plumes.
Les réserves de graisses sous-épidermiques
Le derme est irrigué par un important réseau de vaisseaux sanguins dont le rôle est d’amener le sang chaud aux différentes parties du corps qui en ont besoin. Sous l’épiderme se situe le derme qui constitue une zone de stockage de graisses. Ces dernières jouent deux fonctions principales :
- Elles vont former une deuxième couche isolante par rapport aux plumes
- Elles vont constituer une réserve d’énergie qui pourra être utilisée lorsque les températures seront plus extrêmes ou que la ressource alimentaire sera moins disponible afin de répondre aux demandes du métabolisme.
Le saviez-vous ?
Tandis que la température du corps d’un oiseau varie entre 38°C et 42°C, la température des pattes peut, elle, descendre en dessous de 0°C. La différence de température entre les pattes et l’air ambiant se trouve ainsi considérablement réduite ce qui minime grandement la perte de chaleur.
Adaptation du métabolisme
Le sang chaud qui part du cœur pour aller aux régions périphériques comme les pattes peut facilement se refroidir par dispersion de la chaleur au contact de l’air froid. Ainsi, il existe un mécanisme chez les oiseaux pour limiter au maximum cette perte de chaleur : l’échangeur de chaleur à contre-courant. Le sang chaud des artères (qui part du cœur) est transporté jusque dans les pattes et est refroidi par contact avec le sang des veines qui remonte vers le cœur. Ainsi, le sang arrivant au niveau des pattes est plutôt frais et la perte de chaleur est minimisée.
Le saviez-vous ?
Lorsque les températures sont relativement faibles et dans le but de limiter au maximum les pertes de chaleurs aux extrémités, les oiseaux aquatiques réduisent le flux sanguin au niveau de leurs pattes. Cette vasoconstriction leur permet de préserver la chaleur au niveau du corps. Par la suite, lorsque la température va drastiquement chuter (en dessous de 0°C), ils vont de nouveau augmenter l’afflux sanguin afin d’éviter la dégradation des tissus.
L’exemple du Manchot empereur
Le Manchot empereur (Aptenodytes forsteri) a développé une stratégie exceptionnelle : la thermorégulation sociale. Lorsque les femelles repartent en mer afin de reconstituer leurs réserves, les mâles forment des amas en se serrant les uns contre les autres. Ils forment une « tortue » de plusieurs centaines d’individus qui changent constamment de places afin que ce ne soit pas toujours les mêmes qui se retrouvent à l’extérieur. Ainsi, les scientifiques ont mesuré une température de 34°C à l’intérieur même de la formation alors que la température était de -35°C à l’extérieure !
Figure 3 : Les manchots empereur se regroupent en formation appelée « formation tortue ». Cette stratégie repose sur le partage de chaleur d’un individu à un autre. Il s’agit de thermorégulation sociale.
L’exemple du Tétras Lyre
Le Tétras Lyre (Lyrurus tetrix) est une espèce montagnarde qui, pour lutter contre le froid de l’hiver, creuse un igloo sous la poudreuse et s’y abrite. Il y passera la nuit et une bonne partie de la journée.
Figure 4 : En hiver, le Tétras Lyre se creuse un igloo sous la neige afin de s’y abriter lorsque les températures sont trop basses.
La thermorégulation pour s’adapter à la chaleur
Les oiseaux, contrairement aux mammifères, sont dépourvus de glandes sudoripares. Ils sont donc incapables de suer.
Afin de diminuer leur température corporelle, ils vont chercher à s’abriter ou à gagner les points d’eau pour s’y baigner ou simplement se mouiller.
Les oiseaux vont également haleter comme le ferait un chien pour permettre de dissiper la chaleur mais problème, le halètement représente un effort musculaire et donc une production de chaleur. Certaines espèces comme les pélicans ont trouvé la parade à ce problème. En effet, ils sont dotés d’un sac gulaire qu’ils vont battre à la façon d’un éventail. Le rythme des battements peut être très élevé : jusqu’à un millier de battements par minute. La gorge de l’oiseau va ainsi se refroidir progressivement puis le refroidissement va s’étendre jusque dans le corps tout entier de l’oiseau.
Figure 5 : Le sac jugulaire situé sous le bec du Pélican joue le rôle d’un éventail et permet alors à l’oiseau de refroidir sa température corporelle.
Auteur : Louise Jullien
Photos : Alison Day ; Elise Merico ; Corine Bliek ; Dominique Génin ; sarangib ; JayneAS
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