Animaux à sang chaud et à sang froid

Qu’importe la température extérieure, votre corps, tel un fourneau vivant, travaille à maintenir une température interne constante. Il génère de la chaleur en brûlant les aliments que vous mangez. Tous les mammifères et les oiseaux sont capables de générer cette chaleur interne et sont classés parmi les homoiothermes (ho-MOY-ah-thermes), ou animaux à sang chaud. La température normale des mammifères varie entre 97° F et 104° F. La plupart des oiseaux ont une température normale comprise entre 106° F et 109° F.

Les animaux plus grands, comme ces chiens de prairie, ne consomment pas autant d’énergie pour produire la chaleur nécessaire pour garder leur corps plus grand au chaud.

Une partie du cerveau appelée hypothalamus (hi-po-THAL-ah-mus) est le thermostat qui contrôle la fournaise de votre corps. Ce thermostat est réglé à 98,6° F, mais un degré de plus ou de moins se situe dans la fourchette normale pour un être humain. En fait, la température de votre corps varie en fonction de l’heure de la journée. Elle est au plus bas juste avant de se lever le matin, atteint un pic dans l’après-midi, puis redescend pendant le sommeil la nuit. Une activité intense augmente la température corporelle. Une maladie peut également provoquer une augmentation ou une baisse plus importante de la température normale.

Les nerfs de la peau et des profondeurs du corps envoient des messages de température à l’hypothalamus. Celui-ci compare les températures de ces zones avec celles du cerveau et, si elles sont trop basses ou trop élevées, il envoie des messages aux nerfs et aux glandes pour aider à augmenter ou à diminuer la chaleur. Lorsque vous avez froid, un message du cerveau provoque un frisson dans vos muscles. Cela génère un peu de chaleur et commence à réchauffer le corps. Lorsque vous avez trop chaud, un message déclenche vos glandes sudoripares. L’évaporation de la transpiration qui en résulte refroidit la peau. Un autre message peut dilater (élargir) les vaisseaux sanguins sous la peau afin que plus de sang puisse venir à la surface et que plus de chaleur puisse s’échapper à travers la peau vers l’air.

Un minuscule colibri doit ravitailler sa fournaise corporelle toutes les dix à quinze minutes pendant la journée pour maintenir sa chaleur corporelle.

La respiration haletante est une autre méthode de refroidissement utilisée par les mammifères ayant peu de glandes sudoripares. L’humidité s’évapore de la bouche et de la langue pour refroidir le corps surchauffé. Les oiseaux ne peuvent pas transpirer, mais ils se débarrassent de l’excès de chaleur corporelle en l’expirant. Des sacs aériens spéciaux, qui s’étendent à partir des poumons, augmentent la quantité d’air que les oiseaux peuvent inspirer et expirer.

Les animaux à sang chaud peuvent être aussi actifs en hiver qu’en été, mais leur corps doit avoir beaucoup de nourriture à brûler pour obtenir de la chaleur supplémentaire. Les oiseaux, dont la température corporelle est plus élevée, ont souvent du mal à trouver suffisamment de nourriture lorsque les températures plus basses de l’hiver arrivent, de sorte que la plupart d’entre eux migrent vers des climats plus chauds où leur corps n’a pas à travailler aussi dur pour maintenir la chaleur.

Les animaux à sang froid ne peuvent pas générer leur propre chaleur corporelle, mais ils la régulent en modifiant leur environnement. Les alligators et autres reptiles s’allongent souvent au soleil pour se réchauffer. En revanche, ils se rafraîchissent en faisant trempette dans l’eau, en s’installant à l’ombre d’un rocher ou en rampant dans un terrier dans le sol.

La chaleur s’échappe du corps par la peau. Les couches de vêtements vous aident à conserver votre chaleur corporelle en hiver. D’autres mammifères doivent compter sur des couches de graisse ou un revêtement de fourrure pour les isoler du froid et conserver leur chaleur corporelle. Dans les climats extrêmement froids, vous ne trouverez pas de mammifères avec de grandes oreilles ou de longues queues. Il faudrait beaucoup de nourriture supplémentaire pour remplacer la chaleur perdue par ces grandes surfaces – une nourriture qui serait extrêmement difficile à trouver.

Les animaux plus petits doivent produire plus de chaleur pour se maintenir au chaud que les plus grands. Pour comprendre cela, imaginez qu’une boîte carrée de 3 pouces de côté représente un petit animal et qu’une boîte carrée de 6 pouces de côté représente un animal plus grand. Sur ses six côtés exposés, le petit animal a 54 pouces carrés de peau. Le grand animal a 216 pouces carrés de peau, soit quatre fois plus. La surface intérieure de production de chaleur du petit animal est de 27 pouces cubes, mais l’intérieur du grand animal contient 216 pouces cubes, soit huit fois plus. S’il faut une unité d’énergie par pouce cube pour réchauffer un pouce carré de peau, le petit animal doit brûler deux fois plus d’énergie pour maintenir sa peau à la température de celle du grand animal. Cela signifie qu’il doit produire deux fois plus de chaleur.

Lorsque les températures baissent, les animaux à sang froid deviennent moins actifs, voire léthargiques.

Parce que les petits corps doivent produire autant de chaleur pour rester au chaud, la taille des animaux à sang chaud est limitée. Si l’animal était trop petit, il ne pourrait pas digérer les aliments assez rapidement pour produire de la chaleur aussi vite que la chaleur pourrait être perdue par la peau. Pendant la journée, un minuscule colibri alimente sa chaudière en nourriture toutes les dix à quinze minutes. S’il n’était pas capable de ralentir son corps la nuit à environ un vingtième de son énergie diurne en entrant dans une torpeur semblable à l’hibernation, l’air frais nocturne d’un climat même chaud mettrait la vie du colibri en danger.

La torpeur est un type de sommeil dont un animal ne peut pas être réveillé rapidement. Sa température corporelle s’abaisse à celle de son environnement, et le rythme cardiaque et la respiration sont fortement ralentis. Si la température descend trop bas, l’animal gèle et ne se réveille jamais de sa torpeur. Les véritables hibernateurs passent par des périodes de torpeur tout au long de l’hiver.
Les animaux qui ne peuvent pas générer de chaleur interne sont connus sous le nom d’aspoikilothermes (poy-KIL-ah-thermes), ou animaux à sang froid. Les insectes, les vers, les poissons, les amphibiens et les reptiles font partie de cette catégorie – toutes les créatures sauf les mammifères et les oiseaux. Le terme « à sang froid » est un peu trompeur car les poïkilothermes peuvent avoir une température corporelle très chaude sous les tropiques. Un poisson nageant dans une eau à 40° F aura une température corporelle très proche de 40° F. Le même poisson dans une eau à 60° F aura une température corporelle proche de 60°F.

Après une nuit fraîche, une sauterelle peut être trop raide et froide pour sauter jusqu’à ce que le soleil du matin réchauffe son corps.

Comme les animaux à sang froid ne peuvent pas générer leur propre chaleur, ils doivent réguler leur température corporelle en se déplaçant dans différents environnements. Vous avez probablement déjà vu un lézard, une tortue ou un alligator se prélasser au soleil. Il fait cela pour augmenter sa température corporelle. Lorsqu’il fait trop chaud, il se met à l’ombre, se plonge dans l’eau ou s’enfouit sous un rocher ou dans le sol pour se rafraîchir. Lorsque la température baisse, les animaux à sang froid deviennent moins actifs, voire léthargiques. Si un insecte a trop froid, les muscles de ses ailes ne peuvent pas bouger assez vite pour lui permettre de voler. Certains papillons de nuit font vibrer les muscles de leurs ailes, une action similaire à celle des frissons, et les muscles qui se contractent produisent suffisamment de chaleur pour permettre le décollage. Après une nuit froide, une sauterelle est souvent trop raide et trop froide pour sauter. Cependant, une fois que les rayons du soleil l’ont réchauffée, elle peut bondir comme d’habitude.

Les changements extrêmes de températures environnementales peuvent être fatals à l’animal à sang froid. Lorsque la température de l’eau augmente, la teneur en oxygène diminue. Une augmentation de la température de 41° F à 95° F réduira le niveau d’oxygène de moitié. Un poisson qui subit cette augmentation drastique de la température doit pomper deux fois plus d’eau à travers ses branchies pour obtenir la même quantité d’oxygène qu’il recevait lorsque la température était plus basse. L’activité accrue augmente également les besoins en oxygène du poisson, ce qui aggrave le problème. En conséquence, le poisson peut mourir d’un manque d’oxygène, et non de la chaleur.
De nombreux insectes meurent lorsque les températures baissent, mais la réserve de l’année suivante hiverne dans des œufs, des cocons ou une autre enveloppe protectrice. Ils émergent ou éclosent lorsque les températures du printemps ou de l’été reviennent. Les reptiles s’enfouissent dans le sol ou trouvent une tanière pour vivre jusqu’à ce que les températures de surface soient plus favorables. En fait, les journées ensoleillées d’hiver amènent beaucoup d’entre eux à sortir pour se réchauffer et chercher de la nourriture. Les extrêmes de chaleur et de froid sont durs pour tous les animaux. Mais les animaux à sang chaud comme ceux à sang froid se sont adaptés aux changements normaux de temps.

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