Qu'est-ce qui rend un animal endothermique?

Les animaux endothermiques sont ceux qui doivent générer leur propre chaleur pour maintenir une température corporelle optimale. Dans le langage ordinaire, ces animaux sont communément appelés «à sang chaud». Le terme endotherm vient du grec endon, sens dans, et thermos, ce qui signifie chaleur. Un animal endothermique est classé comme endotherme, un groupe qui comprend principalement des oiseaux et des mammifères. L'autre plus grand groupe d'animaux est ectothermes-les animaux dits "à sang froid" avec des corps qui s'adaptent à toute température présente dans leur environnement. Ce groupe est également très important, comprenant des poissons, des reptiles, des amphibiens et des invertébrés tels que les insectes. 

Cherchant à maintenir une température idéale

Pour les endothermes, la plus grande partie de la chaleur qu'ils génèrent provient des organes internes. Par exemple, les humains génèrent environ les deux tiers de leur chaleur dans le thorax (la section médiane), dont environ quinze pour cent sont générés par le cerveau. Les endothermes ont un taux de métabolisme plus élevé que les ectothermes, ce qui nécessite qu'ils consomment plus de graisses et de sucres pour créer la chaleur dont ils ont besoin pour survivre à des températures fraîches. Cela signifie également que par temps froid, ils doivent trouver des moyens de se prémunir contre la perte de chaleur dans la partie de leur corps qui est la principale source de chaleur. Il y a une raison pour laquelle les parents grondent leurs enfants pour s'emmitoufler avec des manteaux et des chapeaux en hiver. 

Tous les endothermes ont une température corporelle idéale à laquelle ils se développent, et ils doivent évoluer ou créer divers moyens de maintenir cette température corporelle. Pour les êtres humains, la plage de température ambiante bien connue de 68 à 72 degrés Fahrenheit est optimale pour nous permettre de travailler activement et de maintenir notre température corporelle interne à ou près des 98,6 degrés normaux. Cette température légèrement inférieure nous permet de travailler et de jouer sans dépasser notre température corporelle idéale. C'est la raison pour laquelle le temps d'été très chaud nous rend léthargiques - c'est le moyen naturel du corps de nous empêcher de surchauffer.

Adaptations pour rester au chaud

Il existe des centaines d'adaptations qui ont évolué dans les endothermes pour permettre à diverses espèces de survivre dans diverses conditions climatiques. La plupart des endothermes ont généralement évolué en créatures recouvertes d'une sorte de poils ou de fourrure pour se protéger contre la perte de chaleur par temps froid. Ou, dans le cas des humains, ils ont appris à créer des vêtements ou à brûler des combustibles afin de rester au chaud par temps froid. 

La particularité des endothermes est de pouvoir trembler à froid. Cette contraction rapide et rythmique des muscles squelettiques crée sa propre source de chaleur par la physique des muscles brûlant de l'énergie. Certains endothermes qui vivent dans des climats froids, comme les ours polaires, ont développé un ensemble complexe d'artères et de veines proches les unes des autres. Cette adaptation permet au sang chaud s'écoulant vers l'extérieur du cœur de préchauffer le sang plus froid refluant vers le cœur depuis les extrémités. Les créatures des grands fonds ont développé d'épaisses couches de graisse pour se prémunir contre la perte de chaleur.  

Les petits oiseaux peuvent survivre à des conditions glaciales grâce aux propriétés isolantes remarquables des plumes légères et du duvet, et grâce à des mécanismes d'échange de chaleur spécialisés dans leurs pattes nues. 

Adaptations pour refroidir le corps

La plupart des animaux endothermiques ont également des moyens de se refroidir pour maintenir leur température corporelle à des niveaux optimaux dans des conditions chaudes. Certains animaux perdent naturellement une grande partie de leurs poils épais ou de leur fourrure pendant les périodes chaudes saisonnières. De nombreuses créatures migrent instinctivement vers des régions plus fraîches en été.

Afin de se refroidir quand il fait trop chaud, les endothermes peuvent haleter, provoquant l'évaporation de l'eau, entraînant un effet de refroidissement grâce à la physique thermique de l'eau s'évaporant en vapeur. Ce processus chimique entraîne la libération de l'énergie thermique stockée. La même chimie est à l'œuvre lorsque les humains et les autres mammifères à poils courts transpirent - cela nous refroidit également grâce à la thermodynamique de l'évaporation. Une théorie est que les ailes des oiseaux se sont développées à l'origine comme des organes pour dissiper l'excès de chaleur des premières espèces, qui n'ont découvert que progressivement les avantages du vol rendu possible par ces éventails à plumes.  

Les humains, bien sûr, disposent également de moyens technologiques pour abaisser les températures pour répondre à leurs besoins endothermiques. En fait, un grand pourcentage de notre technologie au fil des siècles a été développé à partir des besoins très fondamentaux de nos natures endothermiques.