Comment les animaux évoluent pour faire face à des vagues de chaleur plus fortes
Une intense vague de chaleur qui a frappé le Mexique en mai 2024 a tué plus de 50 singes hurleurs. Les humains peuvent échapper dans une certaine mesure à ces conséquences de la hausse des températures mondiales en se réfugiant dans des pièces climatisées. D’autres espèces sont à la merci des éléments et doivent s’appuyer sur les adaptations dont elles ont hérité au cours de millions d’années d’évolution pour survivre.
Bien entendu, tout le monde n’a pas accès à un climatiseur. Les maladies et les décès liés à la chaleur sont en augmentation dans le monde. Cependant, la climatisation n’est pas non plus une solution souhaitable face à la chaleur extrême. À mesure que les températures augmentent, la demande d’énergie fossile pour alimenter ces systèmes de refroidissement augmente également, créant une boucle de rétroaction dans laquelle des conditions plus chaudes entraînent une demande plus élevée de refroidissement et des conditions encore plus chaudes.
Est-ce que nous, ainsi que les autres animaux, nous adapterons assez rapidement au réchauffement climatique ? La réponse dépend de la mesure dans laquelle l’humanité réduit ses émissions de gaz à effet de serre et de la capacité de toutes les espèces à innover et à s’adapter.
Les animaux peuvent réguler leur température corporelle grâce à des changements internes, comme l’halètement chez les chiens, et à des changements de comportement extérieur. Les kangourous, par exemple, se lèchent les avant-bras pour se rafraîchir. Ces exemples démontrent l'ingéniosité de la nature, mais il n'est pas certain qu'ils soient efficaces contre la hausse incessante des températures mondiales.
Voici donc comment les animaux sont obligés de changer pour rester au frais dans un monde qui se réchauffe.
Se déployer
Les règles écogéographiques décrivent les tendances dans la manière dont les caractéristiques physiques des animaux varient selon la géographie et offrent des indices sur la manière dont les espèces s'adapteront à un climat plus rigoureux.
La règle de Bergmann, du nom du biologiste du XIXe siècle Carl Bergmann, suggère que les animaux des climats plus chauds ont tendance à être plus petits, car leur plus grande surface par rapport au volume de leur corps les aide à dissiper la chaleur. La règle d'Allen, du nom du zoologiste Joel Allen, postule que les animaux des climats chauds ont des appendices plus longs, ce qui facilite l'évacuation de la chaleur.
De nombreux animaux adaptent déjà leurs caractéristiques physiques et leur comportement. Certains oiseaux développent des corps plus petits et des ailes plus longues, peut-être pour faciliter la dissipation de la chaleur. Ces adaptations peuvent être utiles à court terme, mais pourraient modifier l'endroit où se trouvent ces oiseaux. Les oiseaux plus petits, dotés d'ailes plus longues, peuvent parcourir de plus grandes distances et peuvent donc adopter des modèles de migration différents, avec des répercussions sur les écosystèmes qu'ils habitent.
Comprendre ces relations peut aider les scientifiques à prédire et à atténuer les effets de la hausse des températures sur la biodiversité. Par exemple, des changements dans la taille et la longueur des ailes peuvent indiquer qu'une espèce a du mal à s'adapter à son environnement actuel, alertant les écologistes pour qu'ils créent ou préservent des habitats appropriés. Ces connaissances pourraient guider la création de corridors fauniques – des passages naturels vers des habitats sauvages comme les forêts – qui permettraient aux animaux de migrer vers des climats plus adaptés.
En attendant, la façon dont les différentes espèces s’attendent à résister à la chaleur extrême dépend de leur métabolisme et du type d’environnement dans lequel elles vivent.
Évolution dans un climat changeant
Les animaux terrestres se sont adaptés à la lumière directe du soleil et aux changements rapides de température en élaborant des stratégies de réponse rapide pour éviter la surchauffe. Les éléphants, par exemple, ont de grandes oreilles contenant un vaste réseau de capillaires juste sous la peau qu'ils battent, refroidissant leur sang en attisant l'air sur les vaisseaux.
L'eau peut absorber plus de chaleur avant de se réchauffer que l'air et met plus de temps à se refroidir. Cela affecte la manière dont la chaleur est transférée entre le corps d'un animal et son environnement. La morue des glaces, un poisson de fond trouvé autour de l'Antarctique, prospère dans les eaux glaciales grâce aux protéines antigel présentes dans son sang. Certains coraux choisissent de partager leur squelette de carbonate de calcium avec des algues plus tolérantes à la chaleur, qui peuvent continuer à synthétiser le sucre provenant du soleil dans une eau plus chaude. Cette stratégie a cependant ses limites : un autre événement mondial de blanchiment a démontré les conséquences d’un stress thermique croissant.
Les animaux ont également différentes stratégies pour gérer leur chaleur corporelle en fonction de leur capacité à la générer. Les endothermes, ou animaux à sang chaud, produisent leur propre chaleur en tant que sous-produit du métabolisme. Les oiseaux et les mammifères sont des endothermes typiques. Le pélican blanc d'Amérique, un oiseau aquatique planant avec un bec en forme d'abreuvoir, fait vibrer rapidement les muscles de sa gorge pour dissiper l'excès de chaleur.
Les ectothermes, ou animaux à sang froid (bien que leur sang ne soit pas réellement froid), dépendent de leur environnement pour réguler leur température corporelle. Les lézards et les serpents se prélassent au soleil pour se réchauffer et se mettent à l'ombre pour se rafraîchir.
Dans quelle mesure ces méthodes éprouvées peuvent-elles protéger les espèces dans un monde qui se réchauffe rapidement ? Les ours polaires pourraient compter sur leur graisse épaisse, leur graisse brune et leur fourrure dense pour rester au chaud dans le climat arctique. Mais à mesure que les températures augmentent, cette isolation peut devenir un handicap et rendre difficile leur refroidissement. De même, la hausse de la chaleur et la destruction des habitats ombragés peuvent empêcher les ectothermes de trouver un endroit où se rafraîchir.
Ces pressions auront des conséquences néfastes sur la santé et les habitudes des espèces. En tant que membre d'une équipe de recherche, j'ai étudié le comportement, la taille et la couleur des lézards dans la nature et j'ai découvert que les lézards vivant dans les régions les plus chaudes du centre de l'Afrique du Sud sont susceptibles de passer moins de temps actifs d'ici la fin du siècle. Cela signifie probablement moins de temps pour se nourrir et s'accoupler, ce qui pourrait retarder leur croissance et leur reproduction. Les ectothermes, comme les amphibiens et les reptiles, sont particulièrement vulnérables à la hausse des températures.
Prédire comment chaque espèce réagira au réchauffement climatique est complexe – après tout, chacune a ses propres adaptations évolutives qui se plieront ou se briseront à mesure que la température moyenne de la planète augmente. Il est clair, cependant, que la résilience innée de la nature ne suffira pas à elle seule. Ce n’est qu’en réduisant les émissions et en préservant les habitats que les humains et la faune sauvage pourront prospérer en harmonie avec un environnement en évolution.
Jonathan Goldenberg, chercheur postdoctoral en biologie évolutive, Université de Lund
