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Parthénogenèse

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Parthénogenèse est une forme de reproduction asexuée dans laquelle la progéniture se développe à partir d'œufs non fécondés. Un mode de reproduction courant chez les arthropodes, comme les insectes et les arachnides, la parthénogenèse se produit également chez certaines espèces de poissons, d'amphibiens et de reptiles.

La parthénogenèse fait partie de la grande diversité des adaptations présentes dans la nature, assurant la perpétuation de la lignée des organismes. La reproduction assure non seulement l'objectif individuel de la survie de l'espèce, mais fournit également des organismes pour les chaînes alimentaires. La plupart des animaux qui participent à la parthénogenèse utilisent également la reproduction sexuelle ou des comportements sexuels, reflétant le mode quasi universel de cette forme de reproduction chez les eucaryotes.

Vue d'ensemble

La parthénogenèse (qui est dérivée des mots grecs pour "vierge" et "création") est plus efficace que la reproduction sexuelle car elle n'implique pas toujours des comportements d'accouplement, qui nécessitent de l'énergie et encourent généralement des risques. De plus, tous les membres d'une population asexuée sont capables de se reproduire. L'inconvénient, cependant, est que la reproduction asexuée, contrairement à son homologue sexuelle, ne génère pas de diversité génotypique, ce qui est important pour s'adapter aux changements environnementaux abiotiques et biotiques.

Étant donné les inconvénients de la reproduction asexuée pour la survie à long terme de l'espèce, la plupart des espèces qui participent à la parthénogenèse participent également à la reproduction sexuelle ou aux comportements sexuels. La parthénogenèse, par conséquent, sert généralement de stratégie de reproduction disponible, souvent en réponse à des conditions environnementales ou saisonnières, telles que la quantité de ressources disponibles. Les pucerons, par exemple, sont parthénogènes au printemps et en été, se multipliant rapidement lorsque les conditions sont favorables; pendant les mois d'hiver, ils s'accouplent et les femelles éclosent des œufs fécondés. Dans de rares cas, cependant, la parthénogenèse ne se produit pas en combinaison avec la reproduction ou les comportements sexuels: le rotifère bdelloid Philodina roseola, par exemple, se reproduit exclusivement par parthénogenèse, et l'espèce aurait évité la reproduction sexuelle pendant 85 millions d'années (Judson 2002).

En plus de son rôle reproducteur, la parthénogenèse fait partie d'un mécanisme de détermination du sexe chez certaines espèces. Chez les fourmis et la plupart des espèces d'abeilles et de guêpes, les femelles se développent à partir d'œufs non fécondés et sont appelées haploïdes (possédant un ensemble de chromosomes), tandis que les mâles se développent à partir d'œufs fécondés et sont donc diploïdes (possédant deux ensembles de chromosomes, un de chaque parent) ). Ainsi, chez les espèces également capables de reproduction sexuée, la parthénogenèse peut aider à réguler le nombre relatif de mâles et de femelles dans une population.

Comportement sexuel

Chez certaines espèces, la parthénogenèse nécessite un acte sexuel pour déclencher le développement de l'œuf, même si ce comportement ne féconde pas l'œuf. Chez les tiques et les acariens parthénogènes, par exemple, les œufs ne se développent qu'après l'accouplement des animaux, mais les œufs restent non fécondés. Certaines espèces de coléoptères qui n'ont pas de mâles ont besoin de sperme pour déclencher le développement; ces coléoptères s'accouplent avec des mâles d'espèces étroitement apparentées. Cependant, le sperme ne contribue pas au matériel génétique.

Chez d'autres espèces parthénogènes dépourvues de mâles, les femelles se stimulent mutuellement pour activer les mécanismes neuroendocriniens nécessaires à la maturation des œufs. Ce phénomène a été largement étudié chez le whiptail du Nouveau-Mexique (genre Cnemidophorus), dont 15 espèces se reproduisent exclusivement par parthénogenèse. Une femelle joue le rôle du mâle dans des espèces étroitement apparentées et monte la femelle qui est sur le point de pondre. Ce comportement est dû aux cycles hormonaux des femelles, qui les amènent à se comporter comme des mâles peu de temps après la ponte, lorsque les niveaux de progestérone sont élevés, et à jouer le rôle de la femelle dans l'accouplement avant la ponte, lorsque l'œstrogène domine. Les lézards qui mettent en scène le rituel de séduction ont une plus grande fécondité que ceux gardés en isolement, en raison de l'augmentation des hormones qui accompagne le montage. Ainsi, bien que les populations manquent de mâles, elles ont toujours besoin de stimuli sexuels pour un succès reproductif maximal.

Déterminer le sexe

La parthénogenèse implique l'hérédité et la duplication subséquente d'un seul chromosome sexuel. L'œuf non fécondé peut donc être mâle ou femelle selon le schéma chromosomique de l'espèce:

  • Si deux chromosomes similaires déterminent le sexe féminin (tel que le système de détermination du sexe XY), la progéniture sera femelle.
  • Si deux chromosomes similaires déterminent le sexe masculin (comme le système de détermination du sexe ZW), la progéniture sera mâle.

Chez les animaux eusociaux qui se spécialisent dans la reproduction, la parthénogenèse peut être un moyen de réguler le nombre relatif de femelles et de mâles dans le groupe. Un abeille bien connue est l'abeille: la plupart des femelles de la colonie sont des ouvrières stériles, mais quelques-unes deviennent des reines fertiles. Après l'accouplement de la reine, elle possède une réserve de sperme qu'elle contrôle, lui permettant de produire des œufs fécondés ou non fécondés. Ainsi, la reine détermine quand et combien de ressources de la colonie sont dépensées pour la production de mâles (appelés drones).

Exemples récents

  • Le dragon de Komodo, qui se livre normalement à la reproduction sexuelle, s'est récemment révélé capable de se reproduire de manière asexuée via la parthénogenèse (Highfield 2006; Watts 2006). Parce que la génétique de la détermination du sexe chez les dragons de Komodo utilise le système WZ (où WZ est femelle, ZZ est mâle et WW est inviable), la progéniture de la parthénogenèse sera mâle (ZZ) ou inviable (WW), sans aucune femelle née . Il a été postulé que cette stratégie pourrait donner au dragon de Komodo un avantage dans la colonisation des îles, où une seule femelle pourrait théoriquement avoir une progéniture mâle asexuée, puis passer à la reproduction sexuelle pour maintenir un niveau plus élevé de diversité génétique que la reproduction asexuée seule pourrait produire .
  • En 2001, une tête de bonnet (un type de petit requin marteau) aurait produit un chiot en captivité dans un zoo du Nebraska. Le réservoir contenait trois requins-marteaux femelles et aucun mâle. Les tests ADN ont montré que l'ADN du chiot ne correspondait qu'à une seule femelle vivant dans le réservoir et qu'aucun ADN mâle n'était présent dans le chiot. Le chiot n'était pas un jumeau ou un clone de la mère; au contraire, il ne contenait que la moitié de son ADN (un processus appelé parthénogenèse automictique). Le type de reproduction présenté avait été observé auparavant chez les poissons osseux mais jamais chez les poissons cartilagineux tels que les requins (échantillon 2007). Une autre naissance apparente de requins parthénogènes s'est produite en 2002, lorsque deux requins en bambou à points blancs sont nés à l'aquarium de Belle Isle à Détroit. La naissance a dérouté les experts alors que la mère partageait un aquarium avec une seule autre requin femelle.

Les répercussions de l'autofécondation des requins, qui réduit la diversité génétique de la progéniture, sont un sujet de préoccupation pour les experts en requins, compte tenu des stratégies de gestion de la conservation de cette espèce, en particulier dans les zones où il peut y avoir une pénurie de mâles en raison de la pêche ou les pressions environnementales. Contrairement aux dragons de Komodo, qui ont un système de chromosomes WZ et produisent des descendants mâles (ZZ) par parthénogenèse, les requins ont un système chromosomique XY, donc ils ne produisent que des descendants femelles (XX) par parthénogenèse. En conséquence, les requins ne peuvent pas restaurer une population masculine épuisée par la parthénogenèse, donc une population entièrement féminine doit entrer en contact avec un mâle extérieur avant que la reproduction sexuelle normale puisse reprendre.

La parthénogenèse diffère du clonage

La parthénogenèse est distincte du clonage animal artificiel, un processus dans lequel le nouvel organisme est identique au donneur de cellules. La parthénogenèse est vraiment un processus de reproduction qui crée un ou plusieurs nouveaux individus à partir du matériel génétique naturellement varié contenu dans les œufs de la mère. Cependant, chez les animaux avec un système de chromosomes XY où la progéniture parthénogène (appelée parthénogènes) sont des femelles, les descendants d'un parthénogène sont tous génétiquement identiques les uns aux autres et à la mère, car un parthénogène est homozygote (possédant deux ensembles identiques de gènes).

Les références

  • Highfield, R. 2006. Pas de sexe s'il vous plaît, nous sommes des lézards. Le télégraphe du jour. Récupéré le 28 juillet 2007.
  • Judson, O.2002. Les conseils sexuels du Dr Tatiana à toute la création: le guide définitif de la biologie évolutive du sexe. New York: Metropolitan Books. ISBN 0805063315
  • Purves, W., D. Sadava, G. Orians et C. Heller. 2004. La vie: la science de la biologie, 7e édition. Sunderland, MA: Sinauer. ISBN 0716766728
  • Échantillon, I. 2007. Une étude confirme la naissance vierge d'un chiot de requin de zoo. Le gardien. Récupéré le 6 août 2007.
  • Watts, P. C., et al. 2006. Parthénogenèse chez les dragons de Komodo. La nature 444: 1021.

Lectures complémentaires

  • Dawley, R. M. et J. P. Bogart. 1989. Évolution et écologie des vertébrés unisexués. Albany, New York: Musée d'État de New York. ISBN 1555571794
  • Futuyma, D. J. et M. Slatkin. 1983. Coévolution. Sunderland, MA: Sinauer Associates. ISBN 0878932283
  • Maynard Smith, J. 1978. L'évolution du sexe. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 0521293022
  • Michod, R. E. et B. R. Levin. 1988. L'évolution du sexe. Sunderland, MA: Sinauer Associates. ISBN 0878934596
  • Schlupp, I. 2005. L'écologie évolutive de la gynogenèse. Annu Rev Ecol Evol Syst 36: 399-417.
  • Simon, J., C. Rispe et P. Sunnucks. 2002. Écologie et évolution du sexe chez les pucerons. Tendances en écologie et évolution 17: 34-39.
  • Stearns, S.C.1988. L'évolution du sexe et ses conséquences. Experientia Supplementum, vol. 55. Boston: Birkhauser. ISBN 0817618074
  • Watts, C.P., K. R. Buley, S. Sanderson, W. Boardman, C. Claudio et R. Gibson. 2006. Parthénogenèse chez les dragons de Komodo. La nature 444: 1021-1022.

Liens externes

Tous les liens ont été récupérés le 16 janvier 2019.

  • National Geographic NEWS: Naissance de la Vierge attendue à Noël par le dragon de Komodo.
  • NOUVELLES DE LA BBC: «Naissances vierges» pour les lézards géants (dragon de Komodo).
  • Requins femelles capables de naissance vierge.

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