Thermorégulation : comment l’orque sauvage reste au chaud

Comme tous les mammifères, l’orque sauvage a le sang chaud. La température corporelle d’un épaulard oscille entre 36,4 et 38 °C, ce qui est proche de celle d’un être humain. Cependant, la vie dans les océans représente un défi pour la thermorégulation des mammifères marins, car l’eau conduit la chaleur environ 25 fois plus vite que l’air à la même température et l’orque évolue dans des eaux aux températures fluctuantes.

L’habitat de l’orque sauvage

L’orque sauvage évolue dans les mers et océans du monde entier, incluant les mers les plus froides. Par ailleurs, il faut aussi compter avec la température de l’eau qui diminue avec la profondeur.

Pour chasser ses proies, l’orque peut plonger à près de 300 mètres de profondeur, ce qui implique une température qui s’approche de 0 °C, et même descendre en dessous de 0 °C dans certaines régions.

Par ailleurs, il faut compter avec la température qui fluctue en fonction des saisons, mais aussi en fonction des migrations. Les épaulards transients effectuent des trajets qui les mènent dans des eaux à des températures dont l’amplitude est très importante, passant des eaux tempérées aux eaux très froides et vice-versa.

Comment l’eau de mer liquide peut-elle atteindre des températures négatives, sans geler ?

Comment l’orque sauvage lutte-t-elle contre le froid ?

La grande taille de l’orque sauvage

La grande taille de l’orque lui permet de minimiser les pertes de chaleur. Plus la taille d’un animal augmente, plus sa surface diminue par rapport à son volume. La silhouette fusiforme du corps d’un épaulard et la taille réduite de ses membres – ses nageoires – diminuent encore ce rapport surface/volume.

Un faible rapport surface/volume aide un animal à conserver sa chaleur corporelle, car il bénéficie d’une surface extérieure exposée – la peau – relativement plus petite.

La couche de graisse protectrice

Juste en dessous de la peau d’une orque se trouve une épaisse couche de graisse, composée de cellules adipeuses et de tissu conjonctif dont les fibres se croisent. Ce lard aide à isoler l’orque sauvage des pertes de chaleur et crée une régulation thermique naturelle. Il emmagasine la chaleur, puis la restitue en fonction des besoins.

Les épaulards perdent leur chaleur corporelle lorsqu’ils expirent. Comme ils respirent moins fréquemment que les mammifères terrestres, ils conservent plus aisément la chaleur.

Les orques sauvages croisent paisiblement au milieu des icebergs

Le système de circulation sanguine de l‘orque sauvage

Le mécanisme de thermorégulation passe par le système de circulation sanguine de l’orque sauvage. Il l’aide à maintenir la température corporelle, car il s’ajuste pour conserver ou dissiper la chaleur corporelle. On parle de « réseau merveilleux » ou « réseau admirable », « rete mirabile » en latin.

Certaines artères des nageoires caudale et dorsale sont entourées d’un réseau veineux. Ainsi, une partie de la chaleur du sang qui circule dans les artères (qui partent des organes internes vers les extrémités) est transférée en direction du sang qui circule dans ces veines (qui reviennent des extrémités vers les organes internes), plutôt que d’être perdue dans l’environnement.

Le sang qui a atteint les capillaires à la surface du corps s’est déjà refroidi, limitant la perte de chaleur corporelle vers l’environnement. Ce phénomène est appelé « échange de chaleur vasculaire à contre-courant » et permet une thermorégulation consommant très peu d’énergie. En même temps, le sang qui retourne aux organes à partir des capillaires à la surface du corps est réchauffé et donc moins susceptible d’abaisser la température interne du corps.

Lorsqu’une orque plonge, la circulation sanguine diminue au niveau de la peau, dérivant le sang vers le centre du corps.

La régulation température corporelle pour évacuer la chaleur

Le réseau merveilleux joue le rôle inverse pour évacuer le surplus de chaleur. Pendant une plongée prolongée ou dans l’eau chaude, l’orque peut avoir besoin de dissiper la chaleur corporelle. Ne possédant pas de glandes sudoripares, elle régule sa température corporelle par son flux sanguin : la circulation augmente près de la surface de ses nageoires et permet d’évacuer la chaleur.

En se dilatant, l’artère centrale écrase les veines qui l’entourent, ce qui limite la circulation du sang dans ces veines et donc l’échange de chaleur.

La couche de graisse est inexistante au niveau des nageoires et ce sont donc ces zones qui permettent l’évacuation de la chaleur corporelle, grâce à leur fine et dense vascularisation. La vasodilatation des veines permet d’évacuer la chaleur et de réguler tout le corps. L’excès de chaleur est rejeté dans l’environnement extérieur.

La thermorégulation des appareils génitaux

Chez les orques mâles, un système d’échange de chaleur à contre-courant contrôle le sang artériel qui circule vers les testicules. Un autre système d’échange de chaleur à contre-courant régule la température du fœtus en développement chez les femelles en gestation.