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Héliothermie

modalité de thermorégulation par exploitation de la chaleur qui consiste à augmenter sa température corporelle en s’exposant au Soleil
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L’héliothermie (du grec ἥλιος hếlios, « soleil », et θερμός thermós, « chaleur ») est un mode de thermorégulation par exploitation de la chaleur qui consiste à augmenter sa température corporelle en s'exposant au Soleil. Ce mode qui récupère la chaleur du rayonnement solaire s'oppose à la thigmothermie, réchauffement par conduction par contact avec un substrat chaud.

Serpent du genre Thamnophis qui effectue une thermorégulation en héliothermie.

Il existe un grand nombre de comportements de thermorégulation, depuis l'organisme thermoconformeur[1] à l'organisme thermorégulateur « parfait » capable de maintenir sa température cible indépendamment des conditions environnementales. Cependant, la thermorégulation est un processus complexe, si bien que le majorité des invertébrés ectothermes terrestres sont des thermorégulateurs imparfaits se distribuant le long de ce continuum. Les animaux poïkilothermes terrestres peuvent s'adapter sans besoin d'évoluer grâce à leur plasticité phénotypique, en ajustant leur température corporelle par l'adoption d'une stratégie héliothermique (espèces qui ont accès au rayonnement solaire) et thigmothermique (espèces qui ont un accès limité : organismes nocturnes, organismes diurnes vivant dans des habitats forestiers)[2].

Stratégies

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Cette capacité est particulièrement utilisée par les animaux poïkilothermes terrestres comme les reptiles et les amphibiens, qualifiés à tort d'animaux « à sang froid », et qui initient leur journée par une période de régulation de durée variable[3]. Cette stratégie de thermorégulation est également observée chez les insectes. Leur thermorégulation comportementale (en) les amène à rechercher les meilleures zones d'exposition au soleil (papillons[4], fourmis qui sélectionnent des itinéraires ensoleillés, libellules et mouches à toison qui choisissent des perchoirs exposés au soleil)[5],[6].

L'héliothermie est également mise à profit par les homéothermes tels que les oiseaux. Certains auteurs distinguent chez ces vertébrés le fait de se chauffer au soleil (sun basking) qui a une fonction thermorégulatrice, et s'exposer au soleil (sun exposure) qui a une autre fonction[7].

Galerie

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Plusieurs stratégies de thermorégulation héliothermique
Les Pieris utilisent la posture en V de leurs ailes au fort pouvoir réflecteur pour renvoyer la lumière sur le thorax noir qui abrite les muscles du vol[8]. Cette posture formant un angle de 17° peut bio-inspirer des ingénieurs cherchant à améliorer le rendement des panneaux solaires[9].
Les Pieris utilisent la posture en V de leurs ailes au fort pouvoir réflecteur pour renvoyer la lumière sur le thorax noir qui abrite les muscles du vol[8]. Cette posture formant un angle de 17° peut bio-inspirer des ingénieurs cherchant à améliorer le rendement des panneaux solaires[9]. 
L'interprétation la plus classique de la posture typique des Cormorans[10] est que l'oiseau marin sèche ses ailes, ce qui est peu vraisemblable[11]. D'autres interprétations ont été proposées, comme celle d'un mécanisme de thermorégulation pour compenser les pertes thermiques lors des plongées en saison froide, utiliser la chaleur dégagée par la contraction des muscles alaires pour réchauffer son bol alimentaire et accélérer la digestion des proies[12]
L'interprétation la plus classique de la posture typique des Cormorans[10] est que l'oiseau marin sèche ses ailes, ce qui est peu vraisemblable[11]. D'autres interprétations ont été proposées, comme celle d'un mécanisme de thermorégulation pour compenser les pertes thermiques lors des plongées en saison froide, utiliser la chaleur dégagée par la contraction des muscles alaires pour réchauffer son bol alimentaire et accélérer la digestion des proies[12] 
Un reptile peut alterner entre une stratégie héliothermique et thigmothermique au cours de la journée, comportement qui résulte d'un compromis entre coûts (risque de prédation, temps alloué, dépenses énergétiques associées à la recherche de sites favorables de thermorégulation) et bénéfices (optimisation énergétique en améliorant ses capacités de détection et de capture des proies, en diminuant sa durée de digestion tout en améliorant leur assimilation, en améliorant ses capacités de locomotion et ses éventuelles possibilités de reproduction)[13].
Un reptile peut alterner entre une stratégie héliothermique et thigmothermique au cours de la journée, comportement qui résulte d'un compromis entre coûts (risque de prédation, temps alloué, dépenses énergétiques associées à la recherche de sites favorables de thermorégulation) et bénéfices (optimisation énergétique en améliorant ses capacités de détection et de capture des proies, en diminuant sa durée de digestion tout en améliorant leur assimilation, en améliorant ses capacités de locomotion et ses éventuelles possibilités de reproduction)[13]. 

Notes et références

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  1. ↑ La thermoconformité chez un organisme se caractérise par l'absence complète de thermorégulation.
  2. ↑ (en) R. D. Stevenson, « The relative importance of behavioral and physiological adjustements controlling body-temperature in terrestrial ectotherms », The American Naturalist, vol. 126, no 3,‎ , p. 362-386.
  3. ↑ Roland Bauchot, Cassian Bon, Patrick David, Serpents, Éditions Artemis, , p. 76.
  4. ↑ (en) Helmut Schmitz, Lutz Th. Wasserthal, « Antennal thermoreceptors and wing-thermosensitivity of heliotherm butterflies: their possible role in thermoregulatory behavior », Journal of Insect Physiology, vol. 30, no 12,‎ , p. 1007-1019 (DOI 10.1016/0022-1910(93)90125-B).
  5. ↑ (en) Steven Chown, Sue Nicolson, « Thermoregulation », dans Insect Physiological Ecology. Mechanisms and Patterns, Oxford University Press, (lire en ligne), p. 154–176
  6. ↑ (en) M. L. May, « Insect thermoregulation », Annual Review of Entomology, vol. 24, no 1,‎ , p. 313-349 (DOI 10.1146/annurev.en.24.010179.001525).
  7. ↑ (en) Bruce Campbell, Elizabeth Lack, A Dictionary of Birds, A & C Black, , p. 569–560.
  8. ↑ « Tous ces papillons ont une position de repos « ailes fermées » et gèrent l’absorption, donc la température, de manière active en jouant sur leur orientation par rapport au soleil et sur l’ouverture de leurs ailes. Le procédé est efficace et permet de manière active — et c’est là le point important — d’éviter la surchauffe fatale ». Cf « La gestion de la lumière par les insectes, source d’innovations », sur techniques-ingenieur.fr,
  9. ↑ (en) Katie Shanks, S. Senthilarasu, Richard H. ffrench-Constant & Tapas K. Mallick, « White butterflies as solar photovoltaic concentrators », Scientific Report, vol. 5, no 12267,‎ (DOI 10.1038/srep12267).
  10. ↑ Position en croix des ailes déployées à la sortie de l'eau (dite "en étendard").
  11. ↑ L'étanchéité partielle du plumage fait que l'eau en ressort rapidement dès que le cormoran se trouve dans l'air ou à terre. Cette perméabilité partielle limite sa flottabilité en réduisant la quantité d'air comprise entre les plumes et sa peau, ce qui lui permet de se « lester » et de plonger plus profondément, mais en contre-partie diminue l'isolation thermique du plumage. Cf (en) David Grémillet et al., « Unusual feather structure allows partial plumage wettability in diving great cormorants », Journal of Avian Biology, vol. 36, no 1,‎ , p. 1-7 (DOI 10.1111/j.0908-8857.2005.03331.x).
  12. ↑ Nadine Stangier, Sandra Sandhöfer et al., « The uropygial gland of the Great Cormorant (Phalacrocorax carbo): I. Morphology », Journal of Ornithology, vol. 164,‎ , p. 591–603 (DOI 10.1007/s10336-022-02042-8).
  13. ↑ (en) Nadia Vicenzi, Nora R. Ibargüengoytía, Valeria Corbalán, « Activity patterns and thermoregulatory behavior of the viviparous lizard Phymaturus palluma in Aconcagua Provincial Park, Argentine Andes », Herpetological Conservation and Biology, vol. 14, no 2,‎ , p. 337-348.

Voir aussi

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