Fonctionnement du nez de l'antilope saïga

[Ahikar]

Bonjour,

J’écris des nouvelles sur les animaux. Dans l’article scientifique ci-dessous, les auteurs disent que le nez de l’antilope saïga lui permet de réchauffer l’air en hiver et de le refroidir en été. J’aimerais surtout comprendre scientifiquement comment cela est possible, surtout pour le refroidissement de l’air en été, car c’est le seul article scientifique que j’ai trouvé dans lequel cette faculté est mentionnée.

https://www.researchgate.net/publica...e_S_t_tatarica
A nose for trouble: ecotoxicological implications for climate change and disease in Saiga antelope (S. t. tatarica)
Environmental pollutants, smog, and saiga antelope physiology. It should be reiterated that Saiga antelope have a highly specialised nasal anatomy. Adaptations for dealing with climatic extremes, warming air in winter, cooling in summer, and filtering particulates from the desert environment (Clifford & Witmer, 2004; Frey et al., 2007).
Polluants environnementaux, smog et physiologie de l'antilope saïga. Il convient de rappeler que l'antilope saïga possède une anatomie nasale très spécialisée. Ces adaptations permettent de faire face aux extrêmes climatiques, de réchauffer l'air en hiver, de le refroidir en été et de filtrer les particules de l'environnement désertique (Clifford & Witmer, 2004 ; Frey et al., 2007).

En vous remerciant par avance,

Ahikar
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[antek]

Par évaporation de l'eau ?

[Flyingbike]

Par évaporation de l'eau ?

oui, d'ailleurs l'évaporation de l'humidité est la base de la régulation thermique négative, que ce soit par le nez, par la truffe, par la peau (transpiration) pour les mécanismes "dédiés", ou simplement par l'humidité respiratoire, ce qui est davantage un effet parallèle.

Pour le réchauffement mentionné, je suis beaucoup moins convaincu.

[Kondelec]

Bonjour, je tombe sur cette discussion par hasard

Non le phénomène incriminé n'est pas l'évaporation, mais l'inertie thermique :
- Lors de l'inspiration la température de la surface de la cavité nasale tend vers la température ambiante
- Lors de l'expiration celle ci tend vers la température interne de l'animal.
Le résultat est un air qui tend vers une moyenne, donc réchauffé lorsqu'il fait froid, et refroidit lorsqu'il fait chaud. Ce même principe est utilisé en climatisation sous le nom de roue thermique.

Par ailleurs un autre effet remarquable vient s'ajouter : Par temps froid l'air contient moins d'humidité, lors du passage par les sinus l'air expiré, qui est saturé en humidité, se refroidit. Une partie se condense, limitant la perte hydrique : L'animal "boit" par le nez.
A noter que le même phénomène existe chez l'homme.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Flyingbike]

Bonjour, je tombe sur cette discussion par hasard

Non le phénomène incriminé n'est pas l'évaporation, mais l'inertie thermique :
- Lors de l'inspiration la température de la surface de la cavité nasale tend vers la température ambiante
- Lors de l'expiration celle ci tend vers la température interne de l'animal.
Le résultat est un air qui tend vers une moyenne, donc réchauffé lorsqu'il fait froid, et refroidit lorsqu'il fait chaud. Ce même principe est utilisé en climatisation sous le nom de roue thermique.

Par ailleurs un autre effet remarquable vient s'ajouter : Par temps froid l'air contient moins d'humidité, lors du passage par les sinus l'air expiré, qui est saturé en humidité, se refroidit. Une partie se condense, limitant la perte hydrique : L'animal "boit" par le nez.
A noter que le même phénomène existe chez l'homme.

je ne saisis pas comment une masse de quelques grammes peut contribuer à réguler la température d'une quantité d'air échangé qui dépasse plusieurs litres par minute, qui plus est avec une surface d'échange assez limitée. (pour le poumon je veux bien, mais pour la cavité nasale ?)
D'autre part, ce système de refroidissement n'aurait d'efficacité que lorsque la température ambiante est supérieure à la température corporelle. J'ai raté quelque chose ?

[Kondelec]

D'autre part, ce système de refroidissement n'aurait d'efficacité que lorsque la température ambiante est supérieure à la température corporelle.

Prenons une température ambiante de 10°C, un air expiré de 37°C. L'air est inspiré par les sinus, qui se refroidissent. Le cycle suivant l'air est expiré à 37°C, saturé en humidité. Il passe au contact des sinus, qui seront par exemple descendu à 20°C. Prenons un volume d'air expiré au repos de 2l (chez l'homme environ 0.5l), une surface totale des sinus de 1000cm2 (estimation très grossière ; faute de mieux je me suis fié à la surface de la muqueuse olfactive seule d'un chien, qui fait 200cm2 ; cette valeur est probablement très sous estimée).
Prenons une température de sinus oscillant entre 20 et 25°C.

Ma feuille de calcul se trouve en copie. Pour obtenir ce résultat il faudrait que le coefficient d'échange dans les sinus atteigne 20W/m²°C, ce qui est tout a fait réaliste et même un peu bas pour une convection forcée.
Pour stocker la chaleur nécessaire à chaque cycle il faudrait 3.7g d'eau, ce qui me semble tout a fait concevable.

[Flyingbike]

merci pour l'explication, je vais regarder de plus près

[Ahikar]

Merci beaucoup pour ces réponses. Étant littéraire, j’ai passé la matinée à essayer de les comprendre. C’est passionnant, mais pas toujours évident.

Un article de votre site évoque d’ailleurs le nez du renne : « Le nez du renne, lui, réchauffe l'air lorsque l'animal inspire, et le refroidit lorsqu'il expire ! C'est une merveille d'ingénierie biologique ! » ( https://www.futura-sciences.com/plan...eur-dyeux-et-a )

[Kondelec]

en réalité tous les animaux exploitent ce phénomène physique, mais certains ont été favorisés par l’évolution, et ont développés des sinus plus conséquents, et donc plus "performants"

[Ahikar]

Bonjour,
Un article qui abonde dans votre sens :
https://www.aht.li/3869875/Thermal_P...r_C_R_1972.pdf