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Déc
01

Préserver ses calories


Paru dans : Préserver ses calories J.M. Courty et E. Kierlik, Pour la Science N°386, (décembre 2009)

Comment ne pas perdre trop d’énergie quand il fait froid ? Les stratégies adoptées par les animaux, isolés ou en groupe, tirent profit de lois physiques élémentaires.

Extrait

Mammifères et oiseaux cherchent à garder cons­tante la température de leur corps. Le pari est difficile à tenir lorsque la température ambiante baisse, que ce soit pour tout un hiver ou une simple nuit. Comment faire ? Réduire le métabolisme ou se regrouper font partie des solutions. Voyons pourquoi.

Sur la plage, l’été, nous nous sentons bien en maillot de bain. La température extérieure est telle que notre chaleur s’évacue idéalement. D’un côté en effet, nos cellules « brûlent » les aliments que nous ingérons et libèrent de l’énergie, pour l’essentiel sous forme de chaleur. D’un autre côté, nous échangeons de l’énergie avec l’environnement soit par rayonnement, soit par convection thermique. Or la puissance échangée est proportionnelle à la différence entre la température corporelle et la température ambiante.

Réduire le métabolisme

Un homme sédentaire a besoin d’environ 2 200 kilocalories par jour, ce qui dégage une puissance thermique d’environ 100 watts. Cela correspond à un peu plus d’un watt par kilogramme et à une perte de masse d’une vingtaine de grammes de graisse par heure : on ne maigrit pas beaucoup en ne faisant rien !

Vers 25 °C, production et perte de chaleur s’équilibrent. En revanche, à des températures plus basses, les pertes dépassent la chaleur produite par le métabolisme normal du corps humain. L’individu doit s’adapter sous peine de se refroidir. L’homme peut s’habiller ou allumer un radiateur, mais qu’en est-il des animaux à sang chaud (« homéothermes », plus précisément) en situation de déséquilibre thermique ?

D’abord, les petits animaux sont désavantagés par rapport aux gros. Car plus leur taille est faible, plus leur métabolisme, donc la puissance thermique par unité de masse, est élevé. Ainsi, un cygne trompette de neuf kilogrammes dégage deux watts par kilogramme, un corbeau de un kilogramme, cinq, un moineau de 30 grammes, 16, un oiseau-mouche de quatre grammes, 75.

Les pertes de masse qui en résultent sont proportionnellement plus élevées que chez l’homme. Des expériences menées sur des pinsons à tête rouge (Amadina erythrocephala) ont montré que, la nuit, l’oiseau perd 2,5 grammes, soit plus de dix pour cent de sa masse. Pour compenser cette perte, l’animal passe l’essentiel de son temps à s’alimenter : l’oiseau-mouche passe d’une fleur à une autre, la souris grignote, etc. Incidemment, on comprend pourquoi on ne trouve pas d’animal à sang chaud de la taille d’un insecte : il aurait besoin de s’alimenter plus de 24 heures par jour !

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Références

  • C. Gilbert, Le comportement de thermorégulation sociale : son importance pour l’économie d’énergie, Thèse de doctorat, Université Louis Pasteur Strasbourg 1, décembre 2006.
  • C. Gilbert et al., Energy saving processes in huddling emperor penguins : from experiments to theory, The Journal of Experimental Biology, vol. 211, pp. 1-8, 2008.
  • A. Stabentheiner et al., Endothermic heat production in honeybee winter clusters, The J. of Exp. Biol., vol. 206, pp. 353-358, 2003.
  • A. E. McKechnie et B. G. Lovegrove, Avian facultative hypothermic responses : a review, The Condor, vol. 104 (4), pp. 705-724, 2002.

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