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Physiologie Animal Comparée 1 > Cours 3 - Thermorégulation > Flashcards

Cours 3 - Thermorégulation Flashcards

1
Q

Quel est le facteur majeur affectant la physiologie des organismes?

A

la température

- les espèces sont adaptées à leur environnement

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Q

Quel animal à une tolérance à des températures extrêmes tel quel 150°C et -250°C?

A

tardigrades

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3
Q

Qu’est-ce que anhydrobiose ?

A

état de déshydratation qui va protéger les tardigrades par la formation de kyste (tun) dans laquelle l’eau est réduite à plus de 99% et le métabolisme réduit à 0,01%

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4
Q

La température est universellement importante pour au moins 2 raisons, lesquelles?

A
  1. La température environnementale : un des principaux déterminants du taux métabolique d’un animal (et donc du taux auquel l’animal doit acquérir de la nourriture)
    (organismes ectothermes)
  2. La température tissulaire : un des principaux déterminants des propriétés fonctionnelles des tissus (organismes poïkilothermes)
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Q

Différencier endothermie de thermorégulation

A
  • Endothermie: capacité de produire sa propre chaleur (sous-produit du métabolisme)
  • Thermorégulation : mécanisme qui permet à un org de conserver une température interne constante indépendamment de la température extérieure
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6
Q

Comment se nomment les organismes qui font de l’endothermie comme source de chaleur et ceux que non?

A
  • Oui = Endothermes (oiseaux + mammifères)

- Non = Ectothermes (invertébrés, poissons, amphibiens, reptiles)

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7
Q

Quel est le nom pour les ectothermes qui ne font pas de thermorégulation ou pour ceux qui en font ?

A
  • Pas thermorégulation: Poïkilothermes ou ectothermes non-thermorégulateurs
  • Thermorégulation: Poïkilothermes ou ectothermes thermorégulateurs ex: thermorégulation comportementale
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8
Q

Quel est le nom pour les endothermes qui ne font pas de thermorégulation ou pour ceux qui en font ?

A
  • Pas thermorégulation: hétérothermes temporaires

- Thermorégulation: homéothermes (ou endothermes thermorégulateurs)

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9
Q

Qu’est-ce qu’un homéotherme ?

A

Les animaux capables de maintenir une T° corporelle au-dessus de la T° ambiante de l’air ou de l’eau, et de réguler cette T° corporelle dans une marge physiologique étroite en contrôlant la production et la perte de chaleur (mammifères : 37-38°C, oiseaux : 40°C)

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10
Q

Qu’est-ce qu’un poïkilotherme?

A

Les animaux chez lesquels la T° corporelle tend à fluctuer + ou - avec la T° ambiante

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11
Q

Vrai ou Faux? Les homéothermes portent les noms d’animaux à sang chaud et ils sont les seuls à l’être ?

A

FAUX! les homéothermes ne sont pas nécessairement des animaux des animaux à sang chaud, certains ectothermes ont même le sang plus chauds qu’eux

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12
Q

Décrivez ce qu’est l’hétérothermie (temporaire ou spatiale)

A

réfère à des différences en termes de relations thermiques qu’un animal a avec son environnement soit dans le temps (hétérothermie temporaire), soit selon la partie du corps (hétérothermie spatiale)

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13
Q

Différenciez hétérothermes temporaires et «régionaux».

Donnez un exemple pour chacun

A
  • Hétérothermes temporaires: animaux dont la T° corporelle peut largement varier dans le temps
    ex: les petits mammifères en hibernation: ils arrêtent de thermoréguler pour que leur T° corporelle diminue = règle métabolisme pour utiliser le moins possible l’O2 et ATP, car à ces périodes là en hiver = même pas assez nourriture pour fournir cette énergie…
    (Surtout mammifères, certaines esp vertébrés)
  • Hétérothermes «régionaux» : animaux qui pratique l’hétérothermie spatiale, en ayant certains tissus maintenus à des T° plus élevées grâce à l’activité musculaire ou autres mécanismes
    ex: surtout les invertébrés, par ex. le thorax des abeilles qui est gardé à une T° plus élevé que les autres tissus pour avoir un taux métabolique optimale, car il s’agit de l’organe du vol
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14
Q

Expliquez l’effet majeur de la température sur les communautés écologiques dans la zone de balancement des marées

A

On observe une distribution des organismes en fonction de leur tolérance thermique ; les organismes el plus tolérants aux T° chaudes vivant plus haut dans la zone, plus près du rivage (ex: balanes), plus vers le milieu de la zone se trouve les moules, puis encore plus bas (zone plus froide) se trouve les anémones

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15
Q

Nommez les 4 modèles de prédictions vis-à-vis le réchauffement climatique

A
  1. Les espèces tendent à (et vont) déplacer leur distribution vers les pôles
  2. les principes physiologiques permettent aux chercheurs de prédire si certaines espèces auront ou non à modifier leur distribution latitudinale
  3. Les expérimentations physiologiques permettent aux chercheurs de prédire si certaines espèces pourront ou non s’adapter aux changements climatiques
  4. les effets du réchauffement climatique sur certaines espèces peuvent avoir des conséquences importantes pour d’autres espèces
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16
Q

Nommez les 4 mécanismes d’échange thermique

A
  1. conduction
  2. convection
  3. évaporation
  4. radiation
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17
Q

Qu’est-ce que la conduction?

A

Transfert de chaleur entre des objets et des substances qui sont en contact entre eux (et qui sont immobiles)

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18
Q

Qu’est-ce que la convection?

A

Transfert de chaleur à la surface d’un corps (ex: peau) par le mouvement fluide du milieu ambiant

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19
Q

Quelle différence majeure il y a entre conduction et convection?

A

Pour une différence de température donnée, le transfert de chaleur par convection est beaucoup plus rapide

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20
Q

Qu’est-ce que l’évaporation?

A

Mode privilégié de dissipation de la chaleur chez beaucoup d’animaux

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21
Q

Qu’est-ce que la radiation?

A

Gain de chaleur par l’absorption directe de radiation solaire ou par l’absorption de radiation réfléchie par les objets (peut constituer un atout énergétique pour l’animal). Mais l’animal est aussi un émetteur de radiation et il peut ainsi perdre de la chaleur
- ex: lapin du désert dont la rapport surface/vol avec leur oreilles est très important et permet de perdre plus de chaleur (25% surface du corps juste au niveau des oreilles)

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22
Q

Sur quoi se base la thermorégulation comportementale?

A

Principalement sur l’hétérogénéité de l’environnement dans lequel se trouve l’animal
par ex: un court d’eau dont la chaleur dépend de la profondeur ou encore une forêt avec beaucoup d’arbres
OU encore, dans le cas du lézard désertique, selon la position de son corps selon les moments de la journée

23
Q

En quoi les poïkilothermes sont des généralistes thermiques?

A

Les poïkilothermes doivent être en mesure de pouvoir fonctionner dans une certaine gamme de T° corporelles ; les espèces diffèrent selon l’étendue de températures corporelles qu’elles tolèrent

24
Q

Quelles sont les 2 espèces de poïkilothermes (généralistes thermiques) ? Dites leur niveau de tolérance face aux températures

A
  1. Espèces eurythermes : peuvent tolérer/fonctionner dans une LARGE gamme de T°
  2. Espèces sténothermes: peuvent tolérer/fonctionner dans une gamme RESTREINTE de T°
25
Q

Quelles sont les 3 réponses physiologiques des poïkilothemres aux changements de T°?

A
  1. Changements rapides:
    premiers changement à survenir suite à une modification de la température corporelle de l’organisme
  2. Acclimatation (réponse chronique): modifications graduelles (à moyen terme) et RÉVERSIBLES d’un organisme en réponse à des modification de la température environnementale (et donc de la T° corporelle)
  3. Adaptations: changements stables (qui peuvent être hérités) ACQUIS PENDANT L’ÉVOLUTION pour s’adapter à un environnement thermique particulier
26
Q

Quant aux changements rapides que provoque un changement de température et sous quelle relation (linéaire, exponentielle, allométrique…??)

A

provoque un changement du métabolisme

  • relation exponentielle
27
Q

Qu’est-ce qu’un coefficient thermique (Q10) ? Quelle est l’équation?

A
  • représente l’augmentation du taux métabolique suite à une hausse de 10°C, pour exprimer l’effet de la température sur les activités animales
  • représente l’augmentation de vitesse d’un processus pour une augmentation de 10°C

Q10 = MR(t+10)/MRt
où
MRt = métabolisme à la T° la + basse
MR(t+10) = métabolisme à la T° la + haute

28
Q

Les valeurs du coefficient thermique (Q10) varient toujours entre quoi et quoi

A

2 et 3

1 est une indication que le processus n’est pas thermosensible

29
Q

Pour un cas de réponses chroniques d’un poïkilotherme qui est gardé à une certaine T° pendant un certain nombre de semaines puis qu’il a été transféré et gardé à une T° différente pendant un certain temps, que se passe-t-il?

A

Il y a une modification de sa réponse métabolique rapide aux changement thermiques

30
Q

Expliquez l’expérience des grenouilles (réponses chroniques)

A

On met 2 groupes de grenouilles pendant 5 semaines à des températures différentes soit à 5°C pour un et à 25°C pour l’autre, on les expose par la suite durant de courtes durées à 3 T° différentes puis on mesure leur taux métabolique (consommation d’O2)

  • résultats : les grenouilles préalablement acclimatées à 5°C ont un métabolisme plus élevé à toutes les températures, car elles se sont acclimatées afin de compenser pour le ralentissement des réactions causé par le froid
31
Q

Réponses chroniques:

Les animaux se dotent d’une certaine ___ vis-à-vis la température en changeant leurs ____ après une exposition ___ (plusieurs jours ou semaines) à une nouvelle température de leur milieu de vie

L’acclimatation vise à ___ l’impact de la température sur le ____, contribuant ainsi à ____ celui-ci.

A
  1. autonomie
  2. réponses métaboliques
  3. chronique
  4. diminuer
  5. métabolisme
  6. stabiliser
32
Q

Quels sont les mécanismes des réponses chroniques? donnez 2 exemples

A

Modifications des concentrations cellulaires des enzymes du métabolisme (cycle de Krebs, chaîne de transport des électrons)

  • ex 1: changement dans le NOMBRE de mitochondries
  • ex 2: changement dans la quantité D’ENZYME par mitochondrie
33
Q

Qu’est-ce que la courbe de performance en fonction de la température chez les poïkilothermes?

A
  • une fonction asymétrique au cours de laquelle la performance est maximale à une température intermédiaire
  • limite max et min = où la T° est trop haute ou trop basse pour être «tolérée» par l’animal
34
Q

Que représente le pic de performance dans courbe de performance en fonction de la température chez les poïkilothermes?

A

la température préférentielle à laquelle les performances de l’organisme sont maximales

ça chute assez rapidement en temp de performance une fois passé ce pic

35
Q

Vrai ou faux? les courbes d performance peuvent être calculée pour plusieurs activités ou processus physiologiques ?

A

Vrai!
- pour les individus d’une même espèce, elles peuvent permettre de calculer leur activité physique, croissance, ingestion de nourriture, etc.

36
Q

Vrai ou faux? La courbe de performance est supposé être la même pour différentes espèces? Expliquez.

A

FAUX! elle va être différente d’une espèces à l’autre en fonction de leurs besoins thermiques

par ex: une espèce vivant dans une région froide aura un optimum thermique plus faible qu’une espèce vivant dans une région plus chaude

37
Q

Donnez 2 exemples d’adaptations des poïkilothermes en fonction d’une évolution dans différentes niches thermiques.

A
  1. les animaux possèdent différentes formes moléculaires d’une même PROTÉINE
    - ex: les protéines structurales des lentilles cornéennes entre une vache et un poisson d’antarctique : à leur
    T° préférentielle les 2 lentilles vont bien fonctionner, mais si baisse la T° à 0°C, le cristallin de la lentille de la vache va développer des cataractes par le changement de conformation des protéines
  2. différentes formes moléculaires d’une même ENZYME (affinité enzyme-substrat)
    - ex: selon l’habitat des espèces, les enzymes ont la même fonction, mais différentes formes (structures/propriétés) donc une différente affinité enzyme-substrat selon la T°
38
Q

Quel avancement scientifique s’est ramifié grâce à une adaptation des enzymes à la température?

A

raffinement de la technique de la polymérisation en chaîne PCR

39
Q

Qu’est-ce l’adaptation homéovisqueuse de la membrane cellulaire des poïkilotherme?

A

Les lipides de la membrane cellulaire sont super sensibles à la T°.

  • à basse T°: viscosité importante
  • à haute T°: viscosité très basse et fluidité élevée

**modification de la composition de la membrane (acides gras) : saturé ou insaturé

40
Q

Il y a davantage de lipides membranaires ___ chez les animaux adaptés aux environnement chauds

ET

Il y a davantage de lipides membranaires ___ chez les animaux adaptés aux environnement froids

pourquoi?

A
  1. saturés (pour éviter que la membrane devienne trop fluide)
  2. insaturés (pour rendre la membrane le plus fluide et pas trop visqueuse en présence d’environnements froids)
41
Q

Quelle expérience permet de définir si l’évolution sera en mesure de «garder le rythme» face aux changements climatiques?

A

Chez le poisson Pagothenia, il y a la présence d’une enzyme nommée acétylcholinestérase au niveau du cerveau qui capture l’acétylcholine au niveau des synapses lorsqu’il y en a en trop, sauf qu’elle est très sensible aux changement de T° ; pour le poisson vivant dans des T° de -1°, -2° si la T; augmente à 5°C, l’affinité enzyme-substrat de cette enzyme est totalement perdue, donc pas d’adaptations aux changements rapides vs d’autres espèces de poissons (comme le mullet) que leurs enzymes sont capables de tolérer des changements importants de T°
- donc adaptation des enzymes selon leur environnement (acétylcholinestérase = seulement chez les poissons d’antarctique à cause de cette propriété face à la T°)

42
Q

Que veut-on éviter avec les adaptations des poïkilothemres dans les environnements froids et glacials?

A

empêcher le formation de glaces au niveau cellulaire ; évènement critique pour les poikilothermes qu’il faut éviter pour leur survie, donc besoin d’adaptations

43
Q

Quelles sont les 2 stratégies des poïkilothermes pour éviter le gel des cellules ?

A
  1. être INTOLÉRANT au gel, mais capable d’éviter l’apparition de glace dans les tissus
  2. être TOLÉRANT au gel et survivre à une congélation importante et à la formation de glace dans le corps
44
Q

Expliquez ce qu’est concrètement l’intolérance au gel (surrefroidissement).

Comment est-ce possible?

A
  • faculté qu’ont certains animaux de maintenir leur milieu intérieur substantiellement sous zéro (de -1,7° à -60°C) sans gel
  • possible si les fluides sont en petite quantité (et pas agités) et si les agents de cristallisation y sont absents
45
Q

Quel animal utilise la méthode de surrefroidissement?

A

les insectes

46
Q

Nommez et expliquez les 2 substances anti-gel

A
  1. Substances colligatives : abaissent le point de congélation en augmentant la concentration de solutés dans les fluides corporels, et non de par leurs propriétés chimiques (ex: certains sucres et alcool : glucose, glycérol, sorbitol, mannitol)
  2. Substances non-colligatives : elles abaissent le point de congélation des fluides corporels grâce à leurs propriétés chimiques (ex: certaines protéines et glycoprotéines)
47
Q

Donnez des exemples d’espèces capables de tolérer le gel (apparition de glace dans leurs fluides corporels)

A
  • certaines espèces d’invertébrés:
    ex: invertébrés marins qui vivent dans les zones littorales (moules, balanes) ; certains insectes

-certaines espèces de vertébrés comme la grenouille des bois qui tolère des T° corporelles de -2° à -16°C

48
Q

La grenouille des bois gèle littéralement durant l’hiver, mais seulement au niveau de ses espaces ____

A

extracellulaires

49
Q

Expliquez le phénomène de tolérance au gel de la grenouille des bois

A
  • des cristaux de glace se forment sous la peau, ce qui stimule la grenouille à produire et transporter le GLUCOSE de ses organes vitaux vers les espaces intracellulaires et extracellulaires
  • Dans le liquide EXTRACELLULAIRE, ces solutés vont empêcher une trop grande production de cristaux
  • Dans le liquide INTRACELLULAIRE, ces solutés vont réduire le gradient osmotique et limiter le rétrécissement et la déshydratation cellulaire
50
Q

Certains insectes sont l’exception des poïkilothermes par leur besoin de faire de l’hétérotherme spatiale, pourquoi?

A

ex: abeilles, sphinx, ils doivent atteindre la T° thoracique d’environ 40°C pour être capables de s’envoler, peu importe la T° ambiante
- si T° ambiante est plus chaudes = prend moins de temps atteindre 40°C
- si T° ambiante plus froide = prend plus de temps atteindre 40°C, durant ce temps = contractions musculaire intermittentes pour permettre l’atteinte du 40°C

51
Q

Nommez une espèce de vertébrés poïkilotherme qui est une exception par leur hétérothermie spatiale

A

certaines espèces de thons ou même requins qui maintiennent une température élevée de leurs muscles rouges pour facilité l’apport en O2 aux fibres musculaires et rendre le système contractile plus performant
- échange thermique contre-courant

52
Q

Qu’est-ce que l’échange thermique contre-courant ?

A

Sang veineux réchauffé dans le muscle qui retourne vers le cœur et qui va à contre-courant va croiser le sang artérielle froid qui s’en vient irriguer le muscle = comme ça le vaisseau veineux va être en mesure de transférer la chaleur vers le vaisseau artérielle et donc celui-ci va être en mesure de se réchauffer en allant vers le muscle pour permettre au muscle rouge de se réchauffer

53
Q

Qu’est-ce qui fait de l’opah le premier poissons à « sang chaud »?

A

il est capable de réguler sa température interne dans tout son corps

  • il génère de la chaleur dans ses muscles en faisant battre ses nageoires latérales. Cette chaleur est ensuite transmise à tout le corps
54
Q

Où se trouvent les mécanismes d’échanges thermiques contre-courant de l’opah (ou lambris lune)?

A

directement au niveau des branchies

Physiologie Animal Comparée 1 (12 decks)

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