L'adaptation au froid et l'acclimatation sont deux types d'ajustements que les organismes vivants font lorsqu'il y a des changements dans la température de l'environnement. L'adaptation et l'acclimatation assurent la survie des organismes au niveau de l'individu et de la population.
Des variations de température, même de quelques degrés, peuvent faire la différence entre la vie et la mort d'un animal. Par exemple, lorsque le soleil se couche derrière un nuage et provoque une baisse de température de seulement deux degrés, le mouvement des mouches ralentit.
En général, il existe deux mécanismes physiologiques disponibles pour effectuer des ajustements d'adaptation au froid. Le premier est l'utilisation de stratégies pour retenir la chaleur corporelle. Le second, la génération de chaleur corporelle par la combustion métabolique de nourriture pour le carburant.
Parfois, l'adaptation au froid est une réponse soudaine
Les animaux régulent leur température corporelle face à une chute brutale de température. Pour cela, ils présentent une série de réponses réflexes, qui sont médiées par des récepteurs du froid dans la peau et leur fonction est de conserver la chaleur. Les plus importants sont :
- Constriction des vaisseaux sanguins périphériques.
- Une érection des poils ou des plumes de l'animal.
- Tremblements par petits mouvements qui créent de la chaleur en dépensant de l'énergie.
- Réduction de la surface exposée lors de l'adoption d'une posture recroquevillée.
Si le nombre de barrières adaptatives mentionnées ci-dessus ne sont pas capables de faire face au froid, le corps augmentera son métabolisme de base afin de préserver la température corporelle. C'est une dépense énergétique énorme.
L'adaptation au froid peut aussi se faire en groupe
Il est intéressant de savoir que il existe des adaptations comportementales uniques que les animaux de l'Antarctique utilisent pour survivre à l'hiver rigoureux. Par exemple, les manchots empereurs forment de grandes colonies.
La proximité entre les pingouins répond non seulement à un besoin de partager la chaleur corporelle, mais les protège également des effets du vent. Un fait curieux est que les pingouins de la colonie ils alternent pour l'occupation de la première ligne qui coupe le vent.
Il existe des différences entre l'acclimatation et l'adaptation au froid
Parce que ces termes peuvent être confondus, il nous paraît essentiel de souligner leurs différences. L'acclimatation est la somme des ajustements qui suivent une exposition répétée et prolongée à de basses températures, c'est-à-dire qu'il s'agit d'un processus temporaire.
D'un autre côté, l'adaptation au froid ne s'établit qu'après plusieurs générations et obéit à un processus de sélection naturelle. Ainsi, bien que le temps d'exposition pour que l'acclimatation se produise varie d'une espèce à l'autre, il se produit généralement dans un intervalle de deux à six semaines.
En outre, une fois que la température s'élève, l'ajustement d'acclimatation physiologique est inversé. En revanche, l'adaptation est un processus graduel, à long terme et irréversible dont les organismes vivants montrent qu'ils s'adaptent au nouvel environnement sur une période de temps indéterminée.
Adaptations au froid : un monde de traits caractéristiques
Une fois que nous avons défini les différences entre adaptation et acclimatation, il est temps d'observer certains exemples de ce phénomène adaptatif dans le règne animal.
Avoir un pelage épais : une adaptation très efficace au froid
Les mammifères et les oiseaux polaires se protègent physiquement du froid en faisant pousser leur plumage et leur fourrure d'hiver. Ils préparent également une couche de graisse pour éviter les pertes de chaleur. De nombreux animaux ont un pelage coupe-vent ou imperméable.
Encore une fois, les manchots empereurs en sont un très bon exemple. Ces oiseaux ont quatre couches de plumes en forme d'écailles. Les couches se chevauchent et forment ainsi une bonne protection contre le vent, même pour des conditions extrêmes comme une tempête de neige.
Les propriétés isolantes du pelage dépendent de la conductivité thermique des poils individuels et de leur capacité collective à emprisonner une couche d'air. Chez le renne et le caribou, par exemple, chaque poil du manteau extérieur est creux et contient des milliers de cavités remplies d'air séparées par de fines cloisons.
Des couches épaisses de graisse, une ressource à double usage
Les baleines, les phoques et certains manchots ont d'épaisses couches de graisse. Ces couches servent d'isolant, car ils emprisonnent la chaleur corporelle et l'empêchent de se disperser au milieu. L'effet sur l'animal est analogue à l'acte de s'envelopper dans une couverture.
Chez certains animaux, la protection est encore affinée : ils sont capables de réduire le flux sanguin dans les tissus adipeux. Cette stratégie est très efficace, car plus le sang est éloigné de la surface de la peau, moins il y a de perte de chaleur.
Deuxièmement, les couches de graisse peuvent également être utilisées comme réserve d'énergie dans des endroits avec peu de ressources pour la nourriture. Par exemple, les éléphants de mer mâles peuvent vivre de leurs réserves de graisse pendant la saison hivernale.
Le froid impose aussi les petits membres
Sans aucun doute, les parties du corps qui dépassent du volume principal de l'animal sont souvent les premiers endroits où il fait froid en hiver. Les manchots empereurs ont de très petites pattes et nageoires, ce qui signifie qu'ils nécessitent moins de sang et perdent moins de chaleur.
D'autre part, les oreilles et les queues minuscules sont une autre adaptation au froid. Par exemple, dans le parent d'Ilí du lapin pica (Ochotona iliensis), ses petits appendices résistent au gel.
Echange à contre-courant pour conserver la chaleur : le merveilleux réseau
Il faut noter que aucun animal - grand ou petit - ne peut couvrir tout son corps d'une peau isolantecar les pattes, les nageoires et le nez doivent être laissés libres de fonctionner. Cependant, si ces membres permettaient à la chaleur corporelle de s'échapper, de nombreux animaux ne pourraient pas survivre dans les climats froids.
Ainsi, une mouette ou un canard nageant dans l'eau glacée perdraient de la chaleur à travers leurs pieds palmés plus rapidement qu'ils ne pourraient la générer. De plus, les pieds chauds sur la neige la feraient fondre et les pattes de l'animal gèleraient bientôt, un événement qui le piégerait dans une position fixe.
Face à ce problème pratique, la nature a développé un mécanisme simple mais efficace pour réduire les pertes de chaleur. Il s'agit de gardez vos extrémités au frais en utilisant le merveilleux appel réseau. Bref, un échange à contre-courant se produit dans un réseau de petites artères et veines qui se forment à la jonction du tronc et du membre de l'animal.
Dans ce réseau, les artères qui transportent le sang chaud jusqu'au membre et les veines qui ramènent le sang refroidi sont disposées à proximité immédiate. La proximité encourage le sang artériel chaud à transférer sa chaleur au sang veineux froid, ce qui permet de conserver une partie de la chaleur corporelle.
Comme nous l'avons vu, il existe de multiples adaptations de divers groupes de vertébrés aux variations environnementales extrêmes. Grâce à eux, certains animaux ont réussi à coloniser les environnements les plus inhospitaliers et les plus incléments de la Terre.
