Coucher de soleil en hiver

La faune en hiver

L’hiver est très rude pour les humains au Canada, mais il l’est encore plus pour notre faune sauvage. Aux hautes latitudes, l’hiver est même considéré comme l’un des principaux moteurs de l’évolution! Pourquoi? Parce que la quantité d’énergie disponible est diminuée par rapport aux autres saisons. Les journées sont plus courtes, ce qui laisse moins d’énergie solaire pour la vie végétale, et les températures sont plus basses, diminuant l’énergie thermique (chaleur) disponible pour toutes les formes de vie. Le ralentissement de la croissance et de l’activité entraîne une diminution de l’énergie alimentaire (nourriture) disponible pour les plantes et les animaux. Ces carences font de l’hiver un défi en matière d’évolution; les organismes qui s’en sortent doivent aligner leurs ressources énergétiques sur ces exigences, parvenir à vivre et à se reproduire avec des ressources limitées pendant les mois les plus froids. L’hiver est en effet un facteur de stress majeur pour les plantes et les animaux.

Cristaux de neige

La saison froide a également d’importantes répercussions sur les habitats. Les changements de la couverture végétale, tels que la perte des feuilles des arbres à feuilles caduques (ou feuillus) qui donne des environnements plus ouverts, en sont un exemple évident. Pour cette raison, certains habitats estivaux ne fournissent pas d’abri suffisant contre l’air froid et le vent en hiver. Le sol gèle en surface et devient inhospitalier pour certaines espèces. La glace recouvre les habitats aquatiques, laissant une couche d’eau abritée à température stable où moins de nutriments, d’énergie et d’oxygène peuvent pénétrer. Au cours des hivers froids et peu enneigés, certains écosystèmes aquatiques peu profonds peuvent geler entièrement et constituer une menace majeure pour la faune et la flore qui y vivent. Dans une grande majorité de grands lacs plus profonds, le profil complet de température de la colonne d’eau est modifié. En été, l’eau plus froide se trouve au fond du lac, tandis que l’hiver, c’est l’inverse, alors que l’eau en contact avec l’air froid ou la glace devient plus froide que l’eau profonde. Une couche neigeuse de différents types, épaisseurs et densités recouvre les habitats terrestres et modifie le paysage. La neige profonde peut influencer les déplacements de certaines espèces, pour le meilleur ou pour le pire. Elle peut également fournir un abri idéal, en isolant l’air des vents froids. Les températures restent plus chaudes dans la couche située entre le sol et la couverture neigeuse, créant un nouvel habitat d’une importance vitale pour certaines espèces.

Rivière partiellement couverte de glace

Dans les régions où les effets de l’hiver sont prévisibles et uniformes d’une année sur l’autre – ce qui est le cas pour la majeure partie du pays – la faune s’est adaptée et a évolué de manière unique pour survivre aux changements saisonniers, tout en demeurant au Canada.

Plantes

Des feuilles caduques mortes toujours attachées aux branches

L’hiver impose des défis à notre végétation. Étant donné que la couche supérieure du sol est gelée et qu’il y a peu ou pas de précipitations sous forme de pluie, les plantes ne disposent pas de l’eau et des nutriments nécessaires pour leur croissance. Les températures inférieures au point de congélation empêchent circulation de la sève entre les racines et les feuilles, tandis que les journées plus courtes et le faible ensoleillement réduisent la capacité des plantes à produire leurs propres sucres par photosynthèse, nécessaires à leur croissance.   

Pour les arbres et les arbustes feuillus – et une espèce de conifère, le mélèze laricin ou mélèze d’Amérique –, l’intensité lumineuse devient insuffisante en automne pour que la photosynthèse puisse compenser le coût énergétique de la production de pigments verts dans les feuilles. Les pigments rouges, orange ou jaunes exploitent mieux la moindre intensité lumineuse pour la photosynthèse que les pigments verts ou la chlorophylle. C’est pourquoi les feuilles caduques changent de couleur lorsque l’ensoleillement diminue et, lorsque les niveaux d’eau deviennent trop faibles, finissent par tomber. Les arbres restent dormants tout au long de l’hiver, jusqu’à ce que les températures diurnes soient suffisamment élevées pour que la circulation de la sève redémarre. C’est alors que nous entaillons les érables à sucre pour obtenir de l'eau d’érable, riche en sucres inutilisés produits avant l’hiver!

Aiguilles de conifères glacées

Les conifères, arbres et arbustes, s’adaptent autrement à l’hiver, y compris par des aiguilles et des feuilles semblables à des écailles, plates et triangulaires. La plupart de ces plantes gardent leurs aiguilles en hiver, ce qui leur permet d’effectuer leur photosynthèse pendant plus longtemps. Leurs aiguilles sont souvent d’une nuance vert foncé, ce qui peut les aider à absorber davantage d’énergie à partir du plus faible ensoleillement hivernal. Cependant, les conifères ne poussent pas pendant l’hiver. L’équilibre biochimique des aiguilles de conifères est également modifié pendant l’hiver et permet aux plantes de résister aux basses températures et de développer une épaisse couche cireuse qui contribue à réduire la perte d’eau lorsque celle-ci se fait rare. Le fait de conserver leurs aiguilles toute l’année permet aux conifères de réduire les coûts énergétiques liés à la repousse des feuilles chaque printemps. La forme conique de certains est une autre technique d’adaptation à l’hiver; elle leur permet de se délester de la neige qui s’accumulerait autrement sur leur feuillage et romprait leurs branches. En conservant leur feuillage, ils fournissent à certains animaux une bonne source d’éléments nutritifs pendant les mois les plus froids. 

D’autres plantes utilisent différentes techniques d’adaptation pour survivre d’année en année. Les plantes annuelles fleurissent et produisent une grande quantité de graines avant l’hiver. Elles ne survivent pas aux basses températures et à la sécheresse, mais leurs graines si, grâce à leur enveloppe résistante! Les graines contiennent également des sources énergétiques qui permettent aux plantes de pousser lorsque les conditions météorologiques et pédologiques deviennent appropriées. Les plantes vivaces survivent à l’hiver grâce aux propriétés isolantes de la neige. Leurs racines restent vivantes dans le sol sous la neige, stockant de l’énergie de sorte que lorsque le printemps arrive les plantes sont prêtes à pousser.

Invertébrés

Certains oiseaux, comme ce Pic mineur, mangent des oeufs et des larves d'invertébrés qui hivernent sous l'écorce des arbres

Les invertébrés, comme les insectes, les mollusques, les vers de terre et d’autres animaux, sont ectothermes, ce qui signifie qu’ils ne peuvent pas produire leur propre chaleur corporelle, mais se reposent sur la chaleur de leur environnement. Étant donné que de nombreuses espèces d’invertébrés habitent les hautes latitudes, elles survivent en s’adaptant aux conditions hivernales. Certains insectes, le meilleur exemple étant le papillon monarque, y sont parvenus en migrant vers des climats plus chauds.

Ceux qui ne peuvent pas migrer parce qu’ils ne volent pas (ce qui est indispensable pour les migrations sur de longues distances) ou ne peuvent pas subvenir aux besoins énergétiques très élevés de ces longs voyages ont développé des manières d’éviter le gel ou de le tolérer. Ces deux stratégies impliquent un état de dormance – survivre sans être actif, et avec un métabolisme beaucoup plus lent –, puisque l’animal ne peut pas fonctionner pendant l’hiver en raison du froid, du manque de nourriture et de la déshydratation. L’évitement du gel est possible grâce à un processus appelé surfusion, accompli par une cuticule (ou exosquelette) épaisse protégeant l’animal de la déshydratation, ou par la modification de la physiologie et de la biochimie interne, de sorte que les fluides corporels ne gèlent pas. Les animaux peuvent réduire leur quantité d’eau corporelle et produire des substances « antigel ». L’eau qui n’est pas pure, ou qui est mélangée à des sucres et à des protéines, gèle aux températures inférieures à 0 °C, de sorte que certaines espèces ajoutent ces molécules à leurs fluides en automne. La plupart de nos invertébrés procèdent ainsi; ils mourraient si les liquides environnants ou présents dans leurs cellules gelaient. L’évitement du gel hivernal peut se produire à différents stades de la vie des invertébrés (œufs, larves, adultes, etc.), selon les espèces. Certains invertébrés adultes ne peuvent pas survivre à l’hiver, mais leurs œufs le peuvent, permettant à l’espèce de perdurer d’année en année. 

De nombreux invertébrés modifient également leur comportement pendant l’hiver afin d’éviter de geler : ils choisissent un endroit sec où plusieurs individus peuvent se blottir les uns contre les autres pour se réchauffer ou, dans le cas des espèces aquatiques, où ils peuvent rester en eau libre. Certains peuvent même déposer leurs œufs profondément sous terre, là où le sol ne gèle pas, ou entrer en dormance sous l’écorce de la face Sud d’un arbre, afin d’obtenir davantage de chaleur des rayons du soleil! Les abeilles et les bourdons se blottissent les uns contre les autres, maintenant la reine et les individus plus jeunes en vie tout au long de l’hiver, de sorte que la colonie survive au printemps suivant.

La tolérance au gel des invertébrés est leur capacité à survivre à la formation de glace dans leurs tissus. Dans l’hémisphère Nord, environ un tiers des espèces d’insectes, tel que le ver de glacier, sont capables de geler partiellement. Ces espèces contrôlent l’emplacement où la glace se forme dans leur corps ainsi que le moment auquel elle se forme à l’aide de protéines, d’autres molécules et même de microbes. Pourtant, ces animaux ne sont pas en mesure de soudainement et complètement geler, ils ont besoin de temps pour s’adapter et préparer ces produits chimiques.

Une rivière ayant gelé en surface, créant des conditions difficiles pour les poissons, amphibiens et reptiles aquatiques

Poissons

En hiver, les poissons d’eau douce restent en eau libre sous la glace et la neige. En tant qu’animaux ectothermes, ils prennent la même température que l’eau environnante et restent peu actifs, nageant pour garder leurs branchies oxygénées. Étant donné que les températures sont basses, et la nourriture rare, voire inexistante, ils restent dormants pendant la saison froide. Le froid ralentit leur métabolisme, et ils deviennent léthargiques pour conserver leur oxygène et leur énergie. Cependant, leurs fluides corporels ne gèlent pas, car ils peuvent tolérer des températures inférieures à 0 °C.

Reptiles et amphibiens

Les amphibiens et les reptiles sont des animaux ectothermes qui répondent aux conditions hivernales avec des stratégies similaires à celles des poissons ou des invertébrés. Ils restent dormants pendant l’hiver – demeurant la plupart du temps inactifs tout en utilisant leurs réserves énergétiques –, et vivent dans des lieux abrités, appelés hibernacles, qui les protègent à la fois des intempéries et des prédateurs. Les amphibiens aquatiques, comme les grenouilles léopards, restent dans l’eau libre sous la glace, tandis que d’autres espèces s’enterrent partiellement dans la boue, nageant de temps en temps lentement pour récupérer de l’oxygène dans l’eau. D’autres restent sur place dans des zones contenant suffisamment d’oxygène pour les soutenir.

Le grenouille des bois, une espèce tolérante au gel

Les amphibiens terrestres entrent en état de dormance sur terre. Les crapauds d’Amérique et d’autres enfouisseurs s’enterrent sous la couche de sol gelé. Ceux qui ne peuvent pas creuser très profond, comme les grenouilles des bois et les rainettes versicolores, trouvent des cachettes sous des feuilles mortes ou parmi les bûches et les arbres, mais restent vulnérables au gel. Pour faire face, ils ont développé une tolérance au gel, et tant que certains organes vitaux demeurent exempts de cristaux de glace (grâce à des concentrations élevées de sucres), ils peuvent dégeler et survivre, même si leur cœur et leurs poumons n’ont pas fonctionné pendant de nombreux mois! Cependant, leur corps doit quand même être couvert d’une couche de neige isolante; si les températures descendent en dessous d'un certain point, ils ne sont pas en mesure de survivre.

Contrairement à certains amphibiens, les reptiles sont généralement intolérants au gel, et doivent donc trouver un moyen d’empêcher la formation de glace dans leurs tissus. Leurs niveaux d’activité sont considérablement réduits en hiver et ainsi, de manière semblable aux amphibiens, ils restent en état de dormance quand les températures sont négatives. À titre de solution, les couleuvres rayées, ainsi que quelques autres espèces de serpents, disposent d’hibernacles profonds dans le sol où ils se regroupent et se blottissent les uns contre les autres pour conserver leur chaleur. Étant donné que ces hibernacles sont peu nombreux et espacés, certains individus migrent pour les atteindre à l’automne. Une autre technique d’adaptation des reptiles d’eau douce tels que les tortues peintes, qui n’ont pas besoin de beaucoup d’oxygène pour survivre, consiste à s’enfouir dans la vase au fond des lacs et des étangs.

Oiseaux

Le Cardinal rouge

Les oiseaux sont des animaux endothermes, c’est-à-dire qu’ils produisent leur propre chaleur corporelle (les plumes ont probablement évolué comme isolant pour contribuer à conserver la chaleur) et sont généralement très mobiles. Cela rend leurs adaptations hivernales très différentes de celles des animaux ectothermes. En raison de leur métabolisme élevé, les oiseaux ne peuvent pas hiberner. La recherche de nourriture est ainsi un enjeu majeur, car ils doivent maintenir leurs fonctions vitales et leurs activités durant les mois d’hiver. Trouver un habitat adéquat pour les mois d’hiver est une autre priorité pour les oiseaux, car les basses températures et les écosystèmes aquatiques recouverts de neige et de glace peuvent inhiber leur survie.

Pour les espèces qui ne peuvent pas trouver de nourriture ou d’habitat sous nos latitudes élevées, comme les Oies des neiges, les Pluviers siffleurs, les Pygargues à tête blanche (excepté dans les zones côtières) et les Carouges à épaulettes, la migration devient nécessaire. Même si les coûts énergétiques sont élevés – voler sur des distances aussi longues requiert non seulement beaucoup d’énergie, mais peut également être très imprévisible –, la migration demeure la seule option pour certaines espèces. Certaines espèces comme les Harfangs des neiges migrent au Canada, quittant leur habitat estival dans la toundra pour les prairies et les forêts boréales et mixtes plus chaudes, où la nourriture est plus facilement disponible.

La Chouette rayée

Un grand nombre d’oiseaux ont évolué de manière à demeurer au Canada toute l’année. Beaucoup se rassemblent, parfois en compagnie d’autres espèces, et se blottissent les uns contre les autres pour retenir leur chaleur. Ces regroupements réduisent également la nécessité de surveiller les prédateurs. La plupart de ces oiseaux restent actifs et se nourrissent de noix, de fruits secs, de graines, de brindilles et de branches. Beaucoup de ces espèces affluent vers les mangeoires pour oiseaux, où elles complètent leur alimentation par de la nourriture grasse, notamment les Mésanges à tête noire, les Geais bleus et les Cardinaux rouges. Beaucoup, comme les Gros-becs errants, ont un bec robuste qui leur permet de fendre les graines et les noix. Certaines espèces, comme les Pics mineurs et les Sittelles à poitrine rousse, s’alimentent d’insectes et d’œufs d’invertébrés dormants cachés sous l’écorce des arbres, mais peuvent également être aperçues se nourrissant dans les mangeoires. Les oiseaux de proie qui hivernent au Canada, comme les Chouettes rayées et les Grands-ducs d’Amérique, sont équipés pour chasser dans des conditions hivernales et peuvent entendre les petits mammifères sous la neige. La plupart des oiseaux qui hivernent ici s’abritent du vent et des prédateurs dans les conifères et les arbustes denses. Certains, comme les Gélinottes huppées, utilisent la neige épaisse comme abri. Comme ces oiseaux sont incapables de voler sur de longues distances, ils ont des plumes sur les pattes qui agissent comme des raquettes et leur permettent de rester mobiles. Certains oiseaux comme les Lagopèdes, qui ne disposent pas d’une grande capacité de voler et restent à terre l’essentiel du temps, deviennent complètement blancs en hiver. Cela leur permet de se cacher des prédateurs. Quelques espèces d’oiseaux aquatiques, comme les Canards colverts, peuvent demeurer au Canada pendant l’hiver, tant qu’ils trouvent des habitats en eau libre, y compris dans les zones urbaines.  

Mammifères

Une grande chauve-souris brune en hibernation

Les mammifères, comme les oiseaux, sont endothermiques, ce qui signifie qu’ils doivent soutenir leur métabolisme afin de maintenir leur température corporelle suffisamment élevée pour leur survie. Mais à la différence des oiseaux, certains mammifères peuvent hiberner. Les animaux qui hibernent ont une température corporelle basse et ralentissent leur respiration, leur cœur et leur métabolisme. Ils se cachent habituellement dans des abris loin des prédateurs, pour éviter de devoir se réveiller en précipitation – sortir de l’hibernation et y retourner est très énergivore, bien que certains animaux passent l’hiver en alternance entre ces deux états. Seules quelques espèces peuvent hiberner de manière efficace, car cela signifie de survivre sur des ressources en graisse limitées pour une durée incertaine de temps; mais des espèces comme les tamias, les marmottes d’Amérique, les ours noirs et quelques chauves-souris (comme les petites chauves-souris brunes) ont su s’adapter ainsi à l’hiver.Quelques mammifères terrestres migrent en hiver vers des régions disposant d’une plus grande disponibilité de nourriture et de meilleures conditions de survie. Comme la plupart des mammifères marchent, ils ne migrent pas aussi loin que les oiseaux. Les caribous de la toundra et des bois observent des schémas migratoires saisonniers, depuis leurs habitats estivaux dans la toundra jusque vers des régions plus abritées de la forêt boréale, où ils sont mieux protégés des intempéries. Certaines chauves-souris, comme les petites chauves-souris brunes, migrent saisonnièrement au Canada vers des bâtiments ou des grottes, mais d’autres, comme les chauves-souris rousses, les chauves-souris cendrées et les chauves-souris argentées, migrent plus loin vers le Sud, aux États-Unis. 

Une hermine en pelage blanc hivernal

La plupart des mammifères terrestres canadiens ont évolué de manière à rester sur place tout au long de l’année et à demeurer actifs pendant nos hivers nordiques. Pour survivre à la neige, à la sécheresse et au froid, ils ont développé plusieurs techniques d’adaptation intéressantes. Certaines espèces se parent d’une fourrure hivernale plus épaisse à l’automne qui, pour certains, est complètement blanche. Cette fourrure permet aux lièvres d’Amérique et aux hermines, par exemple, de rester au chaud et de se cacher des prédateurs. Pour faciliter leur mobilité, de nombreux mammifères, y compris les caribous, nos deux espèces de lynx et les lièvres d’Amérique, se sont adaptés pour marcher dans la neige. Ils peuvent avoir des pieds assez larges par rapport à leur taille, et ceux-ci fonctionnent un peu comme des raquettes afin de ne pas s’enfoncer trop profondément dans la neige. Les orignaux et les bisons se sont adaptés grâce à des pattes très fortes, avec des muscles capables de lever leurs pieds dans la neige profonde. 

Afin de survivre, les mammifères qui restent au Canada et n’hibernent pas doivent trouver de la nourriture et un abri pendant l’hiver. La plupart des espèces de mammifères actifs doivent modifier leur régime alimentaire de façon saisonnière, étant donné que certains types de nourriture ne sont pas disponibles toute l’année. Par exemple, les renards roux ne mangent que des petits mammifères en hiver, à défaut de baies ou d’insectes. Les cerfs de Virginie, incapables de compter sur des matières feuillues pendant la saison froide, mangent des brindilles et des bourgeons. Certaines espèces modifient leurs méthodes d’alimentation de façon saisonnière. Afin de garantir leur accès à la nourriture, les écureuils gris, les castors et d’autres animaux stockent des réserves pour plus tard. Les carcajous utilisent leur mâchoire et leur cou puissants pour croquer les os gelés qu’ils trouvent lorsqu’ils partent en chasse de nourriture.

Trouver un abri est, comme trouver de la nourriture, plus difficile en hiver qu’en été. Cependant, certaines espèces comme les souris et les campagnols se sont montrés créatives dans leur adaptation, creusant des trous dans la neige et le sol, et se blottissant les unes contre les autres dans des terriers pour se réchauffer. Elles peuvent même rester et s’alimenter dans la couche d’air plus chaude emprisonnée entre la neige et le sol. Les mammifères utilisent des conifères, des tanières, des trous dans les arbres, etc., pour se protéger des vents cinglants. 

Ce que vous pouvez faire

Gros-becs errants

L’hiver est une saison idéale pour profiter de nos espaces naturels et observer nos espèces sauvages. Habillez-vous convenablement, enfilez vos raquettes, de bonnes bottes ou vos skis de fond, apportez des jumelles si vous en avez, et vous êtes paré! Repérer des animaux en activité est en fait plus facile en hiver qu’en été. L’absence de feuillage épais augmente la possibilité d’observer et d’entendre des animaux à distance, et les traces dans la neige facilitent beaucoup la détermination des espèces en activité.  Les traces de pas sont communes, mais vous pouvez également voir des empreintes d’ailes, puisque les oiseaux de proie plongent dans la neige pour attaquer leurs proies. Un observateur expérimenté peut dire non seulement quels animaux ont laissé ces traces, mais aussi s’ils couraient ou marchaient. Les animaux peuvent laisser d’autres signes de leur présence aussi. Recherchez des restes de pommes de pin, d’écorces, de graines ou des carcasses de petits animaux sur le sol, que les écureuils, les porcs-épics et les oiseaux peuvent avoir laissés derrière eux. Vous pouvez également voir des tunnels creusés par des campagnols et d’autres rongeurs. Lors de vos sorties, assurez-vous de rester sur les sentiers et d’éviter les grottes et les terriers, de manière à ne pas déranger la faune en hibernation. 

Pour observer les oiseaux et les petits mammifères dans votre arrière-cour, plantez des plantes indigènes qui peuvent offrir de la nourriture ou un abri intéressant aux animaux hivernants. Vous pouvez également mettre en place une mangeoire pour oiseaux, mais assurez-vous d’abord d’obtenir des informations sur la façon de l’assembler correctement et quels types de graines vous devez utiliser.

L’hiver est une saison idéale pour sortir et profiter de la faune sauvage! Comme toujours, ne laissez rien d’autre que vos traces de pas derrière vous.

Réviseurs scientifiques

Traces de rongeurs sur la neige

Ressources

Des traces dans la neige

http://www.radio-canada.ca/emissions/lapres-midi_porte_conseil/2011-2012/chronique.asp?idChronique=196499

Écologie de l'hiver (en anglais seulement)

http://www.ed.mtu.edu/esmis/winter/ecology.html

Les animaux en hiver

https://www.thecanadianencyclopedia.ca/fr/article/animaux-en-hiver

© Sa Majesté la Reine du chef du Canada, représentée par le ministre de l’Environnement, 2012. Tous droits réservés.

Texte: Annie Langlois