Les animaux endothermiques sont capables d'utiliser leur chaleur interne afin de réguler précisément leur température corporelle à un niveau élevé, pourtant il y une gamme considérable dans le degré de variation en température corporelle (hétérothermie) chez les endothermes. Dans cette thèse, j'utilise deux méthodes différentes pour adresser les causes et conséquences de l'hétérothermie chez les mammifères, reflétant un compromis entre les avantages fonctionnels et les désavantages énergétiques de l'endothermie. Je mène premièrement une analyse empirique inter-espèce de l'hétérothermie chez les mammifères rapportée dans la littérature. L'hétérothermie est considérée comme trait continu pour examiner les facteurs qui prédisent le gradient hétérothermique chez 545 espèces. L'hétérothermie diminue avec la masse corporelle et augmente vers les pôles, et les amasseurs de nourriture sont moins hétérothermiques que les non-ammasseurs. Une fois que ces effets allométriques, latitudinaux, et comportementaux sont inclus, la phylogénie avait encore une influence forte sur le degré d' hétérothermie. Dans mon deuxième chapitre, j'examine les désavantages comportementaux de la torpeur, un cas spécial d'hétérothermie dans lequel les individus montrent une réduction marquée de leur température corporelle et de leur métabolisme. Cette recherche a été menée en captivité sur les tamias rayés (Tamias striatus), reconnus pour manifester des degrés de torpeur traversant la plupart de la gamme d'hétérothermie exprimée par les mammifères en générale. Pour examiner les désavantages comportementaux de la torpeur comme une explication potentielle de cette variation, la performance individuelle a été évaluée avant et durant l'hibernation à l'aide d'un test de l'arène et d'un test de labyrinthe radial. Les résultats ont montré que l'habituation dans le test de l'arène était affectée négativement par la torpeur, particulièrement la torpeur profonde, mais la performance dans le labyrinthe radiale, testée plus tard dans la période d'éveil, était moins affectée. Ainsi, l'expression de la torpeur affecte clairement le comportement, mais ces effets sont très transitoires et ont alors probablement peu de conséquences à long terme sur l'aptitude de l'individu. Les mammifères en générale sont caractérisés par une vaste variation, inter- et intra-espèce, dans le degré d'hétérothermie et les espèces occupants les climats froids et se nourrissants de ressources éphémères sont caractérisées par le plus d'hétérothermie. En expliquant pourquoi il n'y a pas plus d'individus et d'espèces qui exploitent les avantages énergétiques de l'hétérothermie de haute amplitude, la recherche en captivité suggère que les désavantages immédiats de la torpeur sur la fonction des endothermes peuvent être plus importants que ses effets à long terme.

Endotherms are capable of using internal heat to precisely regulate body temperature at an elevated level, yet there is considerable variation in the range of body temperatures (heterothermy) expressed by an endotherm. In this thesis, I exploit two different approaches to address the causes and consequences of heterothermy in mammals, reflective of an underlying trade-off between the functional benefits and energetic costs of endothermy. I first conduct an inter-specific, empirical analysis of mammalian body temperatures reported in the literature, treating heterothermy as a continuous variable spanning all endotherms, to examine factors that predict the degree of body temperature fluctuation observed in different species. Across mammals, body temperature variation decreased with body mass and increased with proximity to the poles, and food hoarders were less heterothermic than non-hoarders. Further, with these allometric, latitudinal, and behavioural effects included, phylogeny still had a strong influence on the degree of body temperature variation in a given species. In my second chapter, I examine potential behavioural consequences of torpor, a special case of heterothermy involving a pronounced reduction in body temperature and metabolism. This research was conducted in captivity on eastern chipmunks (Tamias striatus), which exhibit deep torpor and show extreme individual variation in heterothermy that spans most of the heterothermic continuum expressed by mammals in general. To test the hypothesis that torpor impairs exploration and spatial memory, individual performance was assessed in an open field and a radial arm maze prior to and during hibernation. Results showed that habituation in the open field was negatively impacted by torpor, particularly prolonged torpor, however performance in the radial maze, tested later in the arousal period, was less affected. Thus, torpor expression clearly affects behaviour, but these effects are very transient and therefore unlikely to have long-term fitness consequences. Mammals overall are characterized by extensive variability, both among and within species, in the degree of body temperature variation, with species occupying cold climates and relying on ephemeral food being characterized by the most heterothermy. As to why more individuals and species do not exploit the energetic savings of high-amplitude heterothermy, captive research suggests the immediate costs of reduced body temperature on endotherm function may be more important than its long-term effects.

Humphries, Murray Mitchell (Internal/Supervisor)