Lorsque les doigts palpitent et que l’on bégaie à cause des frissons, on peut se demander pourquoi on ne voit presque jamais d’animaux souffrir de la même façon pendant l’hiver. Il est vrai que de nombreux animaux supportent mieux les températures glaciales que les humains, mais l’isolation et l’hibernation ne sont pas les seuls facteurs à prendre en compte.
En fait, la nature a créé de nombreuses solutions à ce problème. Certaines espèces ont leur propre façon de se préparer à une période de froid. D’autres dorment et font face aux défis que cela pose, tandis que d’autres encore n’ont d’autre choix que d’accepter le froid parce qu’elles y vivent tous les jours. Voici dix façons extraordinaires dont les animaux se sont adaptés aux températures glaciales.
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10 Renne : Vision ultraviolette et manger en dormant
Lorsqu’ils n’aident pas le Père Noël, les rennes errent dans des régions où les hivers sont enneigés et sombres. En tant qu’herbivores, ce n’est pas l’idéal. Ils doivent creuser dans la neige pour trouver de la végétation qui n’a pas gelé, et cela devient encore plus difficile s’ils veulent trouver leur casse-croûte préféré. Les lichens, composés d’algues et de champignons, sont un pilier du régime alimentaire des rennes, mais ils sont également blancs. Or, les scientifiques ont découvert que les rennes disposent d’une adaptation qui leur permet de voir plus facilement les lichens et les prédateurs tels que les loups blancs dans la neige : leurs yeux détectent la lumière ultraviolette.
La neige réfléchit la lumière UV alors que les lichens et les loups l’absorbent, ce qui permet aux rennes de les distinguer facilement de la neige. Néanmoins, il est généralement préférable de se préparer à l’avance, et les rennes ont également une astuce pour cela. Pour les aider à manger suffisamment et à grossir pendant les mois d’été, lorsque la végétation est abondante, ils sont capables de dormir en mâchant.(1)
9 Ours : Recyclage de l’urine
Les ours, comme les humains, sont des mammifères. Mais contrairement aux humains, ils peuvent rester sans bouger un muscle pendant des périodes allant jusqu’à cinq mois sans que leurs os et leur masse musculaire ne dégénèrent complètement. En fait, ils peuvent même sortir de l’hibernation avec une augmentation de leur masse corporelle maigre malgré le fait qu’ils ne bougent pas, ne mangent pas et ne boivent pas du tout pendant cette période. Contrairement à d’autres mammifères hibernants, comme les écureuils, la température corporelle de l’ours ne baisse pratiquement pas pendant cette période. Cela signifie qu’il brûle jusqu’à 4 000 calories par jour. Comment cela est-il possible ?
Eh bien, cela tient à une autre chose qu’ils ne font pas pendant l’hibernation : ils urinent. Les déchets issus de la dégradation des os et des protéines, qui devraient normalement être éliminés dans l’urine, sont recyclés pendant l’hibernation. Ce n’est donc pas que leurs os ne se dégradent pas lorsqu’ils ne bougent pas pendant une longue période, mais les déchets de la dégradation sont utilisés pour créer de nouveaux os.
Un autre déchet, l’urée, provient des protéines et peut provoquer une insuffisance rénale s’il s’accumule trop. Mais les ours ne montrent aucune accumulation d’urée pendant l’hibernation, ce qui suggère que ce produit est également recyclé.(2)
8 Serpents : Brumation
Habituellement considérés comme vivant dans les déserts chauds ou au plus profond des forêts tropicales et des jungles, il peut être surprenant d’apprendre que certains serpents doivent également faire face à des hivers rigoureux. En fait, les températures froides représentent un réel danger pour eux en raison de leur sang déjà froid. Le sang froid signifie que la température du corps d’un serpent augmente et diminue en fonction de l’environnement extérieur, de sorte que si les conditions extérieures sont glaciales, il y a un risque réel que le serpent gèle lui aussi.
Pour survivre aux saisons froides et enneigées, les serpents trouvent un endroit confortable où se coucher jusqu’à ce que tout soit terminé, un peu comme de nombreux mammifères, mais avec quelques différences. Ce que font les serpents s’appelle la brumation et se distingue de l’hibernation par le fait qu’ils ne mangent pas pendant la période qui précède la brumation. En effet, les serpents ne peuvent pas digérer la nourriture pendant la brumation, car leur métabolisme devient extrêmement lent. Une autre différence réside dans le fait que certains serpents sortent de la brumation lors des journées d’hiver plus chaudes afin de passer du temps au soleil et d’augmenter leur température.(3)
7 Poisson : Antigel naturel
Dans les profondeurs de l’océan Austral, la température de l’eau dépasse à peine le point de congélation et il n’y a pas d’endroit douillet et sec où se réfugier. Pour la plupart des poissons, c’est une condamnation à mort, car ils ont le sang froid et gèlent tout simplement. Pourtant, des poissons survivent et prospèrent dans l’Antarctique, comme les notothénioïdes. Ils sont capables de vivre dans l’eau de mer la plus froide du monde parce qu’ils possèdent un antigel interne unique qui empêche la formation de dangereux cristaux de glace dans leur sang.
Lorsqu’un cristal de glace commence à se former, il est rapidement entouré d’une protéine spéciale qui se lie au cristal microscopique et empêche d’autres molécules d’eau de s’y lier et de se transformer en glace. Le cristal, devenu inoffensif, est acheminé vers la rate du poisson. Pour vaincre l’antigel et congeler le poisson, la température de l’eau devrait descendre à -2,7 °C. Or, le point de congélation de l’eau de mer elle-même est de -1,9°C (28,6°F), de sorte que les notothénioïdes sont parfaitement inoffensifs.(4)
6 Grenouilles des bois : Gelées mais survivantes
La plupart des animaux se sont adaptés pour éviter le gel, mais la grenouille des bois s’est étonnamment adaptée pour geler et survivre. Elle habite les sols des forêts d’Amérique du Nord jusqu’au cercle polaire. Bien qu’elles se réfugient sous les feuilles avant l’hiver, elles n’ont pas grand-chose à craindre lorsque les températures descendent en dessous du point de congélation. Si de la glace pénètre dans leurs abris isolés, elles se mettent en position accroupie, replient leurs doigts sous leur corps et baissent la tête.
Lorsque la glace les atteint, jusqu’à 70 % de l’eau de leur corps gèle et ils ne bougent plus, ne respirent plus, ne pompent plus le sang et ne montrent plus aucun signe d’activité cérébrale. À première vue, ils sont morts. Le processus consiste à stocker l’urine dans le sang avant l’hiver. Lorsque le froid s’installe, la glace commence à extraire l’eau des cellules de la grenouille. Pour y remédier, le foie de la grenouille commence à produire en masse du glucose, qui se lie à l’urine pour former un antigel. Cela empêche l’eau de s’échapper du corps, ce qui signifierait la mort.
Étonnamment, ils peuvent rester ainsi pendant des mois et revenir à la normale lorsque les températures augmentent à nouveau et qu’ils sont décongelés. Cette stratégie leur permet de se réveiller avant les autres animaux qui passent l’hiver sous terre, ce qui leur donne le temps de se reproduire en toute sécurité.(5)
5 Moucherons antarctiques : Durcissement rapide par le froid
Bien que l’Antarctique soit l’un des environnements les plus rudes de la planète, on y trouve quelques espèces terrestres indigènes. La plus importante est le moucheron antarctique, une espèce d’insecte intéressante qui prouve que les poissons ne sont pas les seuls animaux à pouvoir survivre au froid antarctique et que les grenouilles ne sont pas les seules à pouvoir geler solidement et rester en vie.
Ces minuscules insectes mesurent moins d’un centimètre de long, ne peuvent pas voler et passent environ les trois quarts de l’année à geler. Ils vivent sous terre, où la température est inférieure à zéro, mais beaucoup plus chaude que l’air ambiant. Cependant, leurs larves peuvent survivre à des températures aussi basses que 5°F (-15°C).
Les scientifiques ont découvert que la survie des moucherons antarctiques est due à un processus mystérieux appelé « endurcissement rapide au froid ». Ce processus empêche les insectes de se blesser pendant qu’ils gèlent, ce qui signifie qu’ils peuvent se rétablir rapidement par la suite. On pense que l’étude de ce processus pourrait également profiter à l’homme. Par exemple, elle pourrait améliorer la façon dont les organes sont préservés avant les transplantations.(6)
4 Mouches des neiges : L’auto-amputation
La mouche des neiges est un autre petit insecte capable de survivre à des températures glaciales contre toute attente. Mais contrairement aux moucherons de l’Antarctique, elle ne passe pas l’hiver dans un état comateux. En fait, elles font le contraire : elles sortent pour trouver un partenaire et se reproduire. Il s’agit d’un avantage important pour la survie de l’espèce dans son ensemble, car elles peuvent se reproduire lorsque les prédateurs ne sont pas là.
Les scientifiques ont découvert que pour tirer le meilleur parti de cette opportunité, les mouches des neiges continuent à se déplacer et à chercher un partenaire jusqu’à ce qu’elles meurent de froid. Plus impressionnant encore, elles gagnent du temps pour trouver quelqu’un en sacrifiant leurs propres membres lorsqu’elles sentent qu’ils commencent à geler. Ces caractéristiques permettent à l’espèce de survivre en surface dans les régions montagneuses d’Amérique du Nord, comme les Cascades, même lorsque les températures descendent en dessous de 0°C.(7)
3 Bactéries : Cellules transporteuses et enzymes actives au froid
Il existe des espèces encore plus petites que les insectes qui peuvent survivre à des températures glaciales, peut-être pendant des centaines de milliers d’années ou plus. Il s’agit de types particuliers de bactéries appelées psychrophiles, du grec « aimant le froid ». Elles sont spécialement adaptées pour survivre là où aucune espèce animale ne peut le faire : à l’intérieur de la glace, ou du moins dans les minuscules veines qui se forment à l’intérieur de la glace de mer et des glaciers.
Les psychrophiles peuvent s’adapter différemment selon qu’ils vivent en eau salée ou en eau douce, mais ils ont quelques traits en commun. L’un d’entre eux est la présence d’un plus grand nombre de transporteurs à la surface de leurs cellules afin d’accélérer le transport des nutriments. C’est essentiel, car les températures froides ralentissent ce processus. Comme les poissons de l’Antarctique, certaines bactéries possèdent également des protéines antigel, et toutes ont des enzymes qui agissent sur le froid. Ces enzymes sont différentes de celles que l’on trouve dans les bactéries normales, car la plage de température optimale dans laquelle elles fonctionnent est inférieure à 20°C (68°F).(8)
2 Oiseaux chanteurs de l’Himalaya : Plumes épaisses et limites d’altitude
Il n’est donc pas surprenant d’apprendre que les plumes aident également certaines espèces d’oiseaux vivant dans des climats plus froids à rester au chaud, comme l’oiseau chanteur de l’Himalaya. Ce qui est surprenant chez les oiseaux chanteurs de l’Himalaya, c’est que l’épaisseur de leurs plumes et leur couleur sont spécifiquement adaptées non seulement à la chaîne de montagnes où ils vivent, mais aussi à l’altitude à laquelle ils vivent.
Au pied d’une montagne de l’Himalaya, on trouve des oiseaux solaires cramoisis. Ils vivent généralement dans des zones situées à moins de 1 600 pieds (487,7 mètres) d’altitude. Entre 1 524 et 3 048 mètres (5 000 et 10 000 pieds), on trouve leurs cousins, les oiseaux-soleil à queue verte, et entre 3 353 et 3 962 mètres (11 000 et 13 000 pieds), les oiseaux-soleil à queue de feu. Les scientifiques ont récemment commencé à comprendre comment les différents oiseaux se maintiennent dans leur zone d’altitude.
L’un des facteurs est l’épaisseur des plumes, qui augmente chez les espèces vivant en altitude. Les oiseaux frissonnent pour se réchauffer, mais cela consomme de l’énergie. Si leurs plumes ne les isolent pas suffisamment, les oiseaux peuvent brûler tellement de calories qu’ils meurent de faim. Au fil du temps, ils ont appris à éviter cela en restant dans la zone pour laquelle ils sont adaptés.(9)
1 Canards : Échange de chaleur à contre-courant
Même par temps froid et neigeux, on peut trouver des canards qui nagent dans les étangs. Lorsque la température de l’eau est proche du point de congélation, on peut se demander pourquoi les pattes des canards ne gèlent pas. La réponse réside dans la façon dont le sang est transporté dans le corps des canards et des autres oiseaux aquatiques. Les artères, qui transportent le sang chaud du cœur vers les pattes, entourent les veines qui ramènent le sang froid vers le cœur.
Astucieusement, cela réchauffe le sang frais lorsqu’il pénètre à nouveau dans la partie supérieure du corps du canard sur le chemin du cœur. Lorsque la chaleur est transférée des artères aux veines, le sang qui pénètre dans les pattes des canards se refroidit considérablement. La température des pattes peut descendre jusqu’à 33,8°F (1°C) alors que celle du corps est de 77°F (25°C). C’est très efficace et cela signifie qu’ils perdent peu de chaleur par leurs pattes dans l’eau car la température est presque la même.(10)