Vivre dans l’eau et résister au froid

Comment font les cétacés pour résister au froid tout en vivant dans l’eau?

Les cétacés sont des mammifères aquatiques et cela n’est pas sans leur poser certains problèmes. Les mammifères ont évolué sur la terre ferme et leurs adaptations découlent de ce milieu. Quand les ancêtres des cétacés ont évolué vers une réadaptation au milieu marin, ils ont du faire avec les acquis terrestres de leur ancêtres.

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L’exemple le plus frappant est la respiration pulmonaire et non branchiale : les cétacés ont dû développer toute une série d’adaptations leur permettant de devenir des champions de l’apnée puisqu’il ne peuvent pas respirer sous l’eau.

Un autre problème posé par le milieu aquatique est la température. Les mammifères, cétacés compris, sont endothermes, c’est à dire qu’ils produisent et maintiennent la température interne nécessaire au bon fonctionnement de l’organisme.

Cette adaptation permet notamment un haut niveau d’activité mais dans l’eau devient plus difficile à maintenir.

En effet, l’eau a une capacité thermique volumique 4 fois plus élevée que celle de l’air. C’est à dire qu’il faut 4 fois plus d’énergie pour augmenter la température d’un litre d’eau que pour augmenter la température d’un litre d’air. Cela veut dire aussi que l’eau absorbe la chaleur 4 fois plus vite que l’air (c’est pour ça que 20 °C dans l’air il fait bon, 20 °C dans l’eau elle est bonne mais on y reste pas toute la journée). Les cétacés vivant dans l’eau, ils ont du s’adapter pour contrebalancer ces difficultés.

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Une couche isolante

La plupart des mammifères devant lutter contre le froid le font avec des poils. Seulement les poils, dans l’eau, c’est pas pratique, ça ralentit terriblement les mouvements.

Les cétacés ont donc trouvé une autre méthode : ils forment une épaisse couche de graisse sous la peau (appelée le panicule) qui les isole du froid.

Un autre avantage du panicule est de permettre de réguler la flottabilité.

Les cétacés tiennent tellement à cette couche de graisse isolante que pour couvrir leur besoins énergétiques lors de migrations ils utilisent préférentiellement la graisse conservée dans leur os plutôt que celle du panicule.

La taille, ça compte !

Les cétacés sont tous de grands animaux et cela leur est utile pour lutter contre le froid.

Alors attention s’il y a des allergiques, nous allons faire un tout petit peu de maths ici…

  • D’un côté, l’échange de chaleur avec l’eau environnante dépend de la taille de la surface de contact, donc de la surface de la peau.
  • D’un autre coté, la production de chaleur par le cétacé dépend du volume de son corps.

Or, une surface évolue au carré, tandis qu’un volume évolue au cube. Et la fonction cube grimpe plus vite que la fonction carré. Du coup, quand la taille d’un cétacé augmente, la chaleur produite augmente plus vite que la chaleur perdue (cf. graphique).image002

Il vaut donc mieux pour les cétacés être grands!!

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