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 Reptiles et températures.

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Kalessin
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Date d'inscription : 03/03/2008
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MessageSujet: Reptiles et températures.   Ven 26 Sep - 23:45

Sang froid ?

Les reptiles sont des animaux poïkilothermes ( à température interne variable) et, au moins partiellement, ectothermes (leur température est fonction du milieu extérieur). L'appellation "à sang froid", même si elle très souvent rencontrée, y compris dans des publications de vulgarisation, est inadaptée pour ces animaux.
Le métabolisme des reptiles est fonction de leur température interne, et donc dépendant de son environnement. La production d'énergie (quantité d'oxygène consommée par unité de poids) augmente de façon exponentielle à mesure que leur température augmente, jusqu'aux limites de tolérance (variables selon les espèces). Malgré cela le métabolisme basal d'un reptile reste inférieure à celui d'un vertébré homéotherme aux mêmes conditions de température (par exemple 37°C); tout simplement parce que l'énergie produite par le reptile n'est pas utilisée pour produire de la chaleur.
Cette dépendance au climat extérieur est une des principales variables de la répartition des espèces parmi les reptiles. Elle conditionne également toute la physiologie de ces animaux : prédation et alimentation, locomotion, reproduction. Les mécanismes physiologiques sont souvent plus complexes que pour les homéothermes : un reptile peut avoir plusieurs protéines enzymatiques pour une fonction donnée, chacune avec une plage de températures différente. Ainsi l'activité musculaire, le rythme cardiaque, la digestion sont directement liées à la température. Lors d'efforts musculaires violents (prédation, fuite, lutte etc.), le métabolisme aérobie (consommant de l'oxygène) est généralement supplanté par une réaction anaérobie et permet ainsi de fournir une puissance musculaire 2 à 3 fois supérieur à température égale. Les animaux, cependant récupèrent lentement de ce type de mécanisme.


Comparatifs de bilans énergétiques. C : matière ingérée; A : matière assimilée; NA : matière non assimilée; P : matière produite; R : matière dégradée par la respiration.


La plage de températures idéale dépend d'une part de l'espèce et d'autre part de son état physiologique : digestion, déplacement, gestation etc. On peut ainsi distinguer la température minimale critique, la température minimale d'activité, la température moyenne préférentielle, la température maximale tolérée (généralement peu de temps) et la température maximale critique. Il est alors facile de comprendre l'importance d'un gradient de température lorsqu'on élève des reptiles en captivité.

Régulation de la température.

La régulation de la température interne par les reptiles se fait d'une part par des adaptations physiologiques et d'autre part par des schémas comportementaux.
La première adaptation physiologique est la modification du flux sanguin. De façon générale, un reptile en demande de chaleur va dilater les vaisseaux sanguins de la circulation périphérique et augmenter son rythme cardiaque, et fera l'inverse pour se refroidir. Le mélanisme de certaines populations d'espèces autrement plus claires est aussi une adaptation à un besoin de thermorégulation.
Les mécanismes comportementaux sont nombreux : exposition au soleil, aux sources de radiations thermique (comme le thigmotactisme), modifications de l'activité journalière, enfouissement total ou partiel (comme les espèces désertiques sabulicoles, ex :Echis carinatus), modification de la profondeur de plongée pour les espèces marines etc. En plus de l'augmentation du volume sanguin périphérique, de nombreuses espèces de serpents ou de lézards s'aplatissent pour augmenter la surface corporelle exposée au soleil. Hors déplacements la température est maintenue en plaçant une partie plus ou moins grande du corps à une source de chaleur. Contrairement à l'appellation "sang froid", encore une fois, il est étonnant de constater que la température des reptiles, grâce à ces mécanismes, varie peu lorsque les conditions extérieures sont optimales.

Adaptation au froid.

L'adaptation des reptiles aux variations de températures est assez hétérogène. Les espèces des climats tropicaux, dont les températures varient peu et où les saisons sont peu ou pas marquées, sont moins adaptés à ces changements que les espèces des milieux tempérés. Les réponses biologiques au froid sont donc surtout observées chez les reptiles des zones tempérées ou à saisons contrastées.
La physiologie "basale" des reptiles joue un rôle prépondérant dans leur adaptation à un climat tempéré. La vipère péliade (Vipera berus) peut par exemple digérer une proie à seulement 10°C (température interne), alors que la vipère aspic (Vipera aspis) ou la vipère ammodytes (Vipera ammodytes) ne le peuvent qu'à partir de 15°C.
L'adaptation au froid hivernal typique de nos régions n'implique donc pas seulement un mécanisme de torpeur uniquement dû à la température, puisque les reptiles "tropicaux" sont incapables d'y faire face, mais aussi des processus physiologiques, biochimiques et comportementaux.
La première réponse est d'ordre comportementale, comme vu au-dessus pour les mécanismes de thermorégulation : les animaux recherchent, ou préparent, un abri à l'abri du gel. Ce peut être une cavité naturelle (les fameux snake den de crotales aux Etats-Unis), creusée (Testudo horsfieldi par exemple), le fond d'un étang : le but est de trouver un milieu tamponné (i.e : dont les variations de températures sont faibles). Même si les reptiles ne produisent pas de chaleur corporelle, l'enchevêtrement de reptiles à un point d'hibernation peut ralentir la vitesse de propagation du froid.
Les réponses physiologiques et biochimiques sont de deux ordres, selon que l'espèce est tolérante ou non au gel.

Pour comprendre les phénomènes de gel sur une entité biologique il est nécessaire de donner quelques explications sur le problème physique. Une solution biologique, lorsqu'elle atteint une température légèrement inférieure à 0°C, est à sa température de congélation à l'équilibre : on parle de liquide en surfusion car il n'est pas encore cristallisé. Si la température descend encore, la surfusion s'arrête et la solution se cristallise : la congélation débute. Chez de nombreux reptiles comme chez d'autres animaux c'est la formation de glace qui est fatale par lyse (éclatement) des cellules.

Chez les reptiles intolérants au gel l'adaptation consiste donc à augmenter leur capacité de surfusion pour conserver leurs fluides liquides malgré des températures basses. La congélation est amorcée par des agents nucléateurs de glace (ANG), ainsi il a été montré expérimentalement que de l'eau extrêmement purifiée peut descendre à -40°C sans geler. La suppression de ces ANG augmente donc la capacité de surfusion, et c'est le mécanisme qui a été mis en évidence chez les reptiles, notamment par l'arrêt de la prise de nourriture associée à une "purge" du tube digestif. Chez les tortues peintes (Chrysemys picta), il a aussi été remarqué que la peau se modifiait pour offrir une meilleure résistance à la glace entourant l'animal.
Note : d'autres animaux associent cette suppression d'ANG avec la synthèse d'antigels biogènes (alcool polyhydrique, sucres simples) et la formations d'agents cryoprotecteurs pour atteindre une température de congélation de l'ordre de -60°C.

La tolérance au gel implique des mécanismes différents, et souvent les espèces tolérantes au gel utilisent autant que possibles les phénomènes de surfusion précédemment mentionnés. La formation de gel implique une préparation cellulaire afin d'éviter que :
- la glace intracellulaire en se formant détruise les membranes plasmiques et les compartiments cellulaires
- la glace extracellulaire ne crée un choc osmotique, déshydratant puis brisant les cellules.
L'adaptation des animaux doit donc prévenir une formation de glace trop rapide et de cristaux trop gros, éviter une formation de glace intracellulaire et permettre aux cellules de résister à un anoxie (absence d'oxygène).
Chez les reptiles, la résistance à la congélation a été seulement démontrée par la formation d'ANG biologiques, un mécanisme inverse de celui de la surfusion. Le but de ces ANG est de diriger la formation de glace, lentement et dans les compartiments extracellulaires. D'autres phénomènes physiologiques sont probablement impliqués dans la résistance des reptiles aux températures inférieures à 0°C, mais aucun n'a été mis en évidence à ce jour.

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Kalessin
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MessageSujet: Re: Reptiles et températures.   Ven 26 Sep - 23:57

Quelques reptiles résistants au gel (température interne minimale supportée / durée du gel supportée ):
Chrysemys picta : -10°C
Graptemys geographica : -6°C
Terrapene ornata, Trachemys scripta, Chelydra serpentina, Emydoidea blandingi (30 heures)
Terrapene carolina (73 heures)
Vipera berus (-3°c pendant 3 heures)
Thamnophis sirtalis (plusieurs jours dans un bloc de glace)
Podarcis muralis (-3,8°C pendant 6 heures)
Sceloporus grammicus (-2.5°C pendant 37 heures)
Lacerta vivipara (-3.5°C pendant 21 jours en surfusion, -2.5°C pendant 3 jours avec 50 % de l'eau corporelle gelée).

Le lézard vivipare est le squamate le plus résistant au gel, son aire de répartition dépasse le cercle polaire arctique.

Bibliographie :
Voituron, Y. La tolérance au froid chez les reptiles. Bull. Soc. Herp. Fr (2005) 113-114 : 53-68.
Bauchot, R. Grand guide encyclopédique des serpents. Artémis, 1994.
Dorso, M. Nutrition et pathologie associée chez les animaux de zoo. Mémoire de maîtrise biochime, UBS, 1998.

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