Comment les animaux et les plantes survivent-ils dans le désert ?

La chaleur chez les végétaux

On retrouve ainsi des plantes dans les fissures du sol ou des rochers, sur des pentes ombragées, ou protégées à l’intérieur de buissons. Certains végétaux, eux, s’enfouissent quelques centimètres sous la surface où il fait déjà moins chaud. Les "plantes-cailloux" (comme les Lithops, Dinteranthus, ou encore Lapidaria) ont d’ailleurs une partie de leurs feuilles sous terre, mais continuent quand même à recevoir la lumière grâce à une adaptation ! En effet, certaines espèces ont une sorte de tissu transparent à la surface du sol qui laisse passer la lumière sans exposer ses parties fragiles, un peu comme une fenêtre ! Globalement, ces espèces végétales ont une morphologie qui leur offre une protection efficace contre les températures extrêmes et le vent : elles sont souvent en forme de choux et de coussins solides, avec des feuillages piquants.

La chaleur chez les animaux 

Les animaux, eux, sont mobiles. Ils peuvent donc endurer ces températures ou bien les fuir.

Pour les fuir, plusieurs options existent : les petits organismes s’enfouissent dans des terriers, et certains invertébrés, amphibiens ou reptiles pratiquent la "thermorégulation comportementale"1 et se cachent dans des crevasses ombragées où à l’ombre des plantes. Ces animaux se reposent donc aux moments chauds de la journée, et sont actifs lorsque les températures baissent drastiquement.

Les animaux qui tolèrent la chaleur sont essentiellement des mammifères, de grands oiseaux ou certains insectes. Ces derniers, grâce à leurs longues pattes, se tiennent à distance de la chaleur du sol, et leur petite taille leur permet de mieux réguler leur température2. Certains coléoptères (ceux de la famille Tenebrionidae) sont ainsi capables de baisser de 2,1 °C à 4 °C leur température par rapport à celle de leur environnement. Enfin, certaines fourmis du Sahara, du Namib ou en Australie sont capables d’être actives à plus de 60 °C de température ambiante. 

• 1

  Stratégies qu’un animal adopte pour ajuster sa température corporelle en fonction de son environnement, sans modifier son métabolisme.

• 2

  En effet, leur plus petite taille leur donne une plus petite surface de transfert de chaleur avec l'extérieur.

Dans le désert polaire, où les températures moyennes oscillent entre – 34 °C en hiver et + 4 °C en été, et ou le décalage de la durée du jour et de la nuit est particulièrement grand, l’enjeu reste le même : il faut résister à ces conditions climatiques extrêmes. Bien que le désert polaire soit peu peuplé, les espèces qui s’y trouvent sont parfaitement adaptées à ce milieu duquel elles sont endémiques. Quelles sont donc ces adaptations au grand froid ?

Un cycle de vie adapté

Tout d’abord, ces espèces ont un cycle de vie généralement organisé au fil des saisons. Durant le court été (boréal ou austral), les animaux se nourrissent et se reproduisent, et leurs petits grandissent vite avant d’affronter l’arrivée de l’hiver. Si certains animaux fuient le froid extrême en migrant vers des contrées plus chaudes, d’autres espèces restent et deux possibilités s’offrent à elles : dormir (hivernation, hibernation) ou faire face et survivre au froid, au gel, au vent et à l’absence de ressources alimentaires.

De petites corpulences

Pour survivre au froid, certaines espèces animales ont développé une taille plus petite qui minimise ainsi la perte de chaleur par rapport à leur masse. Les extrémités de leur corps (pattes, oreilles, nez) sont généralement de taille réduite et leur circulation sanguine est davantage concentrée autour de leurs organes vitaux.

Les espèces végétales ont développé les mêmes stratagèmes. Puisque le sol reste gelé durant de longues périodes, leurs racines ne peuvent pas s’étendre outre mesure et les plantes sont donc de petite taille. Elles sont généralement au ras du sol, ce qui leur permet de conserver leur humidité lors du dégel, tandis que des écailles protègent souvent leurs bourgeons. Enfin, certaines plantes ont développé des protéines "antigel", ce qui permet à leurs cellules de ne pas geler et donc de survivre dans le grand froid.

Des couches de protection

On observe aussi chez certaines espèces animales le développement de protections contre le froid. Par exemple, l’ours polaire (Ursus maritimus) possède une couche de graisse mesurant jusqu’à 10 cm d’épaisseur. Sous sa fourrure qui paraît blanche, la peau noire des ours blancs est également très efficace pour absorber la chaleur du soleil. Sa fourrure, elle, est constituée de 2 couches de poils fait office de duvet qui absorbe la lumière émise par les rayons du soleil, ce qui contribue à réchauffer le corps de l'animal. Le manchot empereur (Aptenodytes forsteri) a lui aussi un plumage très spécifique, fait de plumes courtes et rigides qui sont particulièrement serrées les unes aux autres, avec au-dessous un duvet très épais. Ce plumage permet d’emprisonner une couche d’air d’à peu près 12 millimètres contre sa peau, ce qui lui offre une isolation thermique de qualité. Son plumage noir permet, en plus, d’absorber au mieux la chaleur du soleil.

Chez les végétaux, on note que certaines espèces, comme la pédiculaire hirsute (Pedicularis hirsuta), ont développé une sorte de duvet qui les protège contre des rayons UV trop forts et de la rigueur extrême du climat.

Se réchauffer sans grelotter

Alors que parfois nous frissonnons involontairement pour nous réchauffer, certains animaux polaires ont développé d'autres mécanismes pour produire de la chaleur ! En effet, le phoque et l’ours polaire par exemple, se réchauffent grâce à leur "graisse brune". La thermogénèse (c’est-à-dire la production de chaleur) se fait via leur tissu adipeux brun (graisse brune). D’autres animaux, notamment certains oiseaux, sont aussi capables de thermogénèse sans graisse brune mais cela reste encore mystérieux…

Faire des réserves d’eau

Dans les déserts, les précipitations sont rares, et surtout irrégulières. Il est donc primordial, après avoir capté l’eau, de pouvoir la stocker longtemps. Les plantes succulentes, par exemple, sont parfaitement adaptées : elles peuvent stocker de larges réserves d’eau dans leurs cellules, ce qui leur donne un aspect charnu. Elles peuvent ensuite puiser dans ces ressources lors de périodes de sécheresse.

L’imaginaire est peuplé d’espèces du désert ayant ces capacités : rose du désert (Adenium obesum), plante-tortue (Dioscorea elephantipes) ou encore les baobabs (groupe Adansonia). De nombreuses plantes du désert sont entièrement succulentes, des racines jusqu’au feuillage ! Les cactus sont sans doute les champions de la succulence, avec plus de 2 000 espèces recensées rien que sur le continent américain (déserts Sonora, Chihuahua, Mojave…).

Certains animaux, comme l’ours polaire, sont aussi capables de stocker l’eau durablement. En effet, ces derniers la captent lorsqu’ils se nourrissent de graisse, et en rejettent assez peu : leurs reins sont particulièrement efficaces pour concentrer l’urine et donc perdre le moins d’eau possible. Le dromadaire utilise un processus semblable. Sa bosse est composée de graisse, qui lui sert de réserve et qui permet à l’animal de ne pas boire pendant 2 semaines, mais aussi de faire chuter sa température corporelle de 8 °C !