A9 Effondrement thermique

Topique

L'effondrement thermique survient lorsque la température de l'eau varie trop rapidement ou atteint une valeur supérieure à la capacité d'acclimatation physiologique du poisson, entraînant un dysfonctionnement enzymatique, une déstabilisation des membranes cellulaires et une défaillance du système nerveux. Les poissons sont ectothermes : leur température corporelle est pratiquement identique à celle de l'eau environnante, car l'eau conduit très efficacement la chaleur et leurs branchies sont en contact direct et constant avec elle. Par conséquent, tout choc thermique dans l'eau affecte directement la biochimie des cellules du poisson.

L'équilibre entre la température corporelle du poisson et celle de l'eau obéit au même principe que celui qui explique le refroidissement ou le réchauffement de tout organisme pour s'adapter à la température de son environnement : la différence entre les deux températures diminue progressivement avec le temps, à une vitesse qui dépend de la masse du poisson, de la capacité thermique massique de ses tissus et de l'efficacité des échanges thermiques par ses branchies, voie prédominante de ces échanges, bien plus importante que par la peau. Plus la masse et la capacité thermique massique du poisson sont élevées, plus cette régulation thermique est lente. Plus les échanges thermiques au niveau des branchies sont efficaces, plus la température corporelle s'équilibre rapidement avec celle de l'eau.

La vitesse à laquelle la température de l'eau peut varier sans que le poisson ne s'effondre est limitée par la rapidité avec laquelle il synthétise les protéines de choc thermique, un mécanisme de défense cellulaire activé lorsque la température corporelle s'écarte de la normale. Cette synthèse des protéines de choc thermique suit une cinétique simple du premier ordre, prenant de quelques minutes à plusieurs heures pour se dérouler complètement. Si la température de l'eau varie plus vite que cette synthèse, la défense cellulaire arrive trop tard et le choc thermique survient avant que le poisson ne puisse se protéger.

Les effets de ce choc thermique sur la locomotion du poisson s'expliquent par le fait que la vitesse de ses processus biologiques — la vitesse de contraction de ses muscles, la vitesse de conduction de ses signaux nerveux et son métabolisme global — est directement proportionnelle à sa température corporelle : pour chaque variation de température de dix degrés, ces processus sont généralement multipliés ou divisés par deux ou trois. Ainsi, une chute brutale de dix degrés de température réduit de moitié la vitesse de conduction nerveuse du poisson, ce qui se traduit directement par une perte de coordination motrice.

Si la température de l'eau chute de plus de quinze à vingt degrés en dessous de la température à laquelle le poisson était acclimaté, le choc thermique ne se limite plus à une perte de coordination motrice, mais provoque un coma thermique et, finalement, la mort du poisson. Ce comportement définit, pour chaque espèce, une plage létale délimitée par une température critique maximale et une température critique minimale, en dehors desquelles le poisson ne peut survivre. Dans cette même plage, quelques degrés avant d'atteindre l'une ou l'autre de ces deux limites — entre deux et cinq degrés, selon l'espèce —, le poisson atteint la température de perte d'équilibre, le point où il ne peut plus maintenir une posture normale dans l'eau, devenant ainsi pratiquement sans défense juste avant d'atteindre la limite létale qui résulte, en définitive, de cette même incapacité du poisson ectotherme à maintenir sa température corporelle indépendamment de la température de l'eau, décrite au début de ce modèle.

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