L'hibernation (Exposé – SVT – Collège/Lycée)

« solitaires et nocturnes, il se repose durant la journée , caché dans son nid.

Son régime alimentaire, essentiellement carnassier , est très éclectique.

Près d'une centaine de proies potentielles ont été répertoriées parmi lesquelles on trouve la limace , la sauterelle , le bourdon , le hanneton , le charançon, le bousier, le vers de terre, le forficule, le mille-pattes , les chenilles , les œufs de grenouilles ou d'oiseaux , accommodés de champignons et de fruits .

À la fin de l'automne, quand la nourriture devient rare, il se réfugie dans son nid aménagé sous un tas de feuilles mortes, sous un buisson ou dans le creux d 'un vieux mur.

Il va hiberner pendant quatre ou cinq mois, tout au moins dans les régions les plus froides de son aire de répartition .

Il va alors vivre au ralenti puisant ses ressources dans la couche de graisse constituée durant l'été .

Sa température chute de 34 •c à 4 •c.

Son rythme cardiaque ralentit de 190 battements par minute à 20 battements seulement.

Sa fréquence respiratoire fait de même passant de 50 respirations par minute à 9 respirations par minute.

Il ne dort pas de façon continuelle , mais sort régulièrement de sa cachette pour se nourrir un peu.

La marmotte la m11rmotte (Marmota marmota) vit entre 1 000 et 3 000 rn d 'altitude .

Elle mesure entre 50 à 75 cm de longueur avec la queue, pour un poids de 4 à 8 kg.

Son régime alimentaire végétarien est composé de graines , de fruits , de baies , d'herbes et de racines .

les marmottes vivent en colonie dans un terrier profond, comportant plusieurs chambres et diverses issues.

la chambre principale, tapissée de feuilles et d'herbe s séchée s, sera utilisée par toute la famille pour l'hibernation .

Pendant tout l'été, les marmottes accumulent des réserves de graisse en prévision de leur hibernation qui débute vers la mi-octobre et se termine en avril ou mai, selon les régions.

la marmotte hiberne donc pendant près de six mois .

Pendant cette phase , sa température corporelle passe de 36 •c à 4 •c, les battements de son coeur de 160 à 30 par minute et sa respiration de 50 inspirations à 3 par minute.

Elle se réveille tous les 10 à 20 jours pour se nourrir un peu et faire ses besoins dans une galerie .

À son réveil définitif, elle aura perdu plus d 'un quart de son poids .

HIBERNANTS NON SAISONNIERS l'hibernation chez les non saisonniers présente un rythme moins régulier.

La chauve-souris On recense 970 espèces de ces mammifères volants dans le monde (surtout en zone tropicale) et 28 en France dont le grand et le petit rhinolophe, le vespertilion de Bechstein , le vespertilion à moustaches, le grand murin, la barbastelle , la pipistrelle commune , le molosse de Cestoni ou l'oreillard roux.

Dans nos contrées, toutes les chauves-souris présentes sont très petites et pèsent entre 5 et 45 grammes.

Durant la belle saison, elles gîtent dans les greniers , sous les charpentes , dans les fissures d'un mur, derrière les volets, dans les arbres creux ou dans les grottes.

leur régime alimentaire est de type carnivore , essentiellement composé d'insecte s.

Pour cette raison , elles jouent un rôle écologique de première importance .

Vers la fin de l'été, les males se constituent des harems et s 'accouplent avec les femelles (mais ces dernière s peuvent visiter plusieurs males ).

l'embryon ne se développera qu'au printemps suivant et il viendra au monde 6 à 10 semaines plus tard .

les femelles sont peu prolifiques , leur portée ne comportant souvent qu'un seul petit , rarement deux, exceptionnellement trois.

la fin de l'été et l'automne sont des périodes de chasse intensive pour constituer les réserves de graisse .

Puis le rythme biologique des chauves ­ souris change et elles se mettent à la rech erche des sites d'hibernation .

leur métabolisme va considérablement se ralentir et leur température corporelle va chuter , être proche de la température ambiante .

Elles vont entrer en hibernation se limitant à la consommation des réserves de graisse .

Cette léthargie hivernale sera parfois interrompue par quelques réveils pendants lesque ls les chauves-souris vont boire ou rechercher un autre point d 'accrochage .

le principal danger qui guette la chauve -souris pendant l'hibernation est la déshydratation par évapotranspiration .

C'est pourquoi, elles choisis sent toujour s des sites dont l'hygrométrie de l'air ambiant est proche de la saturation .

Ces sites doivent également être sombres et avoir une température constante .

Les carrières souterraines, les grottes , les caves, les arbres creux et batiments sont les plus couramment choisis .

EsPtUS À HYPOTHERMIES HIVERNALES !:ours brun l'ours des régions européennes , présent dans le massif des Pyrénées, est un animal qui peut peser lOO à 350 kg et mesurer 2 rn de long pour 1 rn au garrot.

les femelles ont des proportions plus petites (65 à 170 kg en moyenne) .

Durant la belle saison, son régime alimentaire est assez varié et opportuniste (fruits, graines , tubercules, petits animaux, voire même des espèces plus grosses comme les brebis ou les chevreuils) .

Durant la belle saison , il se constitue des réserves de graisse (située sous la nuque notamment) qui peuvent représenter jusqu'à un tiers de son poids.

Dès les premiers signes d'approche de l'hiver , l'ours part en quête d'un abri (un trou situé sous un arbre , une excavation rocheuse ...

), dont l'entrée sera orientée dans le sens inverse de celui des précipitations dominantes pour éviter les écoulements d 'eau et de neige.

Il tapisse généreusement son antre de bruyères et de feuilles , en particulier les femelles qui risquent de mettre bas pendant la période hivernale.

Ce mammifère n'est pas un véritable hibernant car, pendant l'hiver, sa température n 'est jamais suffisamment basse pour que cette période de vie léthargique soit considérée comme une véritable phase d'hibernation .

l'ours va s'endormir, en novembre pour les femelles qui vont mettre bas et en décembre pour les mâlés.

Sa température interne s'abaisse mais de manière modérée (elle chute de 7° C seulement) .

Son coeur bat moins vite, sa respiration ralentit et sa consommation d 'oxygène est plus réduite .

Toutefois, si l'ours peut sortir de sa tanière durant cette période de sommei l hivernal, il s'alimente peu, n 'urine pas et ne défèque pas.

le réveil se produit en février pour les mâles et en avril pour les femelles .

l'ours a alors épuisé toutes ses réserves de graisses .

LES AUTRES ANIMAUX LES OISEAUX De nombreux oiseaux n'hibernent pas au sens strict du terme, toutefois certaines espèces peuvent adopter, sur des durées plus ou moins longues , un mode d e vie ralentie plus économique sur le plan énergétique .

Ainsi .

des oiseaux de montagne de la famille des tétraonidés se mettent au repos dans leurs abris .

Ces abris , formés d'un tunnel de neige, les protègent du vent et des basses températures comme u.n igloo .

Penda)lt ces périodes de repo s, leur métabolisme se réduit.

Ils sortent raremen~ une ou deux fois par jour pour se nourrir , et se confentent de vivre sur leur s réserves de graisse .

Des observations similaires ont été réali sées sur d'autres espèces , mais la température corporelle ne s'abaisse jamais suffisamment pour que l'on puisse parler d'hibernation.

De lai~ on peut rencontrer en automne des grappes d'hirondelles saisies par le froid et la pluie lors de leur migration .

Cette hypothermie est réversible car, lorsque le soleil apparaît , les hirondelles se réchauffent et reprennent leur vol.

l'hypothermie accidentelle des hirondelles correspond à une adaptation à l'absence de nourriture , dans des conditions climatique s défavorable s, chez des oiseaux épuisés par l'effort du vol prolongé ; mais elle ne doit pas être confondue avec l'hibernation .

l'hibernation vraie des oiseaux a été découverte , par hasard , en 1948 , par un naturaliste américain dans les monts du Chukawalla (désert du Colorado ), chez un engoulevent.

li a observé un engoulevent des montagnes rocheuses qui, plongé en léthargie aux creux des rochers , avait abaissé sa température à 1a•c.

LES ANIMAUX POÏKILOTHERMES les animaux po·1ltilothermes, dont la température interne suit celle ambiante, sont confrontés à un problème vital lorsque cette dernière chute en dessous de zéro .

Si cette descente est modérée et que l 'animal est bien protégé dans son refuge , il ne lui arrivera rien de fâcheux.

Dans le cas contraire , il risque de geler au sens propre du terme , et d'en mourir .

Dans les régions froides, où ce risque de congélation est très important , on peut observer deux types de stratégie selon les espèces : celle qui consiste à empêcher la glace de se former et celle qui consiste , au contraire , à s ' en accommoder et à en limiter les effets nocifs.

Cette capacité est apparue dans plusieurs groupes phylogénétiques très différents : chez les reptiles, les amphibiens , les insectes , les vers et les poissons .

Les vertébrés les vertébrés dont la température est variable (po.lltilothermes) hibernent de façon moins spectaculaire que les mammifères et les oiseaux.

En effet, la température et l'activité des po·1ltilotherme s décroissent toujours quand baisse la température ambiante.

Mais il n'en est pas moins vrai que TOLÉRANCE À LA CONGÉLATION Les animaux «< intolérants à la congélation » modifient l'équilibre osmotique de leur milieu interne en produisant des substances antigel (des protéines particulières ou du glycérol) .

Ces dernières ont pour rôle d'abaisser le point de congélation (phénomène de surfusion) et d'éviter la formation de cristaux de glace qui risqueraient d 'endommager les cellules .

Simultanémen~ ils synthétisent des composés qui vont s'opposer à la déshydratation des cellules .

La tordeuse de la verge d'or et la tordeuse des bourgeons de l'épinette , par exemple, deux chenilles que l'on rencontre au Canada, sont capables de survivre sans geler à des températures de -45 •c ! la surfusion est également très pratiquée chez les poissons dont la température corporelle peut descendre à -1o•c sans qulls gèlent.

Chez les poissons arctiques, cette adaptation est telle qu'ils ne peuvent pas vivre dans une eau à plus de 10 •c.

les animaux dits « tolérants à la congélation » sont adaptés pour que leur organisme supporte une congélation partielle .

Pendant l'hiver , la rainette crucifère, la rainette versicolore et la grenouille des bois , l'hibernation des grenouilles, des lézards ou des poissons correspond également à un proce ssus actif et réglé .

Le crapaud , par exemple , s'enfonce d'autant plus profondément dans le sol que la température d e l'air et du sol bais se , et il cherche tout en dormant à trouver une température ambiante adéquate .

Il y a, chez la grenouille en hibernation, régulation du taux du glycogène hépatique et maturation sexuelle , deux processus qui font défaut si la grenouille est empêchée d 'hiberner par un séjour à température relativement élevée .

Les invertébrés les invertébrés hibern ent aussi : les uns se retirent sous le sol, d'autres continuent à vivre à l'air, comme les coccinelles qui se rassemblent en une grappe .

Dans ce cas, ils sont obligés de prendre des précautions spéciales les mettant à l'abri de la c ongélation .

Certains Insectes élab orent un antigel (sorbitol , glycérol ) qui passe dans leur hémolymphe et les protège de la congélation .

Au printemps, cet antigel disparaît.

Chez les papillons , l'hibernation se déroule comme une diapause : il y a arrêt de la métamorphose et de la croissance.

des amphibiens vivant au Canada, ont les deux tiers de leur eau corporelle transformée en glace .

la larve du cynips montre des facultés comparables .

Cette congélation ne produit pas de dommages corporels parce qu'elle est très progressive et ne se développe pas dans les cellules mais à l 'extérieur.

Toutefois , sa durée ne doit pas être trop longue et la décongélation doit elle-aussi être très progressive pour que la survie des animaux ne soit pas menacée .

Leléz11nl rlviplll'e (Lacerta vivipara), ou lézard commun, semble être doté de ces deux possibilités d'adaptation au froid .

Des chercheurs ont ainsi retrouvé des lézards gelés et d'autres non gelés en état de surfusion, alors que leurs températures internes étaie nt similaires.

Ces lézard s ont pu survivre à une baisse de température corporelle en dessous de 0 •c lorsque celle-ci ne dépassait pas 21 jours .. »