Trouvez-vous étonnant que les rennes, qui passent la plupart de leur temps debout dans la neige, n'aient pas froid aux pieds? Ou ça dauphins, dont les fines nageoires glissent constamment dans l'eau froide, parviennent-elles toujours à poursuivre des modes de vie très actifs? Une adaptation circulatoire spéciale appelée échange de chaleur à contre-courant permet à ces deux animaux de maintenir la température corporelle appropriée dans leur extrémités, et ce n'est que l'une des nombreuses adaptations intelligentes que les mammifères ont évoluées au cours des cent derniers millions d'années pour les aider à faire face à des variables les températures.
Les mammifères sont endothermiques
Tous les mammifères sont endothermiques, c'est-à-dire qu'ils maintiennent et régulent leur propre température corporelle, quelles que soient les conditions extérieures. (Les vertébrés à sang froid, comme les serpents et les tortues, sont ectothermiques.) Vivant dans des environnements très répandus dans le monde, les mammifères sont confrontés quotidiennement et les fluctuations saisonnières des températures et certains - par exemple, ceux qui vivent dans des habitats arctiques ou tropicaux durs - doivent faire face à un froid extrême ou chaleur. Pour maintenir leur température corporelle interne correcte, les mammifères doivent avoir un moyen de produire et de conserver la chaleur corporelle dans des températures plus froides, ainsi que de dissiper l'excès de chaleur corporelle dans des températures plus chaudes.
Les mécanismes dont disposent les mammifères pour produire de la chaleur comprennent le métabolisme cellulaire, les adaptations circulatoires et les frissons ordinaires et démodés. Le métabolisme cellulaire est le processus chimique qui se produit constamment dans les cellules, par lequel les molécules organiques sont décomposées et récoltées pour leur énergie interne; ce processus libère de la chaleur et réchauffe le corps. Les adaptations circulatoires, telles que l'échange de chaleur à contre-courant mentionné ci-dessus, transfèrent la chaleur cœur du corps de l'animal (son cœur et ses poumons) à sa périphérie via des réseaux de sang spécialement conçus navires. Le frisson, que vous avez probablement fait vous-même, est le plus facile à expliquer: ce processus brut génère de la chaleur par la contraction rapide et les tremblements des muscles.
Si un animal devient trop chaud
Et si un animal est trop chaud plutôt que trop froid? Dans les climats tempérés et tropicaux, un excès de chaleur corporelle peut s'accumuler rapidement et provoquer des problèmes mortels. L'une des solutions de la nature consiste à placer la circulation sanguine très près de la surface de la peau, ce qui contribue à libérer de la chaleur dans l'environnement. Une autre est l'humidité produite par les glandes sudoripares ou les surfaces respiratoires, qui s'évapore dans un air relativement plus sec et refroidit l'animal. Malheureusement, le refroidissement par évaporation est moins efficace dans les climats secs, où l'eau est rare et la perte d'eau peut être un réel problème. Dans de telles situations, les mammifères, comme reptiles, cherchent souvent à se protéger du soleil pendant les heures chaudes du jour et reprennent leurs activités la nuit.
L'évolution des métabolismes à sang chaud chez les mammifères n'était pas une affaire simple, comme en témoigne le fait que de nombreux dinosaures étaient apparemment à sang chaud, certains mammifères contemporains (y compris une espèce de chèvre) ont en fait quelque chose de semblable aux métabolismes à sang froid, et même un type de poisson génère sa propre chaleur corporelle interne.