Adaptation au froid et au chaud

La thermorégulation

La température interne des manchots se situe entre 37,8°C et 38,9°C.(1)

Le système circulatoire d’un manchot s’ajuste pour conserver ou relâcher la chaleur du corps pour maintenir une température corporelle constante.
Pour conserver au mieux le corps chaud et éviter une trop grande dissipation de chaleur, les systèmes sanguins des ailes et des pattes permettent de transférer une partie de la chaleur du sang affluant vers le sang à destination du coeur.(2)

L’isolation thermique

Les différentes couches de plumes se chevauchent et rendent pratiquement impénétrables le vent et l’eau.

Les touffes de duvets sous les plumes permettent d’y pièger de l’air. Cette couche d’air fournit une isolation thermique de l’ordre de 80% pour les manchots.(3)(4)

Une couche de graisse sous la peau améliore également l’isolation thermique.

Les espèces des climats plus froids ont tendance à avoir des plumes plus longues et une couche de graisse plus épaisse que les espèces des zones aux climats plus chauds.

Résister au froid

Sur terre

Manchot Adélie sur de la neige - île du Roi George (îles Shetland du Sud)
Manchot Adélie sur de la neige – île du Roi George (îles Shetland du Sud)

Pour conserver leur chaleur, les manchots peuvent plaquer leurs ailes le long de leur corps. Ils peuvent aussi grelotter pour générer plus de chaleur.
Le plumage noir sur le dos des manchots absorbe la chaleur du soleil, ce qui augmente la température du corps.

Les manchots royaux et empereurs peuvent basculer leurs pieds, et ainsi faire reposer intégralement leur poids sur les talons et la queue, réduisant ainsi le contact avec le sol glacial.

Les manchots empereurs se rassemblent en petits groupes, appelés ‘tortue’, pour conserver la chaleur. Jusqu’à 6.000 mâles peuvent former un groupe tout en couvant leur oeuf en plein hiver antarctique.
Ils sont également capables de récupérer 80% de la chaleur qui s’échapperait par la respiration grâce à un complexe système d’échanges thermiques dans leurs voies nasales.

Dans l’eau

L’imperméabilisation du corps par les plumes permet aux manchots de se rendre dans l’eau froide. La température de l’eau est en générale de -1,8°C en Antarctique (et peut atteindre -2,2°C).

La couche de graisse n’est pas suffisante pour que le corps garde une température stable en mer et les manchots doivent demeurer actifs dans l’eau pour se réchauffer.

La couche d’air piègé au niveau du duvet est comprimée pendant les plongées et elle peut même se dissiper en cas de plongée trop longue. Les manchots réarrangent leur plumes par lissage.

Lutter contre la chaleur

Manchot Adélie qui a trop chaud - île du Roi George (îles Shetland du Sud)
Manchot Adélie qui a trop chaud – île du Roi George (îles Shetland du Sud)

Paradoxalement, toutes les espèces de manchots peuvent être confrontées à la chaleur lorsqu’ils sont à terre.

Si le corps devient trop chaud, les vaisseaux sanguins dans la peau se dilatent, emmenant la chaleur de l’intérieur du corps vers la surface où elle va être dissipée.
Les manchots ont alors plusieurs moyens d’empêcher la surchauffe :

  • en écartant ses ailes pour les séparer du corps afin que les faces internes et externes soient exposées à l’air et libérent donc de la chaleur.
  • en haletant
  • en ébouriffant leurs plumes pour casser la couche isolante d’air proche de la peau et ainsi libérer de la chaleur
  • en se déplaçant dans des zones à l’ombre

Il est à noter que les espèces tempérées (genre Spheniscus) ont moins de plumes sur les pattes et qu’ils ont une zone sans plume sur la tête.
Sources:
(1) Simpson, 1976
(2) Brooke and Birkhead, 1991
(3) Muller-Schwarze, 1984
(4) Sparks and Soper, 1987