Biologie animale : contrainte thermique

Résumé du document

Biologie animale : contrainte thermique, exposé de 8 pages



L'essentiel de l'énergie thermique susceptible d'influencer la vie des organismes provient du soleil, l'énergie géothermique demeurant localisée aux sources chaudes. Le déplacement de la terre par rapport au soleil détermine deux types de variations des conditions d'éclairement et de réchauffement de la surface terrestre et des basses couches de l'atmosphère.





1. Rôle des températures extrêmes sur les organismes

2. La réponse des ectothermes

Extraits

[...] Tolérance à des températures élevées Aucun animal ne survit et ne réalise tout son cycle dans des milieux où règnent des températures supérieures à 50°C. Chez les animaux cette limite est atteinte par des insectes et des crustacés isopodes seules les cyanobactéries survivent à des températures de 110°. Au-delà les macromolécules constitutives des structures cellulaires sont déstabilisées, on observe une hydrolyse des liaisons peptidiques dans les protéines, des liaisons covalentes de l'ADN. Cette dénaturation étant nettement supérieure à la vitesse de synthèse des macromolécules. La tolérance aux fortes températures demande des adaptations à différents niveaux y compris sur le plan comportemental. [...]

[...] - La formation des cristaux de glace au sein d'une solution ne mobilise que l'eau. Donc la concentration de la solution restante augmente au fur et à mesure que le cristal se développe ce qui abaisse le point de congélation rendant de plus en plus difficile la formation de nouveaux cristaux. La cristallisation intervient soit dans les espaces extracellulaires soit dans les cellules. Dans le premier cas la formation des cristaux de glace entraîne une augmentation de l'osmolarité des liquides extracellulaires ce qui provoque un flux d'eau hors des cellules. [...]

[...] L'une ou l'autre des stratégies peut être adoptée par les espèces indépendamment de leur parenté évolutive et de leur niche écologique (deux insectes parasites de la même plante : l'une garde son hémolymphe en surfusion jusqu'à la seconde gèle dès que la température descend en dessous de et peut rester congeler plusieurs semaines) La réponse des ectothermes Ces animaux laissent leur température interne fluctuer en fonction de celle du milieu externe. Ils subissent donc tous les effets de contraintes thermiques cependant ils sont capables d'en minimiser les effets et de retarder ou même ‘éviter les conséquences de températures extrêmes. De plus la réponse des ces animaux varie dans le temps ce qui indique l'existence d'adaptations physiologiques saisonnières (acclimatation). a. Lutte contre l'hyperthermie Les ectothermes sont en général plus sensibles à une hyperthermie qu'à des températures basses car leurs capacités de refroidissement sont limitées. [...]

[...] On les récolte communément sur la neige. Pour éviter la formation spontanée de glace plusieurs mécanismes complémentaires sont lise en œuvre : - le sang ou l'hémolymphe sont maintenus en état de surfusion. Les agents de nucléation sont éjectés du tube digestif (débris alimentaires, bactéries) ou inactivées (lipoprotéines de nucléation). - Le point de congélation est baissé grâce à pusieurs mécanismes qui se cumulent : L'osmolarité du sang ou de l'hémolymphe s'élève par concentration de certains solutés (chlorure de sodium, glucose) et chez certains ectothermes (acariens insectes) par une déshydratation partielle (la teneur en eau passant de 60 à20 Les organismes accumulent à l'automne des substances cryoprotectrices de faible poids moléculaire (polyols) dont la plus fréquente est le glycerol. [...]

[...] Or une élévation de la température extérieure active au contraire le métabolisme ce qui complique le problème. La plupart des ectothermes tendent à se soustraire au rayonnement direct du soleil en menant une vie active nocturne ou crépusculaire. Les rares espèces qui s'exposent aux heures les plus chaudes de la journée possèdent des structures ou des mécanismes adaptatifs qui limitent l'effet du rayonnement. Par exemple certaines fourmis du Sahara se déplacent sur des sols de 70°C. Elles sont recouvertes d'une toison de soies particulières ce qui leur confèrent un aspect argenté réfléchissant le rayonnement solaire. [...]