Introduction
La reproduction sexuée, impliquant la fusion d'un gamète mâle et d'un gamète femelle, est le mode de transmission de la vie le plus répandu chez les animaux. Elle favorise un brassage génétique important, assurant que chaque individu naisse avec un capital génétique unique. Cependant, les avancées scientifiques récentes ont permis d'explorer des voies alternatives, notamment la possibilité de créer un embryon à partir d'un seul gamète femelle, un processus connu sous le nom de parthénogenèse. Cet article se penche sur les mécanismes de la parthénogenèse, les défis qu'elle pose, et les implications éthiques qu'elle soulève.
La parthénogenèse : un mode de reproduction asexuée à partir d'un gamète femelle
Dans la nature, certaines espèces, tant animales que végétales, se reproduisent par parthénogenèse, c'est-à-dire uniquement à partir du gamète femelle, sans participation du gamète mâle. Chez les mammifères, la parthénogenèse naturelle n'a jamais été observée, ce qui suggère que le développement d'un embryon de mammifère requiert la présence des deux génomes maternel et paternel.
La parthénogenèse (du grec parthenos, vierge, et genesis, naissance) est la division à partir d'un gamète femelle non fécondé. C'est un mode de reproduction monoparental. Elle appartient aux modes de reproduction sexuée car elle nécessite l'intervention d'un gamète mais en l'absence d'apport de matériel génétique d'un autre individu le résultat s'apparente à la reproduction asexuée.
L'empreinte génomique : un obstacle à la parthénogenèse chez les mammifères
Chez les mammifères, la parthénogenèse naturelle n'a jamais été décrite et les tentatives de parthénogenèse expérimentale se sont toutes soldées par des échecs. La raison de cet échec est liée à un phénomène découvert au début des années 1980 que les auteurs anglo-saxons nomment genomic imprinting et que nous appellerons « empreinte génomique parentale » : chez la souris et chez tous les mammifères, les génomes mâle et femelle assemblés dans l'œuf fécondé, bien qu'ils contiennent la même information génétique, sont marqués d'un sceau différent ou empreinte, apposé durant la gamétogenèse. Il en résulte une différence fonctionnelle des deux génomes parentaux qui rend leur présence conjointe absolument nécessaire au développement de l'embryon à terme.
Dans les testicules et les ovaires, des marques dites épigénétiques, appelées empreintes génomiques, sont déposées sur les chromosomes des gamètes. Ces marques épigénétiques donnent l’ordre à certains gènes de s’exprimer et à d’autres de rester inactifs. Elles ne sont pas placées sur les mêmes gènes, de telle sorte que l’enfant conçu reçoit normalement des messages différents de son père et de sa mère. Certains messages sont destinés au placenta. Ceci agit sur le petit et sur sa mère. A titre d’exemple, chez la souris, une empreinte apportée par le mâle fait sécréter par le placenta des hormones agissant sur le cerveau de la mère.
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Un autre type d’effet de l’empreinte génomique est de grande importance dans notre espèce : c’est la non-viabilité des embryons lorsque les deux chromosomes d’une même paire proviennent d’un même parent, ce qui arrive parfois par suite d’une erreur dans la formation des gamètes. Seuls les embryons dont les paires de chromosomes viennent des deux parents se développent.
Contourner l'empreinte génomique : des avancées scientifiques
Des chercheurs sont parvenus à contourner l’empreinte génomique afin de faire naitre des souriceaux à partir de « deux pères ». La production d’individus à partir de deux mammifères du même sexe se fait in vitro, en implantant dans un ovule dont on a enlevé le noyau, les noyaux de deux ovules ou de deux spermatozoïdes. L’échec de ce procédé était, dès 1984, attribué à l’empreinte génomique.
De nombreuses équipes cherchèrent alors à contourner cet obstacle. En 2004 une équipe parvint à faire développer une souris à partir de deux gamètes femelles dont l’un avait une anomalie génétique qui imite l’empreinte génomique observée chez le mâle. Certains chercheurs choisirent donc d’appliquer les modifications des empreintes génomiques non pas sur les gamètes eux-mêmes, mais sur des cellules souches « d’embryons » obtenus par division de gamète femelle ou mâle non fécondé (Ces embryons n’étant pas le fruit d’une conception ont les chromosomes d’un seul gamète.).
En 2016 cette méthode fut un succès chez la souris, une proportion des souris ayant survécu et même été fécondes : un individu avait donc été produit à partir d’ovules de deux mères. En 2018, la même équipe publia le même type de résultats obtenus à partir d’ovules de deux mères ou de spermatozoïdes de deux pères. Cependant, alors que les individus issus de deux mères étaient viables et même féconds, ceux qui étaient issus de deux pères mouraient peu après la naissance.
C’est cette même équipe qui publie de nouveau en 2025 présentant leurs résultats obtenus à partir des gamètes de deux pères dont ils ont modifié l’activité de 20 gènes concernés par l’empreinte génomique. Cette fois-ci les individus ne décèdent plus à la naissance, avec cependant une survie courte.
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Les différents types de parthénogenèse
Il existe différents types de parthénogenèse, qu’elle soit régulière, accidentelle, rudimentaire, géographique ou que ce soit de la paedogenèse, il y a des particularités dans chacune d’elles.
On parle de parthénogenèse régulière obligatoire lorsque l’ovule est non fécondable. Dans ce cas, elle peut être constante ou indéfinie, c’est-à-dire que toutes les générations seront parthénogénétiques, dans ce cas il est possible de n’avoir que des femelles. On parle de parthénogenèse thélytoque lorsque les mâles sont absents. Les phasmes sont des individus qui réalisent la parthénogenèse obligatoire.
Mais il existe aussi une parthénogenèse régulière cyclique, dans cette situation le cycle biologique est constitué d’une alternance de générations parthénogénétiques thélytoques et deutérotoques. Les générations parthénogénétiques alternent avec des générations à reproduction sexuée, comme chez certains insectes ou chez les daphnies (crustacé). Dans le cas de la parthénogenèse cyclique, les saisons peuvent déterminer l’alternance reproduction sexuée et reproduction asexuée.
Lorsqu’on parle de parthénogenèse régulière facultative on parle de la possibilité d’un ovule d'être fécondé ou non. Dans le cas de la parthénogenèse arrhénotoque, les œufs donneront des mâles ; cependant lors de la fécondation les zygotes produits donneront des femelles. L’ovule non fécondé donnera systématiquement un zygote haploïde qui se développera en individu mâle tandis que l’ovule fécondé donnera un zygote diploïde donnant un individu femelle.
La parthénogenèse accidentelle concerne les espèces où le zygote est obtenu, normalement, après une fécondation par le gamète mâle. Lors d'un développement issu d'un œuf parthénogénétique on a alors, selon les espèces, uniquement des femelles (thélytoque), uniquement des mâles (arrhénotoque) ou les deux (deutérotoque).
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La parthénogenèse géographique se rencontre de manière irrégulière et dans de nombreux groupes représente la reproduction exclusive. Chez certaines espèces on aura une reproduction différente selon leur localisation géographique.
La paedogenèse est une parthénogenèse qui se produit chez la forme larvaire, elle est assez proche de la parthénogenèse cyclique. Ce type de parthénogenèse s’accompagne généralement de viviparie puisque la larve est dépourvue d’orifice de ponte. On rencontre le phénomène de paedogenèse en période d’abondance alimentaire puisque les larves se nourrissent activement.
Exemples de parthénogenèse dans le règne animal
Chez les reptiles, environ quinze espèces de lézards whiptails (lézards à queue en fouet, genre Cnemidophorus) se reproduisent exclusivement par parthénogenèse. Ces lézards vivent dans le climat sec et quelquefois rude du sud-ouest des États-Unis et du nord du Mexique. Toutes ces espèces qui se multiplient par voie asexuée semblent être nées par croisement entre deux ou trois des espèces sexuées, ce qui aurait conduit à des individus polyploïdes. Le mécanisme par lequel le mélange de chromosomes de deux ou trois espèces peut être cause de reproduction parthénogénétique est inconnu. Puisque les événements d'hybridation multiple peuvent se produire, les différentes espèces parthénogénétiques de whiptails peuvent remonter à de multiples lignées asexuées, indépendantes les unes des autres.
Un aspect intéressant dans la reproduction chez ces lézards est qu'on observe toujours un comportement d'accouplement, même si les populations sont entièrement femelles. Une femelle joue le rôle autrefois dévolu au lézard mâle et monte celle qui est sur le point de pondre. La raison qu'ont ces animaux d'agir ainsi est due à leurs cycles hormonaux, qui font agir certains comme des mâles lorsque leurs niveaux d'œstrogène sont bas tandis que d'autres jouent le rôle de femelle quand leurs niveaux d'œstrogène sont élevés. Les lézards qui suivent ce rite de parade ont une fécondité plus grande que ceux que l'on garde dans l'isolement en raison de l'augmentation d'hormones qui accompagne la ponte.
Depuis 2005, la communauté scientifique se penche sur le cas du dragon - ou varan - de Komodo. Ce gigantesque lézard (2 à 3 mètres de longueur) présenterait en effet une spécificité très rare. Selon plusieurs études convergentes, les femelles seraient en mesure d'assurer leur descendance par parthénogenèse. S’il n’y a pas de mâle reproducteur dans les environs, elles pourraient d’elles-mêmes en enfanter, pour ensuite s’accoupler avec eux et donner naissance à une nouvelle génération de mâles et de femelles.
Il y a également des cas de parthénogenèse chez les insectes. Un exemple classique est celui des abeilles communes. En effet, les mâles des abeilles naissent d'œufs non fécondés ; ils sont par conséquent haploïdes. Les œufs fécondés donnent naissance à des abeilles femelles : les futures ouvrières, ou, très exceptionnellement, des reines lorsque les ouvrières nourrissent les larves uniquement avec de la gelée royale pendant les 9 jours qui précèdent l'operculation des cellules royales. Dans la situation extrême où la reine meurt sans laisser de couvain à partir duquel les ouvrières peuvent élever une jeune reine, il est fréquent de voir des ouvrières commencer à pondre des œufs : elles en étaient jusqu'alors empêchées par des phéromones émises par la reine. Puisque ces femelles sont incapables de s'accoupler, leurs œufs non fécondés ne produisent que des mâles, et l'extinction de la ruche est inévitable.
Les mâles des fourmis sont également issus d'une reproduction par parthénogenèse ; ce n'est par contre pas le cas chez les termites. On a découvert deux cas de parthénogenèse chez les fourmis. Le premier cas, chez Wasmannia auropunctata ne concerne que les sexués, mâles et femelles fécondes. Les ouvrières sont, par contre, issues d'une reproduction sexuée. Le second, chez Mycocepurus smithii, espèce de fourmis champignonnistes, est à cent pour cent parthénogénétique. Aucun mâle n'existe chez cette espèce et tous les individus sont femelles.
Implications et enjeux éthiques
La Human Fertilisation and Embryology Authority (HFEA) a récemment préconisé de réglementer plus explicitement la gamétogenèse in vitro. A brève échéance, ces méthodes mises au point pour d’autres espèces seront utilisables dans la nôtre. Cela peut aboutir à la découverte de traitements pour des maladies génétiques. Cependant on est effrayé de lire que ces travaux tentent de produire des enfants à partir du matériel génétique de deux hommes. L’enfant pourra être désiré par celui ou ceux qui en demandent la production à partir de leur capital génétique. C’est en effet faire de l’enfant l’objet d’un désir. Or, dans toute la nature, dans les autres espèces comme dans la nôtre, la progéniture n’est pas à produire, elle est à accueillir. Les parents la prennent en charge telle qu’elle est. Ils n’en choisissent pas les caractéristiques.
La situation actuelle de la recherche incite à appeler à rediscuter le postulat qui est posé par nos sociétés en matière de transmission de la vie : l’absence supposée de conséquence néfaste de la conception d’un enfant en dehors du cadre de l’union intime. Une règlementation est nécessaire. Mais pour que les personnes en charge de la rédaction des règlements fassent les bons choix, une réflexion beaucoup plus radicale doit aussi avoir lieu dans les écoles, les universités et les médias. C’est ensuite seulement qu’un débat parlementaire pourrait aborder la question de façon juste.
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