Adaptations Morphologiques, Physiologiques et Comportements des Animaux aux Variations de Température PDF

Claudel Elisa Biologie Animale Adaptations Morphologiques, Physiologiques et Comportements des Animaux aux Variations de Température Intro : De nombreuses espèces d’animaux ont été soumises à des modifications de la morphologie, du comportement et de la physio...

Claudel Elisa Biologie Animale Adaptations Morphologiques, Physiologiques et Comportements des Animaux aux Variations de Température Intro : De nombreuses espèces d’animaux ont été soumises à des modifications de la morphologie, du comportement et de la physiologie au cours du processus ontogénétique. De telles adaptations ont été influencées plus ou moins par les variations de température. Lorsque la température est basse, les mécanismes adaptatifs des animaux tendent à réduire les pertes de chaleur du corps mais quand la température est élevée, les pertes d’énergie augmentent. Homéotherme : température corporelle constante quelque soit la température. I) Adaptation morphologique des animaux aux variations de température La règle de Bergmann : concerne le rapport entre la taille des animaux et la température ambiante. —> dans un groupe systématique d’espèce homéothermes, la taille du corps est plus grande chez les animaux habitant les régions froides. C’est le cas des manchot empereur = Aptenodytes forsteri (120 cm pour 35kg), ils sont grands mais très peu de surface est en contact avec la terre contrairement aux manchots des Galápagos = Sphenscus mendiculus (50 cm pour 5 kg). Entre ces espèces, on trouve le manchot royal = Aptenodytes patagonicus (90cm) et le manchot Adélie = Pygoscelis adeliae (70cm).  —> le volume et le poids d’un organisme augmentent en proportion directe avec la mesure cubique de des dimensions linéaires et la surface du corps avec la mesure carrée. La règle d’Allen : fait référence à la corrélation entre les différentes extrémités du corps et la température ambiante. —> oreilles plus petites = perte de chaleur diminuée —> oreilles plus grandes = quantité plus importante de transpiration Cas du fennec, petit renard vivant dans le désert qui a des grandes oreilles et un museau allongé contrairement au renard arctique avec des petites oreilles. Entre les deux, on retrouve le renard européen vivant dans un climat tempéré. —> Dans les régions tropicales et tempérées, pour éviter la surchauffe, les coléoptères du désert se sont adaptés morphologiquement : - allongement des pieds - Coloration claire du corps - Élytres recouvert de poils blancs thermo- isolants  II) Adaptations physiologiques et aux variations de température A) Estivation ou sommeil d’été Estivation : Adaptations complexe typique des invertébrés et des vertébrés inférieurs qui vivent dans des biotopes secs : le métabolisme est réduit ou ils deviennent inactifs. L’estivation consiste à éviter le facteur thermique de différentes manières : - se cache dans le sol, sous des pierres ou des feuilles - Arrête de manger - Diminution temporaire des fonctions métaboliques Les animaux se réveillent rapidement de l’estivation. Le métabolisme se met rapidement en route permettant qau corps de récupérer facilement. Ce phénomène se trouve chez : - les protozoaires - Les crustacés inférieurs - Les gastéropodes - Les poissons - Misgurnus fossilis - Les larves de libellule - Les tortues du désert - Les spermophile / écureuils terrestres - Les souris bouleau - Les lémuriens de Madagascar - Les hérissons du désert Lorsque la végétation s’assèche (peu de végétation ou absence totale, aucune humidité = climat très sec), ces animaux passent directement de l’estivation à l’hibernation, de sorte que leur vie active se limite à 3-4 mois par an. Cas de la tortue russe, du spermophile Eversman et du petit écureuil terrestre.  B) État de torpeur État de torpeur : adaptation à basse température, est une diminution extrême du métabolisme et donc la température corporelle atteint la température ambiante. Ce phénomène se trouve chez : - les invertébrés : vers, insectes, mollusques - Les vertébrés poïkilothermes : poissons, amphibiens, reptiles - Amoeba proteus : kyste en cas de courant d’air L’état général des animaux est dicté par le froid en réduisant les processus métabolique de leur corps. Il n’y a pas d’état de torpeur en l’absence de froid. Mais cela reste différentes de l’hibernation C) Hibernation partielle (sommeil hivernal, léthargie des carnivores) Hibernation partielle : adaptation des mammifères hétérothermes pour survivre à la basse température. Les animaux hétérothermes comprennent : l’ornithorynque, la taupe, l’écureuil, le blaireau, l’ours européen et américain Ce phénomène se retrouve aussi chez certains marsupiaux : opossum nord-américain, souris marsupiale et certains paresseux.  D) Hibernation Hibernation : phénomène biologique, périodique et régulier —> la température corporelle se réadapte à des niveaux inférieurs atteignant presque la température ambiante et où les rythmes cardiaque, respiratoire et les autres fonctions vitales sont abaissés. C’est un phénomène génétiquement déterminé des animaux homéothermes. Les animaux adoptent la position de sommeil et peuvent se réveiller à tout moment. L’hibernation est cyclique, se répète périodiquement, même si les mois d’hiver sont doux et que la température atteint presque 20°C. Il y a accumulation et stockage de glycogène dans le foie et les tissus musculaires avant le début de l’hibernation. Dès l’automne, les hibernants sons soumis à des modifications des fonctions vitales (flux sanguin, respiration, thermorégulation) qui déclenchent l’hibernation sous l’action de certains facteurs abiotiques externes (température, lumière, pression atmosphérique). Dans les zones tempérées, la baisse des températures à 2-10°C déclenche l’hibernation des animaux. Des études sur des hibernants ont révélé que leur température rectale est supérieure de 0,5 à 3°C à la température ambiante. Le taux métabolique basal est réduit dans une large mesure, atteignant même 90% du taux normal. La fréquence cardiaque et la fréquence respiratoire ont diminué de manière significative. Les animaux faisant l’hibernation pendant 3 mois max : - le hérisson : diminution à 6-8 respirations/min et il ya parfois intéruption respiratoire pendant 5-10min et une fréquence cardiaque de 24 bpm  - La marmotte : fréquence cardiaque de 2-4 bpm Autres animaux en hibernation pendant 3 à 6 mois : - certaines espèces de chauves-souris - Écureuils terrestres - Loirs - Hamsters européens - Engoulevent pourri (seule espèces d’oiseau) E) La diapause La diapause est caractérisée par : - diminution du métabolisme - Retard temporaire dé développement - Résistance accrue de l’organisme aux conditions environnementales défavorables comme les températures extrêmes, la sécheresse ou la disponibilité réduite de nourriture. Elle est génétiquement déterminée. Elle est typiques de certains insectes et affecte tous les stades évolutifs de l’œuf à l’adulte. Elle peut se produire chez les invertébrés tels que les acariens, les crustacés, les rotifères et les éponges.  La diapause nécessite une phase dé préparation (prédiapause) où certains changements ont lieu : - la mitose s’arrête - Les tissus se déshydratent - Certains nutriments,s’accumulent dans l’organisme - La respiration devient lente - Les changements biochimiques sont controlés par des hormones, ce qui explique pourquoi les réponses des anthropodes en diapause diffèrent de celles qui sont actives. Elle est induite par l’altération de facteurs : - les températures - L’humidité - La lumière - Les aliments Le facteur principal déclenchant est la photopériode. Les animaux vivant dans des régions sèches et désertiques sont sujet à la déshydratation. Pour l’éviter, certaines espèces de poissons d’eau douce, si immergent dans la boue et se recouvre d’une capsule protectrice faite de boue et de mucus. Ils restent dans la boue tant que la sécheresse dure, devenant actifs après la première pluie. F) La quiescence ou la dormance Quiescence : aussi appelé dormance, se caractérise par un repos transitoire, déterminé par des conditions difficiles. L’activité des organismes est réduite en raison de l’impact en raison de l’impact soudain de la température ou de l’intensité lumineuse. Elle n’est pas déterminée génétiquement. Les animaux entrent et sortent de cet état rapidement contrairement à la diapose. Dans des conditions favorables, les animaux au repos reprennent leurs activités.