respirer ou ne pas respirer, telle est la question.
que se passerait-il si vous étiez immergé dans un étang où la température de l’eau planait juste au-dessus du point de congélation et la surface était recouverte d’un couvercle de glace pendant 100 jours?
Eh bien, évidemment, vous mourriez.
Et c’est parce que vous n’êtes pas aussi cool qu’une tortue. Et par cool, Je ne veux pas seulement dire incroyable, je veux dire littéralement cool, comme dans cold. De plus, tu ne peux pas respirer par les fesses.,
Mais les tortues le peuvent, ce qui n’est qu’une des nombreuses raisons pour lesquelles les tortues sont vraiment géniales.
le froid ralentit
comme un ectotherme — un animal qui dépend d’une source externe de chaleur — la température corporelle d’une tortue suit celle de son environnement. Si l’eau de l’étang est de 1℃, le corps de la tortue l’est également.
Mais les tortues ont des poumons et respirent de l’air. Alors, comment leur est-il possible de survivre dans un étang glacial avec un couvercle de glace qui les empêche de prendre l’air? La réponse réside dans la relation entre la température corporelle et le métabolisme.,
Une tortue froide dans l’eau froide a un métabolisme lent. Plus il fait froid, plus son métabolisme est lent, ce qui se traduit par une diminution des besoins en énergie et en oxygène.
lorsque les tortues hibernent, elles dépendent de l’énergie stockée et absorbent l’oxygène de l’eau de l’étang en le déplaçant sur des surfaces corporelles affleurant les vaisseaux sanguins. De cette façon, ils peuvent obtenir suffisamment d’oxygène pour subvenir à leurs besoins minimes sans utiliser leurs poumons. Les tortues ont une zone particulièrement bien vascularisée: leurs fesses.
voyez, je ne plaisantais pas, les tortues peuvent vraiment respirer à travers leurs fesses., (Le terme technique est respiration cloacale.)
Photo par l’utilisateur de Flickr Clarissa Peterson
Non congelés, juste froid
Nous ne sommes pas des tortues. Nous sommes des endothermes-des fours à chaleur métabolique coûteux-qui doivent constamment alimenter notre corps en nourriture pour générer de la chaleur corporelle et maintenir une température constante pour rester en vie et bien.
quand il fait froid, nous empilons des vêtements pour piéger la chaleur métabolique et rester au chaud. Nous ne pourrions jamais capter suffisamment d’oxygène sur nos surfaces vascularisées, autres que nos poumons, pour répondre à la forte demande de nos fours métaboliques.,
pour les humains, un changement de température corporelle est un signe de maladie, que quelque chose ne va pas. Lorsque la température corporelle d’une tortue change, c’est simplement parce que l’environnement est devenu plus chaud ou plus froid.
Mais même les ectothermes ont leurs limites. À de très rares exceptions près (p. ex., les tortues boîtes), les tortues adultes ne peuvent pas survivre à des températures glaciales; elles ne peuvent pas survivre à avoir des cristaux de glace dans leur corps. C’est pourquoi les tortues d’eau douce hibernent dans l’eau, où leur température corporelle reste relativement stable et ne descendra pas en dessous du point de congélation.,
l’Eau agit comme une température tampon; il a une chaleur spécifique élevée, ce qui signifie qu’il faut beaucoup d’énergie pour changer la température de l’eau. Les températures de l’eau de l’étang restent assez stables pendant l’hiver et un ectotherme assis dans cette eau aura une température corporelle également stable. L’Air, en revanche, a une faible chaleur spécifique, de sorte que sa température fluctue et devient trop froid pour la survie des tortues.
crampes musculaires
un étang couvert de glace présente deux problèmes pour les tortues: elles ne peuvent pas remonter à la surface pour respirer et peu d’oxygène nouveau pénètre dans l’eau., En plus de cela, il y a d’autres bestioles dans l’étang qui consomment l’oxygène produit par les plantes aquatiques pendant l’été.
au Cours de l’hiver, comme l’oxygène est utilisé, la mare devient hypoxique (faible teneur en oxygène) ou anoxique (épuisement de l’oxygène). Certaines tortues peuvent manipuler de l’eau à faible teneur en oxygène — d’autres ne le peuvent pas.
Les Tortues serpentines et les Tortues peintes tolèrent cette situation stressante en changeant leur métabolisme en un métabolisme qui ne nécessite pas d’oxygène., Cette capacité est incroyable, mais peut être dangereuse, voire mortelle, si elle dure trop longtemps, car les acides s’accumulent dans leurs tissus à la suite de ce commutateur métabolique.
Mais combien de temps est « trop long »? Les tortues serpentines et les Tortues peintes peuvent survivre à une submersion forcée à des températures d’eau froide en laboratoire pendant plus de 100 jours. Les Tortues peintes sont les rois de la tolérance à l’anoxie. Ils mobilisent le calcium de leurs coquilles pour neutraliser l’acide, de la même manière que nous prenons des antiacides contenant du calcium pour les brûlures d’estomac.,
au printemps, lorsque les tortues anaérobies sortent de l’hibernation, elles sont essentiellement une grosse crampe musculaire. C’est comme quand vous faites une course difficile — votre corps passe au métabolisme anaérobie, l’acide lactique s’accumule et vous avez une crampe. Les tortues sont désespérées de se prélasser au soleil pour augmenter leur température corporelle, pour stimuler leur métabolisme et éliminer ces sous-produits Acides.
et il est difficile de bouger quand ils sont aussi crampes, ce qui les rend vulnérables aux prédateurs et autres dangers. L’émergence printanière peut être une période dangereuse pour ces tortues léthargiques.,
suivi des tortues par temps froid
les biologistes de terrain ont tendance à faire leurs recherches au printemps et en été, lorsque les animaux sont les plus actifs. Mais en Ontario, où les hivers sont longs, de nombreuses espèces de tortues sont inactives pendant la moitié de leur vie.
comprendre ce qu’ils font et ce dont ils ont besoin pendant l’hiver est essentiel à leur conservation et à la protection de leur habitat, d’autant plus que les deux tiers des espèces de tortues sont menacées d’extinction.
mon groupe de recherche a suivi plusieurs espèces de tortues d’eau douce pendant leur hibernation., Nous attachons de minuscules dispositifs aux carapaces des tortues qui mesurent la température et nous permettent de les suivre sous la glace.
nous avons constaté que toutes les espèces choisissent d’hiberner dans des zones humides qui planent juste au-dessus du point de congélation, qu’elles se déplacent sous la glace, hibernent en groupe et reviennent aux mêmes endroits hiver après hiver.
malgré tout ce travail, nous savons encore si peu de choses sur cette partie de la vie des tortues.
donc, je fais ce que tout biologiste engagé ferait: j’envoie mes étudiants faire des recherches sur le terrain à -25℃. Nous ne sommes pas limités à la biologie du beau temps ici.,
En outre, il y a une beauté inégalée dans un paysage hivernal Canadien, surtout quand vous imaginez toutes ces tortues impressionnantes sous la glace, respirant à travers leurs fesses.
Jacqueline Litzgus est professeure au Département de biologie de L’Université Laurentienne. Cet article a été initialement publié dans The Conversation le Nov. 21, 2017. Lisez l’article original.