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En direct des laboratoires

 

3 avril 2017

La régulation ultradienne de la température corporelle : un nouveau mécanisme d’économie d’énergie chez les oiseaux face aux contraintes environnementales

 

Par opposition aux animaux ectothermes, dont la température corporelle suit celle du milieu extérieur, les animaux endothermes (mammifères et oiseaux) maintiennent leur température corporelle à des valeurs élevées grâce à une forte production de chaleur interne. Cette thermorégulation s'avère toutefois très coûteuse énergétiquement, ce qui explique pourquoi les oiseaux et mammifères peuvent connaître dans certains cas des variations de leur température interne, phénomène appelé « hétérothermie ». Si la régulation de la température interne à l'échelle de la saison (rythme infradien : hibernation par exemple) ou de 24 heures (rythme circadien : sommeil par exemple) est bien connue, il n'en va pas de même de la thermorégulation ultradienne - à l'échelle de l'heure -, laquelle reste peu étudiée. C'est sur celle-ci que s'est penchée une équipe incluant des chercheurs du CNRS travaillant à l'université de Lyon. Les résultats de l'étude, publiés dans la revue Proceeding of the Royal Society B, montrent que les oiseaux exposés à des stress multiples (froid et jeûne alimentaire) réduisent les variations ultradiennes de leur température corporelle. Ce phénomène jusqu’alors inconnu permettrait aux oiseaux acclimatés au froid de réduire le coût énergétique de la thermorégulation en période de fortes contraintes environnementales.

 

 

 

L'étude a mobilisé des canetons de Barbarie âgés de 5 semaines répartis en deux groupes égaux en fonction de la température environnante : les premiers ont été placés dans des conditions de froid intense (5°C), alors que les seconds sont restés à température ambiante (25°C). Le chercheur précise : « Nous avons fait ingérer aux canetons des capteurs de température interne se présentant sous la forme de petites pilules, qu'ils ont stockés dans leur gésier tout au long de l’expérience. Ensuite, chaque groupe a connu, sur trois périodes égales de 4 jours, une phase d'alimentation à volonté, puis un jeûne et enfin une réalimentation, afin d'ajouter un stress supplémentaire : l'alimentation, à celui du froid. » Les variations de la température corporelle ont alors pu être analysées très finement, les capteurs émettant des mesures toutes les 15 minutes. Parallèlement, une caméra thermique infrarouge a permis de mesurer les fluctuations de la température au niveau du bec des canetons. Chez les canetons à température ambiante en phase de jeûne, la température corporelle n'a que légèrement baissé, et ce à l'échelle de la journée. La température du bec a également diminué. « On a assisté à une vasoconstriction au niveau du bec, mais aussi d'autres extrémités comme les ailes, explique Loïc Teulier. Cela a entraîné une diminution de l'afflux sanguin, le but étant de conserver la chaleur au niveau des parties centrales comme le cerveau ».  Chez les canetons exposés au froid intense, le jeûne a entraîné une perte de masse 20 % plus rapide que chez les canetons à température ambiante, et une chute de la température corporelle. Mais de manière surprenante, cette régulation de la température corporelle s’est produite de manière beaucoup plus précise (les variations ultradiennes de la température corporelle ayant diminué). Parallèlement, la température du bec est restée constante, bien que plus basse que chez les canetons à température ambiante. « Les canetons, qu'ils soient à température ambiante ou soumis à un froid intense, régulent assez bien leur température interne tant qu'ils sont nourris correctement. Mais ce n'est plus le cas à jeun : la contrainte thermique devient alors trop importante et entraîne une hypothermie principalement nocturne, régulée de manière très fine. L'étude montre ainsi que le coût énergétique des changements de température à très court terme est abaissé au maximum chez les canetons soumis au froid et au jeûne : « Nous avons calculé que le gain énergétique de la thermorégulation ultradienne s'élève entre 7 et 10,5 % du métabolisme de base, ce qui est loin d'être négligeable car ce dernier est incompressible. » L'énergie ainsi économisée pourrait alors être stockée dans les lipides et glucides dans le cadre d'un « hypométabolisme », ou affectée à d'autres postes comme la croissance, la reproduction, etc. Cette étude, la première montrant la diminution des cycles ultradiens chez les oiseaux, soulève de nombreuses questions sur la gestion de ces rythmes dans l’optimisation des stratégies de conservation énergétique chez les animaux lors de fortes pressions environnementales.


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Référence 

A novel energy savings to multiple stressors in birds: the ultradian regulation f body temperaturepar Glenn J. Tattersall, Damien Roussel, Yann Voituron and Loïc Teulier publié le 21 septembre 2016 dans Proceedings Of The Royal Society B.
DOI: 10.1098/rspb.2016.1551

 

Contact chercheur

Loïc Teulier, Laboratoire d'écologie des hydrosystèmes naturels anthropisés (LEHNA) – CNRS/ Ecole Nat. des Travaux Publics d'Etat / Univ. Claude Bernard
email: loic.teulier@univ-lyon1.fr

 



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