Une nouvelle étude indique que les rayures zébrées régulent la température corporelle

Nouvelle recherche publiée dans le Journal of Natural History indique que les rayures des zèbres sont utilisées pour contrôler la température corporelle après tout - et révèle pour la première fois un nouveau mécanisme permettant d'y parvenir.

Les auteurs soutiennent que c'est la façon spéciale dont les zèbres transpirent pour se refroidir et les courants de convection à petite échelle créés entre les rayures qui facilitent l'évaporation, tandis que la capacité non enregistrée des zèbres à ériger leurs rayures noires est une aide supplémentaire à la perte de chaleur. Ces trois éléments sont essentiels pour comprendre comment le motif unique des zèbres les aide à gérer leur température dans la chaleur.

Les résultats ont été publiés ce mois-ci dans le Journal of Natural History , la publication scientifique du British Natural History Museum, par la naturaliste amateur et ancienne technicienne en biologie, Alison Cobb et son mari zoologiste, le Dr Stephen Cobb. Ensemble, ils ont passé de nombreuses années en Afrique subsaharienne, où il a dirigé des projets de recherche et de développement environnementaux.

Cette étude est la première fois que des zèbres sont évalués dans leur habitat naturel pour étudier le rôle des rayures dans le contrôle de la température. Les chercheurs ont collecté des données sur le terrain auprès de deux zèbres vivants, un étalon et une jument, ainsi qu'une peau de zèbre drapée sur un étendoir comme témoin, au Kenya.

Les données ont révélé une différence de température entre les rayures noires et blanches qui augmente à mesure que la journée se réchauffe. Alors que cette différence se stabilise sur les zèbres vivants au milieu de sept heures de la journée, avec les rayures noires de 12 à 15 °C plus chaudes que les blanches, les rayures sur une peau de zèbre sans vie continuent de chauffer jusqu'à 16 °C supplémentaires. Cela indique qu'il existe un mécanisme sous-jacent pour supprimer le chauffage chez les zèbres vivants. C'est donc la façon dont les rayures zébrées sont exploitées dans le cadre de leur système de refroidissement, plutôt que simplement leur couleur de pelage contrastée, qui est la clé pour comprendre pourquoi ces animaux ont leur motif unique.

Comme toutes les espèces de la famille des chevaux, les zèbres transpirent pour rester au frais. Des recherches récentes révèlent que le passage de la sueur chez les chevaux de la peau aux pointes des poils est facilité par une protéine appelée latherine qui est également présente chez les zèbres. Cela rend la sueur mousseuse, augmente sa surface et abaisse sa tension superficielle afin qu'elle s'évapore et empêche la surchauffe de l'animal.

Les chercheurs proposent que les différences de température et d'activité de l'air sur les rayures noires et blanches créent des mouvements d'air convectifs à petite échelle à l'intérieur et juste au-dessus des rayures, qui déstabilisent l'air et la vapeur d'eau à la pointe des poils.

Au cours de la recherche sur le terrain, les auteurs ont également observé - probablement pour la première fois - que les zèbres ont une capacité inattendue à relever le poil sur leurs rayures noires (comme du velours) tandis que les blancs restent plats. Les auteurs proposent que le relèvement des poils noirs pendant la chaleur de la journée, lorsque les rayures sont à des températures différentes, aide au transfert de chaleur de la peau à la surface des cheveux et inversement, lorsque les rayures sont à la même température dans le tôt le matin, et il n'y a pas de mouvement d'air, les poils noirs surélevés aideront à emprisonner l'air pour réduire la perte de chaleur à ce moment-là.

Ces trois composants - les mouvements d'air par convection, la transpiration assistée par la mousse et l'élévation des cheveux - fonctionnent ensemble comme un mécanisme permettant aux zèbres d'évacuer la sueur de leur peau afin qu'elle puisse s'évaporer plus efficacement et les aider à se refroidir.

Les auteurs supposent également que l'air instable associé aux rayures peut jouer un rôle secondaire en dissuadant les mouches piqueuses de se poser dessus. Ce comportement d'insecte a été observé dans des études récemment publiées sur les zébrures et pourrait conférer un avantage supplémentaire aux zèbres.

Il existe des preuves provenant d'autres études récentes qui soutiennent l'idée que le contrôle de la chaleur peut être la clé de la raison pour laquelle les zèbres ont leur pelage frappant. Il a été démontré que les zébrures deviennent remarquablement plus prononcées sur les animaux vivant dans les climats les plus chauds, près de l'équateur. Les zèbres sont également les plus petits près de l'équateur, offrant un grand rapport surface/volume qui aide les animaux à dissiper la chaleur par évaporation.

Alison Cobb, auteure principale du nouvel article, déclare :« Depuis que j'ai lu « Comment le léopard a eu ses taches » dans Just So Stories de Kipling à l'heure du coucher quand j'avais environ quatre ans, je me suis demandé à quoi servaient les rayures zébrées. Au cours des nombreuses années que nous avons passées à vivre en Afrique, nous avons toujours été frappés par le temps que les zèbres passaient à brouter dans la chaleur torride de la journée et avons estimé que les rayures pourraient les aider à contrôler leur température d'une manière ou d'une autre. »

« Mes premières tentatives il y a quarante ans pour tester cette hypothèse consistaient à comparer les températures de l'eau dans les fûts à huile avec des couches de feutre de couleurs différentes, mais il m'a semblé que ce n'était pas une assez bonne expérience, et je voulais voir comment les rayures se comportaient sur des zèbres vivants."

"Steve, l'homme qui est devenu plus tard mon mari et co-auteur, enseignant la biologie de la conservation à l'Université de Nairobi, avait un étudiant travaillant avec des zèbres, qui a dit qu'il pouvait les calmer dans leur béguin en les brossant avec un balai à long manche . Cela m'a donné le courage en 1991 de demander la permission d'aller à l'orphelinat des animaux du parc national de Nairobi pour voir si je pouvais apprivoiser l'un des zèbres sauvages du paddock en le brossant avec une brosse dandy. Hormis sa capture, il n'avait jamais été touché par un humain. A mon immense plaisir elle trouva ce chatouillement très agréable et au fil des jours il me permit petit à petit de l'effleurer partout (voir photo). Deux ans plus tard, je suis revenu à Nairobi et je suis entré dans le paddock avec la brosse. La même jument zébrée a levé la tête, m'a regardé intensément et s'est approchée de moi pour être à nouveau brossée. »

« Ce n'est que des années plus tard que nous avons eu l'opportunité de collecter des données de terrain sur des zèbres d'Afrique, lorsque nous avons également remarqué leur capacité à dresser les poils de leurs rayures noires, tandis que les blancs restaient à plat. Ce n'est que beaucoup plus récemment, lorsque le rôle de la latherine a été découvert pour aider les chevaux à transpirer pour rester au frais, que tout a commencé à se mettre en place. »

« La solution au défi de l'équilibre thermique du zèbre est plus intelligente, plus complexe et plus belle que nous ne l'avions imaginé. Bien sûr, il reste encore beaucoup de travail à faire pour rassembler des preuves et comprendre pleinement comment les rayures aident les zèbres à contrôler la température, mais j'ai 85 ans maintenant, donc c'est aux autres de le faire. »