La reproduction est un processus fondamental pour la survie des espèces. Elle prend diverses formes dans le règne vivant, depuis la reproduction sexuée classique jusqu'à des stratégies plus singulières comme l'hermaphrodisme et la parthénogenèse. Cet article explore ces différentes facettes de la fécondité chez les créatures vivantes.
La Reproduction Sexuée: L'Union des Gamètes
Au cœur de la reproduction sexuée se trouve la fécondation, l'union d'un ovule et d'un spermatozoïde. La fécondation peut être interne, c'est-à-dire que l'union des deux cellules reproductrices a lieu dans l'appareil reproducteur de la femelle. Par exemple, chez les plantes à fleurs, le grain de pollen arrive sur le stigmate. Il germe et prolonge un tube pollinique qui s’enfonce jusqu’à l’ovaire, puis le spermatozoïde contenu dans le grain de pollen passe dans le tube et féconde ainsi l’ovule.
L'Hermaphrodisme: Quand un Individu Est Mâle et Femelle
L'hermaphrodisme est une stratégie de reproduction fascinante où un organisme possède à la fois des organes reproducteurs mâles et femelles. La nature est créative! Il existe différentes formes d'hermaphrodisme, notamment l'hermaphrodisme simultané, où l'animal possède à la fois des appareils reproducteurs mâles et femelles. Souvent, ces appareils sont situés dans des endroits différents du corps et ne fonctionnent jamais en même temps: si l’animal produit à la fois des gamètes mâles et des gamètes femelles, ils le font à des moments différents.
Hermaphrodisme Simultané: Un Double Rôle
L'hermaphrodisme simultané n’est pas rare chez les invertébrés, contrairement aux vertébrés. Certains animaux présentant les caractéristiques des deux sexes ont la possibilité d’utiliser leur propre sperme pour féconder leurs œufs (autofécondation). Mais toutes les espèces hermaphrodites ne choisissent pas cette option.
Avantages de l'Hermaphrodisme
L’hermaphrodisme est une stratégie de reproduction et l’on peut se demander quels avantages elle représente. Dans le cas d’espèces au sein desquelles chaque individu est soit mâle soit femelle, la reproduction implique de se déplacer, pour rechercher un ou une partenaire. Or, ce type de quête n’est pas aisé pour un organisme qui vit fixé sur un support, sans possibilité de bouger, comme les moules ou les huîtres par exemple. Et même lorsqu’un animal peut se déplacer, sa quête peut représenter une dépense énergétique conséquente. Aussi, l’autofécondation apporte une solution qui compense l’absence de déplacement ou représente un grain d’énergie en comparaison de l’allofécondation. Mais les deux critères qui semblent le plus déterminer le choix pour l’hermaphrodisme sont la faible densité de population et la lenteur.
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Exemples d'Hermaphrodisme
Le Lièvre de Mer (Aplysie)
L’aplysie est un mollusque gastéropode à corps nu, sans coquille, qui mesure jusqu’à 60 cm de long. Sa désignation en tant que “lièvre de mer” lui vient de ses tentacules tactiles et gustatives qui peuvent faire penser aux oreilles du lièvre. Il nage en utilisant les expansions latérales de son manteau ou les replis de peau autour de son pied (parapodes). Il peut aussi ramper sur son pied. Il se trouve fréquemment dans les herbiers marins des côtes atlantique, de la Manche et de la Méditerranée. Il n'évolue pas plus profondément que 20 mètres. Le lièvre de mer a peu de prédateurs : le nuage d'encre violette émis lorsqu’un danger approche est efficace. Le nombre d’individus varie énormément chaque année. Ils sont en effet sensibles à la température de l’eau qui peut modifier leur période de reproduction. Pendant cette période, qui dure 7 mois, ils se superposent pour s’accoupler, venant à former de longues chaînes appelées “chapelets”. Toutes les espèces d'aplysies se caractérisent par un hermaphrodisme simultané. L’animal placé dessus dépose son sperme dans l'orifice génital situé sur le côté droit de l’animal de dessous. Chacun est bien en même temps mâle et femelle. Mais comme la chaîne à un début et une fin, le premier, celui qui est sur le dessus du chapelet est uniquement mâle et le dernier uniquement femelle. Ces animaux atteignent leur maturité sexuelle à 2 mois. Tout au long de la période de reproduction, les animaux ensemencés pondent tous les 2 à 4 jours. Chaque adulte peut produire jusqu’à 100 millions d'œufs.
Les Escargots
Comme les lièvres de mer, les escargots se caractérisent par un hermaphrodisme simultané : ils sont bien en même temps mâles et femelles. Mais ils ne pratiquent pas l’autofécondation. Pendant le temps qui précède l’accouplement (une à deux heures), les deux partenaires s’envoient mutuellement à bout portant un ou plusieurs dards d’amour. Si la forme de celui-ci varie selon les espèces, ils ont tous une silhouette qui évoque un harpon. Ce dard a pour rôle de favoriser un des deux patrimoines génétiques : le taux de fécondation de l’escargot dont le dard a réussi à se fixer sur l’autre est accru.
Le Poisson-Clown
Ce poisson a développé une résistance aux tentacules urticants de dix variétés d'anémones de mer, ce qui les abrite des prédateurs. Mais ces abris restent limités. C’est pour s’adapter à son environnement que ce poisson a choisi la protandrie. Il naît mâle mais reste sexuellement non mature. Ces poissons s’organisent autour d’un couple alpha, reproducteur. La faible présence de nourriture limite leur croissance par rapport au couple reproducteur. Les poissons qui dominent sont ceux qui possèdent les gènes les plus forts. Lorsque la femelle meurt, le juvénile le plus fort, change de sexe pour la remplacer. S’il arrive que le mâle meure avant une femelle, elle se met alors en couple avec le plus fort des juvéniles, qui grossit plus rapidement que les autres et devient sexuellement mature.
Le Ver de Terre
Le ver de terre a choisi la protandrie. Il est mâle puis femelle. Lorsqu’il est en âge de se reproduire, une partie de son corps grossit pour former le clitelum, un petit bourrelet caractéristique qui se gonfle lors de la période de reproduction pour permettre aux vers de s’accrocher deux à deux. Lors de la reproduction, seuls les organes reproducteurs mâles sont matures. Les deux vers échangent leurs spermatozoïdes. Le partenaire les stocke dans des petites poches internes. Après la séparation, les organes reproducteurs mâles se mettent à régresser en quelques jours pour laisser place aux organes reproducteurs femelles.
La Parthénogenèse: La Reproduction sans Mâle
Qu’il est difficile de penser un monde différent de celui dans lequel on vit ! Voici un article qui va vous aider à penser un univers où l’on se reproduit sans mâle. La parthénogenèse est ce processus de reproduction asexuée où les embryons se développent à partir d'un ovule non fécondé. En d'autres termes, la reproduction parthénogénétique ne nécessite pas de fécondation par un gamète mâle pour produire une progéniture. Le degré de complexité de ce processus peut varier selon l'espèce.
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Parthénogenèse Facultative et Obligatoire
La plupart du temps, la parthénogenèse n’est pas le seul mode de reproduction et se présente chez des animaux qui se reproduisent habituellement sexuellement (requins ou varan de Komodo, par exemple). Elle est alors dite “facultative”. Mais elle peut être “obligatoire”, chez des espèces qui n’ont pas développé d’autre stratégie pour assurer leur descendance. Le choix de la parthénogenèse facultative souligne la capacité de certains animaux à s'adapter à des conditions environnementales qui peuvent être difficiles. Elle offre des avantages en termes de survie.
Exemples de Parthénogenèse
Les Abeilles
Notre article ne peut prétendre à l'exhaustivité. Vous serez peut-être surpris que l’exemple de l'abeille domestique ouvre cet article. En effet, si son univers est résolument féminin, la colonie étant dominée par une reine et des ouvrières, il existe des bourdons qui interviennent aussi et surtout dans la reproduction. Mais cette intervention ne concerne pas la reproduction de toutes les abeilles de la ruche. Les ouvrières sont responsables de la collecte du nectar et du pollen, de la construction et de l'entretien de la ruche, ainsi que de l'alimentation et de la protection des larves. Les bourdons sont les mâles de la colonie et leur principal rôle est de se reproduire avec une reine lors du vol nuptial. Mais, ces bourdons sont issus d’œufs non fécondés par le sperme d’un mâle. Ce processus correspond bien à la parthénogenèse dont nous avons donné le détail plus haut. L’abeille mâle (ou faux bourdon) est dite “haploïde” parce que les chromosomes qu’il possède sont en simple exemplaire. En comparaison, une abeille femelle (ouvrière ou reine) est issue d’un œuf fécondé avec du sperme.
Les Condors de Californie
Les condors de Californie (Gymnogyps californianus), une espèce en danger critique d'extinction, sont étroitement surveillés en raison de leur faible nombre, avec seulement 525 spécimens en 2019, dont 219 en captivité. C’est une parthénogenèse facultative car l’oiseau peut aussi se reproduire de la manière habituelle, issue de la rencontre entre un mâle et une femelle. Jusqu'au début des années 2010, ce type d’observations se limitait à des cas isolés chez des dindes domestiques et des poulets. Mais une étude publiée dans le Journal of Heredity en octobre 2021 par une équipe de recherche du zoo de San Diego (États-Unis) a révélé deux cas chez des condors de Californie. Les condors femelles concernées étaient pourtant entourés de mâles fertiles. C’est un mystère supplémentaire qui reste à ce jour sans réponse. Les cas rencontrés jusque-là chez les oiseaux s’expliquaient par l'absence de mâle.
Autres Exemples
Les scorpions sont connus pour leurs venins et leur aspect redoutable. Les scorpions sont des arachnides nocturnes prédateurs qui occupent une grande variété d'habitats, allant des déserts aux forêts tropicales. La plupart des scorpions se reproduisent par reproduction sexuée, mais une quinzaine d'espèces sont aussi parthénogénétiques. Le cas classique (le premier décrit d’ailleurs) est celui de Tityus serrulatus qui ne donne que des femelles. Certaines espèces de phasmes, ces insectes qui ressemblent à des brindilles ou à des feuilles, se reproduisent aussi par parthénogenèse. Les orthoptères comprennent les criquets, les grillons et les sauterelles. Chez Loxoblemmus frontalis, une espèce de la famille des Gryllidae, la descendance est à la fois mâle et femelle. En début d’article, nous avons également mentionné les requins.
La Parthénogenèse: Une Création Vierge
Étudiée pour la première fois en 1740 par Charles Bonnet chez les pucerons, la parthénogenèse est un phénomène aussi rare que fascinant, que l’on observe chez plusieurs espèces animales. Si l’on se réfère à l’étymologie, le terme “parthénogenèse” vient de deux racines grecques qui se traduisent littéralement par “création vierge”. La parthénogenèse est en effet un mode de reproduction monoparental, lors duquel une cellule de la mère féconde un ovule dans le but de former un embryon. Contrairement à une reproduction sexuée, qui implique un ovule et un spermatozoïde, la parthénogenèse permet la création des gènes habituellement fournis par le sperme… mais sans le sperme. La parthénogenèse est un mode de reproduction qu’il convient donc de bien distinguer d’autres techniques de reproduction telles que l’insémination artificielle ou l’auto-fécondation.
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Diversité de la Parthénogenèse
Plusieurs espèces d’animaux concernées La parthénogenèse est courante chez les petits invertébrés tels que les abeilles, les guêpes, les fourmis et les pucerons, qui alternent entre reproduction sexuée et reproduction asexuée, mais l’on trouve des cas de parthénogenèse chez d’autres espèces, comme les reptiles, les poissons et dans une moindre mesure certains oiseaux. Concernant ces derniers, citons par exemple l’exceptionnelle découverte du zoo de San Diego, aux Etats-Unis, en novembre 2021 : deux poussins condors y ont été conçus sans mâle, une première à en croire les spécialistes de cette espèce en danger d’extinction. Les scientifiques ont ainsi constaté que l’embryon s’était développé sans fécondation. Un fait d’autant plus notable que les femelles condors étaient en présence de mâles. "Nous pensons que nos résultats représentent le premier exemple de parthénogenèse aviaire facultative qui n'implique pas de ségrégation des sexes", ont ainsi constaté des chercheurs qui ont étudié ce cas spécifique. D’autres espèces se reproduisent sans le concours d’un mâle, notamment certains serpents. En 2015, une femelle serpent marin à ventre jaune s'est ainsi reproduite toute seule deux années de suite au Conservation Nature Center de Cape Girardeau dans le Missouri, aux Etats-Unis.
Types de Parthénogenèse
Au sein de la parthénogenèse, il faut différencier deux sous-méthodes : la parthénogenèse dite thélytoque, la plus courante, a lieu quand la femelle engendre d’autres femelles. La seconde forme de parthénogenèse est appelée arrhénotoque, et concerne principalement les insectes, notamment les abeilles. Chez ces dernières, la femelle peut ou non féconder ses ovules : pour ce faire, elle décide d’ouvrir ou de fermer le réceptacle séminal, qui se trouve dans son appareil reproducteur et au sein duquel elle conserve le sperme masculin. Le schéma est alors assez classique : tandis qu’un ovule non fécondé donnera toujours un individu mâle, les œufs fécondés donneront quant à eux systématiquement des femelles.
Avantages de la Parthénogenèse
L’un des premiers avantages qui vient en tête lorsque l’on réfléchit à ce type de reproduction est la survie de l’espèce, puisque la parthénogenèse implique la transmission de gènes sans avoir besoin d’un partenaire.
Chimères: Un Mélange d'ADN
Lorsque le terme est associé à une personne humaine, le terme "chimère" désigne les êtres humains qui disposent de deux ADN, au lieu d’un seul dans le schéma classique. Ce phénomène a lieu lorsqu’il y a transfert de matériel génétique entre la mère et le fœtus. Le placenta a entre autres rôles celui d’éviter ce phénomène, mais il ne remplit pas toujours sa fonction. Une autre possibilité est la fusion de deux œufs fécondés dans l’utérus, c’est-à-dire de jumeaux. Toutes les cellules d’un organisme n’ont alors pas le même ADN. Les causes de cette fusion restent pour le moment obscures.
Chimères: Mythe et Réalité
La chimère est une représentation inventée par les Grecs. Dans l’imaginaire antique, elle se compose d’une tête et d’un poitrail de lion, d’une queue de serpent et d’un ventre de chèvre. Par conséquent, la chimère est un animal imaginaire dont l’apparence anormale peut induire l’utilisation de synonymes tels que "monstre". Avec le temps, le mot "chimère" a pris une signification élargie qui n’est plus liée à son aspect animal, mais à l’illusion de manière générale. On peut donc employer comme synonyme de "chimère" les termes "mirage", "rêverie", "fantasme"… Dans l’acception première du terme en tant qu’animal mythologique de la Grèce antique, les chimères n’existent pas. Composées de plusieurs parties d’animaux distincts, ce ne sont pas des êtres viables. L’extension du sens du terme "chimère" au domaine de l’illusion et du mirage souligne d’ailleurs le caractère fantastique et fantasmatique des chimères grecques. Cependant, les chimères existent dès lors qu’on entend par là les êtres humains dont toutes les cellules ne possèdent pas le même ADN, en raison de la fusion de deux œufs fécondés dans l’utérus maternel.
Hermaphrodisme: Définition Linguistique
HERMAPHRODITE, subst. masc. et adj.
I. − Emploi subst.
A. − [Désignant une pers.] Individu à qui l'on attribue les deux sexes, qui réunit les caractères ou certains caractères des deux sexes. Synon. androgyne.
Quelqu'un est là. Mais qui? Est-ce un hermaphrodite, homme et femme, ange et nuit? (Hugo, Dieu,1885, p. 87) :… Montherl., Songe,1922, p. 42.
− Spécialement
♦ BEAUX-ARTS. Représentation antique d'un personnage mythique doué d'une double sexualité et combinant des formes masculines et des formes féminines. L'Hermaphrodite du Louvre, du Vatican (Ac. 1935). L'Hermaphrodite du musée d'Épinal. − Les ongles de ses mains et de ses pieds sont plaqués d'argent (Barrès, Cahiers, t. 14, 1923, p. 218).
♦ TÉRATOLOGIE. Sujet atteint d'hermaphrodisme. D'autres ont supposé qu'il n'y avait qu'un seul corps [dans l'homme androgyne primitif], mais réunissant les deux sexes, comme dans les êtres anormaux que les médecins désignent sous le nom d'hermaphrodites (P. Leroux, Humanité, t. 2, 1840, p. 532).Certains hermaphrodites peuvent procréer, et l'on connaît des familles dans lesquelles l'hermaphrodisme est héréditaire en dominance régulière ou irrégulière (Lar. méd.1970).
− Au fig. Personne qui participe d'une double nature, associe des éléments divers et contradictoires. Œuvres div.,1840, p. 282).L'auteur des Contes drolatiques et de Séraphita Séraphitus, un hermaphrodite tout bouillonnant des ardeurs de la vie, aussi indifférent que possible à la vie supérieure, mais affamé de toutes les sensations et de toutes les ambitions (Amiel, Journal,1866, p. 320).
B. − BOT., ZOOL., au plur. Plantes ou animaux hermaphrodites (infra II B). Les vignes sauvages sont en principe dioïques, mais il faut peu de chose pour que les individus mâles se comportent comme des hermaphrodites (Levadoux, Vigne,1961, p. 24).
− [Avec l'art. déf.] Le groupe taxinomique qu'ils constituent. La bipotentialité sexuelle, phénomène général chez les métazoaires, se manifeste pleinement chez les hermaphrodites (Hist. gén. sc.,t. 3, vol. 2, 1964, p. 678).
II. − Emploi adj.
A. − [En parlant d'une pers.] Qui réunit les caractères ou certains caractères des deux sexes. Les dieux hermaphrodites de la vieille Italie se divisèrent d'abord en couples, et peu à peu leurs légitimes et insignifiantes moitiés cédèrent modestement la place aux brillantes déesses de la Grèce (Michelet, Hist. romaine, t. 2, 1831, p. 63).
− P. hyperb. C'est en effet une horrible créature, dit-il en frissonnant… Superficielle, laide, hermaphrodite… Et je n'ai jamais été aussi étonné de mon mauvais goût qu'après avoir passé quatre mois avec elle (Maurois, Ariel,1923, p. 134).
− Au fig. [Appliqué à un inanimé abstr.] Qui est composé de deux éléments de nature différente. Que faisons-nous autre chose (…) depuis 60 ans, avec nos systèmes hermaphrodites de monarchie constitutionnelle et parlementaire, que de protester contre l'irrévocable divorce de 89! (Proudhon, Confess. révol.,1849, p. 348).
B. − BOT., ZOOL.
[En parlant de certains végétaux] Qui réunit sur une même fleur les organes reproducteurs mâles et femelles. La vie se perpétue dans la vigne par la fleur. Elle est hermaphrodite, nettement mâle et femelle. L'élément femelle est constitué par le pistil, l'élément mâle par les étamines (Pesquidoux, Livre raison,1925, p. 84).
[En parlant de certains animaux inférieurs] Qui porte à la fois des gonades mâles et femelles. Les animaux ont, comme les plantes, des sexes qui en divisent chaque espèce en mâles et en femelles. Les uns les réunissent dans le même individu, comme le limaçon, qui est hermaphrodite. Cependant cet animal ne peut se reproduire seul (Bern. de St-P., Harm. nat.,1814, p. 325).La douve est hermaphrodite et se féconde elle-même (Garcin, Guide vétér.,1944, p. 67).
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