Effet du CO2 sur les animaux à sang froid

Réponse du département Sciences et Techniques

Une petite définition tout d’abord :
Les animaux à sang froid font référence à 3 principaux mécanismes de thermorégulation :

• L'exothermie : les animaux contrôlent la température de leur corps grâce à des moyens externes (se mettre au soleil, par exemple).
• La poïkilothermie : la température de ces animaux varie, souvent en fonction de la température ambiante de l'environnement immédiat.
• Le bradymétabolisme : le métabolisme au repos est bas (p.e. en cas de conditions hivernales extrêmes, ou par manque de nourriture) ; ces animaux peuvent "sombrer" dans des états proches de la mort, jusqu'au retour de conditions favorables (comme pour l'hibernation).

Très peu d'animaux possèdent seulement l'une de ces 3 caractéristiques ; la plupart utilisent une combinaison de ces 3 aspects de thermophysiologie (avec leurs contreparties : endothermie, homéothermie et tachymétabolisme), pour couvrir un large spectre de tous les types de températures corporelles.
Source : Wikipédia

A la vue des différences physiologiques de thermorégulation des animaux à sang froid, il apparaît difficile d'apporter une réponse sur la concentration minimale létale en dioxyde de carbone pour ces animaux.
D'autre part, les nombreuses sources consultées mentionnent la plupart du temps le type de fonctionnement du système respiratoire selon que l'animal possède des branchies, comme les poissons, des poumons comme les reptiles et les mammifères ou des poumons tubulaires dans le cas des oiseaux, et non le caractère létal du dioxyde de carbone, en fonctionnement de sa concentration.

Dans le cas des animaux équipés de poumons simples, les épithéliums respiratoires doivent être ventilés, non de façon unidirectionnelle comme c'est le cas pour les branchies, mais par un écoulement bidirectionnel de l'air (inspiration et expiration) qui assure cette fois les échanges respiratoires. Dans cette situation, un peu d'air résiduel est inévitablement toujours présent dans les alvéoles, par conséquent l'air alvéolaire est constitué par un mélange gazeux aux proportions plus défavorables (15% de O2, 5% de CO2) que celles de l'air atmosphérique (21% de O2, 0,03% de CO2).
source : Biologie et physiologie animales : bases moléculaires, cellulaires, anatomiques et fonctionnelles : orientations comparée et évolutive

Enfin, certains animaux vont pouvoir dans certaines conditions continuer à vivre sans utiliser l'oxygène de l'air : on parle de métabolisme anaérobie.

• Le métabolisme anaérobie des Poïkilothermes reptiliens, qui fonctionne pratiquement sans oxygène musculaire, permet, à volume égal, d'avoir une puissance musculaire 2 à 3 fois supérieure à celui des homéothermes. En contrepartie, l'endurance des Poïkilothermes est moindre que celui des homéothermes.
  Source : Wikipédia
• Des espèces tolérantes au gel, comme la Grenouille des bois et la Rainette crucifère, convertissent le glycogène du foie en glucose, qui agit comme un antigel pour empêcher la congélation des cellules, mais permet la formation de glace dans les espaces extracellulaires. Lorsque le corps contient de 60 p. 100 à 65 p. 100 de glace, le coeur arrête de battre, la respiration cesse et la grenouille survit grâce à un métabolisme anaérobie. Si la température descend sous -7°C, l'animal meurt. La couverture de neige est donc importante pour sa survie.

Source : l'Encyclopédie canadienne