REPRODUCTION? ASEXUÉE OU SEXUÉE??? TYPES DE

Hors série bio 2007
La reproduction en voilà un
sujet porteur! Tellement vaste
que plusieurs bruit de fond
pourraient s'y consacrer. Entre
ceux utilisant la reproduction
séxuée (comme nous), ceux se
débrouillant seul en se clonant soit
en se divisant soit à partir d'un
morceau (reproduction asexuée), Eponge et repro
ceux utilisant un coup l'asexuée ou la
asexuée par
séxuée, ceux qui changent de sexe "dégoulinade"
ou ceux qui ont les 2 (les
hermaphrodites).
Les doris comme
tous les
nudibranches sont
hermaphrodites
(Gabinière)
Les comportements
d'approche et de
conclusion
tout
aussi variés: balets, contacte physique ou pas, on fait
un nid ou on fait ça en pleine eau, parfois juste du
bout du bras (poulpe!). Les progénitures sont tout
aussi diversifiées: oeufs, pas oeufs, abandonnés au
grés des courants ou dans les mangroves, élevés
par le male ou par la femelle... Bref vous l'aurez
compris de quoi en raconter! Voici quelques
exemples... qui, nous l'espérons, vous donneront
envie d'en savoir plus!
L'équipe de l'atelier bio 2007
D’un point de vue génétique, la reproduction sexuée
permet d’augmenter la diversité génétique de l’espèce.
C’est un phénomène évolutif important qui pérennise
l’espèce tout en augmentant ses facultés d’adaptation.
Reprenons l’exemple du lapin qui, même décimé à 90%
par la myxomatose, a pu grâce aux quelques individus
résistants reconquérir le territoire australien.
On distingue la reproduction sexuée de la reproduction
asexuée ou multiplication asexuée.
- Dans le premier cas, la fusion des gamètes mâle et
femelle (porteur d’une partie de l’information génétique)
donne naissance à un œuf ou zygote. C’est un
phénomène complexe qui nécessite des organes
spécialisés capables de produire des cellules spécialisées.
La rencontre des gamètes se fait grâce à des processus
complexes d’expulsion simultanée lorsque la reproduction
est externe ou par des comportements spécifiques de
rencontre des partenaires lorsque la fécondation est
interne (danse nuptiale, période de rut, etc..). La
reproduction sexuée malgré son coût énergétique et son
faible rendement reste le moteur de l’évolution en
favorisant la diffusion des gènes de génération en
génération.
- La multiplication asexuée correspond à la capacité des
organismes vivants de se multiplier seuls. C’est un
phénomène efficace qui permet une multiplication rapide
mais limite la variabilité génétique et conduit souvent à
l’accumulation
de
mutations
létales
(mortelles).
Souvenons-nous que le clonage n’est ni plus ni moins
qu’une multiplication asexuée.
De nombreux animaux pratiquent à la fois la multiplication
asexuée et la reproduction sexuée. La première permet un
accroissement rapide du nombre d’individus alors que la
deuxième favorise la variabilité génétique et la diminution
des gênes létaux récessifs.
TYPES DE REPRODUCTION CHEZ LES
POISSONS
Ovuliparité: émission des produits génitaux (sperme
et ovocytes) dans l’eau (pleine eau, substrat, enfouis,
nids, cavités…);
très commune.
Oviparité:
REPRODUCTION? ASEXUÉE OU
SEXUÉE???
La reproduction est un phénomène fondamental chez
toutes les espèces animales et végétales. La
reproduction est à l’origine de la définition d’espèce:
ensemble de populations interfécondes (interfertiles),
isolées du point de vue reproductif d'autres ensembles
équivalents.
D’un point de vue écologique, la reproduction permet, si
le nombre d’individu s’accroît, d’ancrer une espèce sur
un territoire voire de conquérir de nouveaux territoires.
Le lapin, bien connu pour sa fécondité, a pu ainsi
coloniser l’ensemble du continent australien, en quelques
décennies.
émission d’oeufs
fécondés; le mâle
de la roussette et
certaines raies (Raja
sp.) pratiquent une
Oeufs de rousette dans une
gorgone (Porcros)
les filaments dépassent du
ventre de la roussette et
s'accroche sur un support ce
qui finit d'accoucher" fécondation interne comme les
chaque oeuf. A un stade autres poissons cartilagineux
avancé on peut distinguer le mais leur spécificité est que la
foetus
mère ne met pas au monde des
petits mais des œufs qui sont entourés d’une coque
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protéique résistante - on peut les voir accrochées
dans les gorgones. Chez la roussette, le mâle enlace
la femelle avec la queue pour la féconder. La
femelle pond ensuite une dizaine d’œufs de 5 cm
(petite roussette) ou une vingtaine d’œufs de 10 cm
(grande roussette)
Ovoviviparité: l’embryon se développe dans la
cavité génitale de la mère, sans être nourrie par
celle-ci; se rencontre chez les guppys (petits
poissons communs en aquarium d’eau douce) et 70
% des espèces de requins; chez les requins de haute
mer, les embryons peuvent pomper les nutriments
des embryons voisins, puis dévorer les œufs non
fécondés, les embryons les moins développés et
finalement leurs frères et sœurs avant de sortir du
ventre de leur mère. Un spécialiste qui passa sa main
dans l’utérus d’une femelle requin des sables qui
venait d’être pêchée se fit mordre sauvagement.
Les Requins et raies possèdent un organe copulateur, le
ptérygopode, dont le squelette cartilagineux est fourni
par des rayons des nageoires pelviennes, tournés en
direction de la queue. Ceux d’autres poissons vivipares
comme les Poeciliidés (guppy) sont formés à partir de la
nageoire anale.
Viviparité: l’embryon reçoit une nourriture maternelle,
ou paternelle pour certains Syngnathidés comme
l’hippocampe, autre que celle contenue dans son œuf.
LE CHANGEMENT DE SEXE
Un des trucs marquant chez les poissons est l’aptitude
de pas mal d’espèces à changer de sexe, du moins dans
celles que fréquente le plongeur en mer. Tout comme les
mammifères, les poissons génétiquement femelles ont
des chromosomes sexuels XX et les poissons
génétiquement mâles des chromosomes sexuels XY.
Cependant, le sexe phénotypique - celui que l’on
constate sur le poisson - peut être différent de son sexe
génétique. C’est possible grâce aux gonades de ces
espèces qui ne sont ni totalement différenciées en
testicules, ni en ovaire ou du moins peuvent évoluer de
l’un vers l’autre; on parle d’ovotestis lors des stades
intermédiaires. Les individus sont soit en général mâles
puis femelle
ou inversement
-hermaphrodisme
séquentiel-, mais de rares espèces, dont de nombreux
petits
Serranidés
(notre
Serran
écriture par exemple)
sont en même temps
mâle
et
femellehermaphrodisme
simultané -; il en
résulte
une
fécondation croisées
chaque partenaire du
couple fécondant les œufs de
Serran écriture
l’autre. Selon les espèces, le
(Porquerolles)
changement de sexe peut se faire un des rares espèces de
dans l’un ou l’autre sens. On va poissons hermaphrodites
ainsi trouver des mâles primaires -
des vrais mâles génétiquement - et des mâles
secondaires - femelles inversées et réciproquement pour
les femelles. Le «changement» de sexe peut se faire sous
l’influence de différents facteurs: la température, des
hormones, des phénomènes sociaux.
Ces phénomènes sont utilisés en pisciculture afin d’obtenir
des populations mono sexe, qui vont connaître une
croissance homogène, montrer moins d’agressivité, ne
pas dépenser leur énergie en produits sexuels.
L’intérêt de l’hermaphrodisme séquentiel serait pour les
espèces où les mâles dominant sont issus de femelles,
d’assurer une fécondation maximale (un mâle peut
féconder de multiples femelles) et une meilleure défense
du territoire. L’hermaphrodisme permet aussi de palier les
difficultés de rencontre entre géniteurs, encore qu’il s’agit
souvent d’espèces avec de nombreux individus, et de
réguler le sex-ratio des populations. La contrepartie étant
la dépense énergétique nécessaire pour le changement.
Le changement de sexe est en général définitif; quelques
rares
espèces (certains gobies)
peuvent
changer
plusieurs fois selon
les besoins.
Bancs de saupes
broutant
d'abord mâle puis
femelle...
Ceux
qui
sont
d’abord des mâles(protandrie) : la
daurade, le sar, la saupe, les poissons clown…
Ceux qui sont d’abord des femelles(protérogynes) : la
mendole, le pagre, la girelle, le labre nettoyeur, les
mérous, les poissons perroquet…
LES MIGRATIONS
Le lieu de vie n’est pas forcément le lieu choisit pour la
reproduction. On rencontre des phénomènes de
migrations entre eau douce et eau de mer chez le
saumon, esturgeons, lamproies et les anguilles. Il existe
aussi des migrations en eau de mer (congre, thon). Chez
les espèces à ponte pélagiques (thon, sardine, anchois,
vives, daurades, soles), les oeufs sont abandonnés en
pleine eau. Les adultes choisissent un lieu de ponte dont
la qualité de l’eau (température, salinité, oxygène,)
correspond au mieux au besoin de l’espèce. Aussi on voit
passer
les
thons
adultes
devant
les
côtes
méditerranéennes françaises vers l’est (zone entre Sicile,
Tunisie, Italie du Sud, Sardaigne, zones de rencontre du
bassin occidental comme les Baléares et du bassin
oriental de la Méditerranée) au printemps (ponte en été) et
les juvéniles dans l’autre sens en été-automne. La ponte
se déroule dans des conditions de salinité et de
température assez strictes.
L’éperlan, comme beaucoup de poissons d’eau saumâtre,
vient frayer en eau douce.
Gardons et barbeaux passent des lacs aux embouchures
de rivières ou remontent les ruisseaux. Ombres, carassin,
tanches fraient sur place. Les poissons de rivière se
dirigent souvent vers l’amont.
Chez l’anguille, la reproduction se passe à une profondeur
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de 400 m au dessus de fosses de 6000 m en mer des
Sargasses ; le territoire est caractérisé par un isotherme
de 17 degrés et une forte teneur en sel. La ponte a lieu
en mars et avril. Les œufs puis les larves, semblables à
des feuilles de saule, dérivent vers l’est grâce au gulf
stream. Au bout de trois ans la larve mesure 7 cm et
arrive vers les côtes occidentales de l’Europe. Là elle se
transforme en civelles, anguilles transparentes, qui
remontent les fleuves la nuit et commencent à se
pigmenter en jaune - vert. Après 9 à 15 ans les anguilles
noircissent et deviennent argentées - signe de maturité
sexuelle -, le corps se modifie pour se préparer au
voyage retour. La reproduction du congre est moins
connue mais on sait que l’animal se modifie (aspect
«boudiné», décalcification, les ovaires atteignent jusqu’à
la moitié du poids des femelles) et migre vers des
frayères en haute mer.
LA SÉLECTION SEXUELLE
Divers signaux permettent la reconnaissance des
femelles et des mâles entre eux: forme (nageoire, tête),
taille, couleur, signaux chimiques, comportement de
cours. D’autres critères rentrent en jeu: la femelle
blennie-paon préfère les mâles occupant des nids à
petite entrée, supposés plus faciles à défendre.
LA FÉCONDATION
La fécondation se
fait en pleine eau
chez
certaines
espèces, les deux
partenaires
réalisant parfois à
l’issue d’une cour
un
«rush
ascensionnel» une
remontée
rapide au corps à
corps- à l’issue de
laquelle
se
produit
l’émission de gamètes à la surface; c’est par exemple le
cas
du
mérou
brun
de
Balet de
Méditerranée.
castagnioles(Cannes)
La parade nuptiale du mérou brun
se fait en fin de journée et les pontes au coucher du
soleil.
Il
attire sur
son
territoire
plusieurs
femelles,
ces
femelles
s’accouplant
ensuite
avec
Mérou(Gabinière)
d’autres
mâles.
Les
parades
change de sexe en
sexuelles jouent un double rôle:
viellissant pour devenr
d’une part la sélection et
mâle, utilise la parade
l’identification des partenaires,
nuptiale pour
d’autre part la garantie de
synchroniser le lacher des l’émission
synchrone
des
gamètes en surface
gamètes afin de maximiser les chances de fécondation;
les spermatozoïdes ne survivent en effet souvent que
quelques dizaines de secondes dans l’eau de mer (choc
osmotique). Les œufs fécondés retombent ensuite au
fond.
La ponte
L’aire de ponte peut être spécifique.
Divers lieux de ponte:
Cailloux et gravier: Truite, saumon, barbeau
Sable: Perche soleil
Algues: Hareng, brochet,
athérines
Nid végétal: crénilabres,
épinoches
Coquilles de
mollusques(morts) :
gobies, blennies
La défense des œufs
Certaines espèces comme le
brochet, la carpe ou la perche abandonnent les œufs
après la ponte, d’autres les
Gobie (Cannes)
protègent.
utilise des coquilles vides
Les Labridés méditerranéens
comme nid
défendent un territoire. Ceux du
genre Labrus ne construisent en général pas de nid
contrairement à ceux du genre Symphodus. Le crénilabre
(S. ocellatus) construit un nid très élaboré à base d’algues
et y attire successivement souvent de 10 à 50 femelles; il
va défendre les oeufs, les nettoyer, les oxygéner jusqu’à
éclosion 4 à 5 jours plus tard. Cependant cette
surveillance lui laisse peu de temps pour s’accoupler,
aussi les mâles «satellites» et les «sneakers» en profitent!
Comme le taureau, le mâle crénilabre a une sensibilité
visuelle pour le rouge, qui serait la couleur des mollusques
gastéropodes qui tentent d’attaquer le nid. Faites le test.
Chez S. tinca, le mâle se fait occasionnellement expulser
par un grand mâle pirate mais qui lui restitue le nid après
quelques fécondations.
Les blennies utilisent des cavités rocheuses ou des
coquilles vides - d’huître à Thau - pour abriter les œufs. Le
mâle protège le nid; chez la blennie méditerranéenne, le
mâle gardien peut être parfois remplacé par un autre mâle
gardien sans qu’il n’y ait de destruction de la première
ponte.
L’incubation corporelle
Une mode de protection original
des œufs pour les espèces
ovovivipares consiste à les
cacher dans le corps d’un des
apogon(Cannes)
parents. Chez les apogons - les
le
mâle
jeune durant toute
petits poissons rouges avec un oeil
lapériode où il garde les
noir parcouru de trais blancs que
oeufs... dans sa bouche!
l’on voit sous les roches en
Méditerranée, sa couleur rouge étant un bon camouflage
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car le rouge ressort tout gris sauf pour les poissons
équipés d’un bersub -, le mâle les féconde et les prends
dans la bouche -sa mâchoire est conçue pour agrandir
l’espace - puis jeûne. On peut voir les oeufs par
transparence avec une lampe. Toutefois, il arrive qu’il en
mange quelques uns pour lutter contre l’épuisement,
notamment en cas de départ de la femelle en quête d’un
nouveau mâle.
L’incubation buccale est très commun chez les Cichlidés
africains des lacs Malawi et Tanganyika, petits poissons
bleus d’eau douce, observables à l’aquarium de Lyon sur
la droite avant le snack en bas des escaliers ; une
curiosité du Tanganyika est un poisson chat qui ponds
ses œufs sur ceux d’un Cichlidé juste avant qu’il ne les
prenne dans la bouche; les œufs se font protéger gratos
chez leur parent adoptif puis, comme ils éclosent les
premiers, bouffent sur place les œufs du Cichlidé. Une
sorte de «coucou – poisson».
Chez les Syngnathidés - hippocampes et aiguilles de
mer ou syngnathes, qui ressemblent chez nous à une
feuille de posidonie qui aurait une tête d’hippocampe
allongée -, les ovocytes sont déposés par les femelles
puis incubés dans une poche localisée dans la partie
caudale antérieure du mâle. Les spermatozoïdes nagent
dans la poche et fécondent les ovocytes.
Chez l’hippocampe, les mâles paradent autours des
femelles; les mouvements de sa queue (balancier)
permettent de gonfler la poche qui s’ouvre. En levant la
tête le mâle incite la femelle à monter avec lui à la
surface de l’eau; les deux partenaires montent en
tournant comme un carrousel, ventre contre ventre; la
femelle injecte en l’espace de dix secondes environ 200
œufs dans la poche incubatrice du mâle, qui les féconde
dans sa poche. Il les conserve 10 à 30 jours, jusqu’à
éclosion. L’«accouchement» donne lieu à des
contractions assez violentes.
Les œufs: nombre et durée d’incubation
Le nombre varie selon les espèces; ils sont peu chez les
requins car la fécondation interne limite les pertes et il
vaut mieux privilégier la taille des individus; à l’opposé
les esturgeons pondent jusqu’à 6 millions d’œufs, les
turbots 9 millions.
Chez les espèces qui pondent en pleine eau, les œufs
flottent et font partie du plancton animal.
La durée d’incubation est de 60 heures chez l’esturgeon
mais il faut huit mois chez la roussette avant que les
œufs, enveloppés dans leur capsule cornée, n’éclosent.
Référence: les poissons et leur environnement:
écophysiologie et comportements adaptatifs, Bruslé
Jacques et Quignard Jean-Pierre
LA REPRODUCTION DES ANIMAUX FIXÉS
La claveline, comme de nombreux fixés, pratique à la
fois les deux modes de reproduction asexuée et sexuée
et cumule ainsi les intérêts. Mais comment faire lorsqu’on
vit solidement fixer sur un rocher pour rencontrer d’autres
partenaires?
Colonie (Thau)
la claveline utilise
les é modes de
reproduction
De nombreux animaux fixés
ont développé les deux
modes
de
reproduction,
sexuée et asexuée. Ces deux
modes de reproduction sont
complémentaires.
La
reproduction
asexuée
est
stratégique pour occuper le terrain
et
coloniser par la pression démographique. Chez les
ascidies coloniales, la reproduction asexuée est à l’origine
de l’organisation de la colonie.
La reproduction asexuée prépare aussi la reproduction
sexuée en augmentant le nombre d’individu capable de se
reproduire donc le nombre de larves. Elle favorise
néanmoins l’apparition d’aberration chromosomique.
La reproduction sexuée avec l’expulsion d’une larve
mobile permet de coloniser de nouveaux territoires. Elle
favorise le brassage des gènes et limite le risque de
mutation létale. Il faut noter que la claveline en protégeant
les gamètes femelles et en favorisant le développement
de la larve dans sa tunique économise sur la production
de gamètes femelles (les œufs). De nombreux animaux
fixés émettent en même temps gamètes mâles et femelles
pour une reproduction en pleine eau. Ce mode de
reproduction est plus aléatoire et fait le régal des animaux
du récif.
Pour que la reproduction
sexuée fonctionne, il faut que
la production des gamètes
soit
nombreuse
et
simultanée. On a déjà pu
identifier le rôle du cycle
lunaire pour réguler la
production et l’émission des
gamètes. Il est intéressant de
noter que des espèces
différentes choisissent le
même instant pour émettre leurs gamètes. L’expulsion
simultanée d’un grand nombre de gamète limite les
prélèvements des prédateurs. Le cas le plus connu est
celui de la grande barrière de corail. Périodiquement, la
mer se pare de couleurs bigarrées dues aux œufs des
coraux expulsés simultanément en grand nombre. C’est
un spectacle visuel extraordinaire pour le plongeur qui
peut à la fois observé le feu d’artifice corallien et
l’ensemble des animaux du récif qui s’invitent à cette orgie
récifale.
Voici plus de deux mille ans, Aristote décrivit les tuniciers,
animaux entourés d’une tunique. La claveline fait partie de
la classe des Ascidies.
Les ascidies sont hermaphrodites, c’est à dire que chaque
individu produit des gamètes mâles et des gamètes
femelles. Attention, un animal hermaphrodite ne pratique
pas forcément l’autofécondation.
Hors série bio 2007
La
reproduction
sexuée a lieu de juin
à septembre, Les
gamètes mâles sont
expulsés dans l’eau
par l’orifice exhalant.
La fécondation a lieu
dans l’atrium ou se
trouve les gamètes
femelles.
Le
développement
embryonnaire Détail d'une claveline
donne naissance à une larve géante (la gabinière)
expulsée par l’orifice exhalant qui Notez l'axe nerveux
après une courte phase mobile se
fixe à un support. La larve ressemble à un petit têtard.
Une nouvelle colonie naîtra par multiplication asexuée.
La multiplication asexuée commence en janvier et se
traduit par un cycle de croissance avec l’apparition de
nouveaux zoïdes le long du stolon. Les zoïdes d’une
colonie possèdent le même patrimoine génétique.
Remarque: les ascidies font partie des invertébrés les
plus développés d’un point de vue évolutif. Outre leur
symétrie bilatérale, il faut noter que la larve possède un
axe nerveux appelé la chorde comparable à celui des
vertébrés.
AMOURS DE CÉPHALOPODES
L’accouplement du poulpe
La femelle nettoie obstinément ses ventouses devant le
mâle. Le mâle répond en lui
montrant
ses propres ventouses:
plusieurs d’entre elles
sont nettement plus
grandes,
caractéristique
propre aux mâles.
Le mâle lève les bras et les dirige vers
Un poulpe
sa partenaire; ses yeux prennent un timide... (Carry)
éclat nouveau et s’entourent d’un
cercle foncé. Il avance son troisième bras, l’hectocotyle,
parcouru par une gouttière et terminé par une spatule et
l’introduit, après quelques caresses, dans la cavité
paléale de la femelle. Ensuite il fait glisser dans la
gouttière du bras hectoctyle des spermatophores grâce à
des mouvements de contraction pendant plus d’une
heure. Si la femelle se débat, le mâle peut l’immobiliser
mais le plus souvent l’accouplement à lieu à distance à
bras tendus.
Oeufs de poulpe
(Carry)
après la fécondation dans la grotte que défend la femelle;
celle-ci va oxygéner, nettoyer et protéger les œufs; elle
cesse de se nourrir et mourra peu après l’éclosion des 200
000 œufs.
D’autres céphalopodes agissent différement: le mâle
argonaute est vingt fois plus petit que la femelle; le mâle
ne mesure qu’un centimètre mais son bras hectocotyle,
enfermé dans un sac, atteint 12 cm. Au moment de se
reporduire, le bras éclate le sac, se détache du corps avec
les spermatophores pour nager de façon autonome
plusieurs heures jusqu’à ce qu’il trouve une femelle. On a
longtemps cru que cet organe, armé de cent ventouses et
retrouvé dans la cavité palléale des femelles était un
nouveau type de vers parasite.La femelle portera ses
œufs dans sa «fausse» coquille flottante, secrétée et
maintenue par ses deux bras arrières.
Chez les seiches, tout est affaire de couleur; le mâle
adopte une robe spécifique –présence de rayures rougessur le corps, et le bras hectocotyle. Il accompagne les
mouvements de la femelle, puis juxtaposent leurs bouches
et entrelacent leurs bras en position tête à tête. Le mâle
dépose alors ses spermatophores dans un repli buccal.
Les œufs, en forme de grappes de raisins souvent
déposés sur des gorgognes, sont uniquement protégés
des prédateurs par leur mauvais goût.
Chez les calmars, le reproduction prend
Equipe BIO: Vincent Blondeau, Pierre-Louis Laggabe,
Emil Ramos, Manuel Fernandez, Maud Pakula.
Photos: Michel pakula
Les partenaires se séparent ensuite; la ponte des
grappes d’œufs se déroule trois semaines à deux mois
Calamars...
la forme d’un «grand rassemblement
(Carry)
orgiaque et multipartenaires » de
quelques jours, auquel s’invitent aussi toutes sortent de
prédateurs. La polygamie est de règle et les étreintes à
trois sont fréquentes. Au comble de l’excitation, le mâle est
parcouru d’ondes et de stries rouges et marron aussi
longtemps qu’ils étraignent la femelle. Les mâles
insatiables s’égarent vers leurs semblables ce qui
déclenche des réactions violentes. Les femelles attachent
leurs œufs au fond et aux algues, les mâles continuant
leur travail, ce qui laisse aux œufs une deuxième chance
d’être fécondés. Epuisés les partenaires meurrent sur
place parfois pendant l’étreinte. Les œufs éclosent un
mois plus tard.
(d’après
Diolé et Cousteau, Pieuvres la fin d’un
malentendu)