Nouvelle étude de 53 espèces africaines

Au cours de l’été 2022 dans l’hémisphère nord, une nouvelle série de vagues de chaleur extrême rôti Eurasie, Amérique du Nord et Afrique du Nord – un rappel brutal que ces conditions deviennent la nouvelle norme.

Ces événements peuvent avoir un impact dévastateur sur la faune. Par exemple, les rapports de mortalité massive d’oiseaux sont devenus réguliers ces dernières années, comme nous l’avons vu dans Patagonie, Argentine et Espagne.

Ces événements soulignent la nécessité de comprendre la capacité des oiseaux (et d’autres animaux) à tolérer la chaleur extrême. Cette information sera essentielle pour prédire où et quand les futurs événements de mortalité pourraient se produire. Cela peut également nous dire quelles espèces seront les plus touchées.

Curieusement, lorsque nous avons mené une étude Pour mesurer la chaleur que 53 espèces d’oiseaux d’Afrique australe pouvaient supporter, nous avons constaté que les espèces varient considérablement dans la façon dont elles gèrent la chaleur.

Plus important encore, la température corporelle d’un oiseau – ce que nous appelons la « température corporelle maximale tolérable » – différait de manière inattendue entre les espèces d’oiseaux de différentes régions climatiques. Cela suggère que les oiseaux de différents climats réagissent différemment à la chaleur extrême.

C’est une découverte importante. Précédent rechercher ont supposé que la réponse de la température corporelle aux températures extrêmes de l’air pour les oiseaux était similaire entre les espèces. Les prédictions sur la vulnérabilité des oiseaux au changement climatique ont été modélisées en tenant compte de cette réflexion.

Notre étude montre que la réalité est plus complexe. Les oiseaux peuvent avoir évolué en fonction de l’endroit où ils vivaient, pour avoir des caractéristiques telles que la température corporelle et leur capacité à gérer la chaleur.

Supposer que les oiseaux réagissent tous à la chaleur de la même manière pourrait entraîner des prévisions qui ne reflètent pas leur vulnérabilité réelle au réchauffement climatique. Pour améliorer la précision de ces prédictions, les limites de température corporelle d’espèces spécifiques doivent être incorporées.

Régulation de la température corporelle dans la chaleur

Notre étude, publiée dans Actes de l’Académie nationale des sciencesont examiné 53 espèces d’oiseaux des régions côtières chaudes arides, montagneuses fraîches ou humides chaudes de l’Afrique australe.

Nous avons émis l’hypothèse que les oiseaux de différentes zones climatiques différaient dans les réponses de la température corporelle aux températures extrêmes de l’air. Nous avons testé cette hypothèse en mesurant la température corporelle, le taux métabolique et la perte d’eau par évaporation des oiseaux à des températures de l’air croissantes. (La perte d’eau se produit principalement lorsqu’un oiseau halète, ce qui lui permet de se refroidir.)

Nous nous sommes particulièrement intéressés à la température corporelle maximale des oiseaux. Nous avons mesuré cela juste avant que les oiseaux ne présentent des symptômes tels qu’une perte de coordination et des augmentations incontrôlées de la température corporelle. Ces deux symptômes sont associés à l’apparition d’une hyperthermie sévère ou d’une surchauffe.

Nous avons constaté que les oiseaux du désert supportaient confortablement des températures de l’air supérieures à 50°C, sans augmentation spectaculaire de leur température corporelle. Ils ont maintenu leur température corporelle en dessous d’environ 44,5°C.

En revanche, les oiseaux des régions plus chaudes et humides ont toléré des températures de l’air dans les années 40 supérieures avant de montrer des signes d’hyperthermie sévère. Leurs températures corporelles ont augmenté en moyenne de près de six degrés au-dessus des niveaux normaux de 38 à 41 °C.

Généralement, de grandes fluctuations de la température corporelle d’un oiseau lors d’une exposition à une chaleur extrême suggèrent que l’oiseau n’est pas en mesure de maintenir (ou de thermoréguler) une température corporelle optimale.

Cependant, une espèce, le quéléa à bec rouge, présent dans une grande partie de l’Afrique subsaharienne, pourrait faire face à une augmentation de la température corporelle jusqu’à 48 ° C sans aucun effet néfaste. Cela était auparavant considéré comme physiologiquement impossible chez les oiseaux.

Évolution de la tolérance à la chaleur

Pourquoi les oiseaux ont-ils développé une tolérance à des températures corporelles aussi élevées ?

Nous pensons que la réponse est que les oiseaux des zones plus humides se sont adaptés pour moins compter sur le refroidissement par évaporation par temps chaud.

Le refroidissement par évaporation se produit lorsqu’un oiseau perd de la chaleur en haletant par la bouche ou par d’autres voies. C’est le seul moyen pour un oiseau de décharger de la chaleur lorsque la température de son environnement immédiat est supérieure à sa température corporelle. Ainsi, être capable de tolérer une température corporelle élevée permet à un oiseau de survivre dans une zone humide, où il ne peut pas perdre beaucoup de chaleur en haletant.

Essentiellement, les oiseaux qui ont évolué dans des climats humides survivent à des températures extrêmement chaudes en tolérant l’hyperthermie. En revanche, les oiseaux du désert utilisent un refroidissement par évaporation très efficace pour éviter l’hyperthermie.

Cela suggère que l’exposition à différentes conditions climatiques a entraîné l’évolution des différences de température corporelle et de tolérance à la chaleur chez les oiseaux de différents climats.

Protéger les oiseaux de la chaleur

Les résultats de notre étude sont très pertinents pour comprendre les risques posés par les vagues de chaleur extrême pour les oiseaux et les autres animaux sauvages. Par exemple, nos découvertes confirment les soupçons antérieurs selon lesquels les oiseaux chanteurs, qui constituent plus de la moitié de toutes les espèces d’oiseaux sur Terre, sont particulièrement vulnérables aux vagues de chaleur.

Il est crucial de développer des stratégies pour atténuer les effets de ces événements sur les oiseaux et les autres espèces sauvages, car les épisodes de chaleur extrême deviennent de plus en plus réguliers et répandus dans toute l’Afrique australe. Ils font peser des risques croissants sur la remarquable biodiversité de la région.

Ces risques se sont illustrés de manière spectaculaire dans le nord du KwaZulu-Natal, en Afrique du Sud, le 8 novembre 2020, lorsque la température de l’air dans la région de Pongola a grimpé à 45 °C en milieu d’après-midi. Cela a causé un grand nombre d’oiseaux à succomber. Environ 90% des carcasses d’oiseaux trouvées par les gardes forestiers dans la réserve naturelle voisine de Phongolo à la suite de la chaleur étaient celles d’oiseaux chanteurs.

Les interventions de gestion dans les aires protégées peuvent réduire la probabilité de futurs événements de mortalité. Le maintien d’une végétation ombragée, par exemple, fournit des endroits frais où les oiseaux peuvent échapper au pire de la chaleur. Les sources d’eau autonomes augmenteront également la probabilité que les oiseaux soient capables de défendre des températures corporelles inférieures aux limites létales.

En fin de compte, cependant, la seule façon d’empêcher des pertes à grande échelle de biodiversité aviaire – en raison du réchauffement climatique rapide – est la décarbonisation rapide des économies et une transition mondiale vers des sources d’énergie renouvelables.

Cet article est republié de La conversation sous licence Creative Commons. Lis le article original.