La nature regorge de phénomènes surprenants, dont la capacité de certains animaux à changer de sexe au cours de leur existence. Cette transformation, appelée hermaphrodisme successif ou séquentiel, permet à ces espèces de s'adapter à leur environnement et d'optimiser leurs chances de reproduction.
Hermaphrodisme séquentiel : une stratégie d'adaptation
L'hermaphrodisme séquentiel se manifeste lorsqu'un organisme change de sexe à un moment précis de sa vie. Il se distingue de l'hermaphrodisme simultané, où l'individu possède simultanément des organes reproducteurs mâles et femelles. Dans le cas de l'hermaphrodisme séquentiel, l'organisme débute sa vie en tant que mâle (protandrie) ou femelle (protogynie). Puis, en fonction de facteurs environnementaux ou sociaux, il change de sexe pour maximiser ses opportunités de reproduction.
Exemples d'animaux hermaphrodites successifs
De nombreux animaux marins présentent un changement de sexe au cours de leur vie. Voici quelques exemples :
Le poisson-perroquet
Ces poissons vivent en harems composés d'un mâle dominant et de plusieurs femelles. Lorsqu'un mâle dominant meurt, une femelle, généralement la plus grande, prend sa place en se transformant en mâle. Il est à noter que seules certaines femelles subissent cette transformation et que cela se produit dans des circonstances spécifiques.
Le mérou brun de Méditerranée
Le mérou brun n'a pas de sexe défini avant l'âge de quatre ans. Durant cette période, il possède une glande hermaphrodite capable de produire d'abord des gamètes femelles, puis des gamètes mâles. Ce poisson peut changer de sexe une seule fois au cours de sa vie. Entre cinq et douze ans, il vit en tant que femelle. Si le mâle dominant disparaît, la femelle se transforme en mâle jusqu'à la fin de sa vie, qui peut atteindre environ cinquante ans.
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Le poisson-clown
Chez les poissons-clowns, c'est l'inverse. Ces petits poissons marins des récifs coralliens vivent en groupe et en symbiose avec une anémone. Il existe une trentaine d'espèces de poissons-clowns. Ils vivent également en harems, mais composés de mâles dominés par une femelle. Seul le mâle dominant peut se reproduire avec la femelle. Lorsque la femelle meurt, le mâle dominant du groupe grossit et devient femelle.
L'huître
Les huîtres peuvent changer de sexe plusieurs fois au cours de leur vie, généralement après chaque saison ou émission de semence. Lors de leur première année de reproduction, les huîtres sont généralement mâles. Au printemps, elles commencent à préparer leurs gamètes lorsque la température de l'eau dépasse les 10°C. En été, lorsque les conditions sont optimales, avec une bonne salinité et une température de l'eau autour de 22°C, elles libèrent leurs gamètes. Les huîtres peuvent se reproduire plusieurs fois durant l'été. À cette période, on dit qu'elles sont "laiteuses" car leurs gamètes sont de couleur blanche.
La patelle
Les patelles sont des mollusques marins qui présentent également un comportement de protandrie. Elles sont mâles à partir de l'âge de 9 mois, période durant laquelle elles peuvent se reproduire en libérant leurs spermatozoïdes dans l'océan. Après quelques années, la patelle devient femelle. La ponte se produit une fois par an, généralement en hiver.
La crevette du genre Lysmata
La crevette du genre Lysmata est mâle la première année et change de sexe vers l'âge de 3 ou 4 ans.
Le ver de terre
La plupart des vers de terre atteignent leur maturité sexuelle en environ un an. On peut facilement différencier un ver juvénile d'un adulte par la présence d'une bague, appelée clitellum. Située sur le premier tiers du corps, côté tête, cette bague est essentielle pour la reproduction. Les vers de terre sont des hermaphrodites protandres : ils possèdent des organes reproducteurs mâles et femelles, mais les organes mâles sont actifs en premier. Lors de l'accouplement, deux vers de terre s'attachent l'un à l'autre au niveau du clitellum, qui sécrète un mucus entourant les deux vers, permettant ainsi l'échange de sperme.
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Les crépidules
Originaires de la façade atlantique de l’Amérique du Nord et devenues invasives en Europe, les crépidules vivent au niveau des côtes, à faible profondeur. Elles se fixent les unes sur les autres, formant des colonies qui résistent plus facilement aux courants et à la plupart des prédateurs. Fait rare chez les gastéropodes, elles se nourrissent de plancton qu’elles capturent au moyen d’un film muqueux collant. Les plus gros individus mesurent 5 cm de long et 2 cm de hauteur. Ils sont toujours en bas de l’empilement, ce sont des femelles. Chez les crépidules, chaque individu devient mâle à sa maturité sexuelle. Attirée par des substances chimiques émises par les crépidules femelles plus âgées, la jeune crépidule mâle vient se fixer sur le sommet d’une colonie où elle résiste mieux aux courants et aux prédateurs. Deux fois par an, sans quitter sa place au sommet de la colonie, le mâle féconde, par un pénis particulièrement extensible, les femelles situées en-dessous de lui. L’incubation d’environ 5.000 à 10.000 œufs est assurée par chaque femelle dans sa coquille.
Anthias squamipinnis
Anthias squamipinnis, c’est un groupe de poissons de l’Indo-Pacifique ouest qui vit dans les coraux. Dans le groupe, si un mâle meurt, c’est la plus grande femelle qui le remplace, et devient alors un mâle. Du coup, tous les grands mâles dominants sont à la base des femelles dominantes.
Les avantages de l'hermaphrodisme séquentiel
La capacité à changer de sexe permet aux individus de maximiser leur succès reproducteur dans des environnements qui peuvent considérablement varier et influencer la disponibilité des partenaires reproducteurs. L'hermaphrodisme séquentiel permet à un individu de maximiser ses opportunités de reproduction en changeant de sexe en fonction de la situation.
Gonochorisme : la séparation des sexes chez les mammifères et les oiseaux
Au sein du règne animal, tous les mammifères et les oiseaux sont "gonochoriques". Cela signifie qu'ils sont femelle ou mâle, tout au long de leur vie. C'est le cas de l'espèce humaine au sein de laquelle la différence entre les sexes est déterminée génétiquement par la forme que prend la paire de chromosomes numéro 23. Il n’y a pas, dans l’espèce humaine, d’individus hermaphrodites capables de produire à la fois des ovules et des spermatozoïdes. Ce terme est improprement utilisé pour désigner des personnes intersexuées, présentant un développement sexuel ambigu, c'est-à-dire des variations qui ne coïncident pas avec la catégorisation traditionnelle mâle/femelle.
Parthénogenèse : la reproduction sans mâle
La parthénogenèse est 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.
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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.
La plupart du temps, la parthénogenèse n’est donc pas le seul mode de reproduction de l’animal, on parle alors de parthénogenèse “facultative” : elle a lieu chez les femelles qui se reproduisent d’ordinaire sexuellement, comme les requins, le varan de Komodo ou nos fameux condors.
En revanche, la parthénogenèse est dite “obligatoire” chez certaines espèces qui n’ont pas d’autre choix pour assurer leur descendance : c’est le cas chez les espèces dont tous les individus sans exception sont femelles.
Conclusion
L'hermaphrodisme successif est une stratégie de reproduction fascinante qui permet à certaines espèces animales de s'adapter aux contraintes de leur environnement et de maximiser leurs chances de survie. Bien que moins fréquente chez les espèces terrestres, cette capacité est largement répandue dans le monde marin, offrant un aperçu de la diversité et de l'ingéniosité de la nature.
Autres stratégies de reproduction et rôles parentaux surprenants dans le règne animal
Au-delà des changements de sexe, le règne animal regorge d'autres stratégies de reproduction et de comportements parentaux étonnants. Voici quelques exemples :
Les pères attentionnés
Contrairement à l'idée reçue selon laquelle seuls les mères s'occupent de leurs petits, de nombreuses espèces animales présentent des pères très impliqués dans l'éducation et la protection de leur progéniture.
- L'autruche mâle: Le mâle autruche couve les œufs la nuit et participe activement à l'éducation et à la protection des jeunes.
- L'hippocampe mâle: La femelle hippocampe dépose ses œufs dans la poche du mâle, qui les fertilise et les porte jusqu'à l'éclosion.
- Le poisson-chat marin: Le mâle conserve les œufs dans sa bouche pour les protéger des prédateurs, même après l'éclosion.
- Le singe-hiboux: Les mâles sont très investis dans l'éducation de leurs petits, les portant sur leur dos et jouant avec eux.
- Le jacana: Chez cette espèce, les femelles se battent pour le droit de se reproduire avec plusieurs partenaires, tandis que les mâles couvent les œufs et s'occupent des petits.
- Le nandou: Le mâle s'accouple avec plusieurs femelles et s'occupe seul de la couvaison et de l'éducation des jeunes.
- Le manchot empereur: Le mâle veille sur l'œuf pendant de longues semaines, le protégeant du froid glacial de l'Antarctique.
- La punaise d'eau géante: La femelle dépose ses œufs sur le dos du mâle, qui assure leur protection jusqu'à l'éclosion.
La reproduction difficile chez certaines espèces
La reproduction peut être un défi pour certaines espèces animales, en raison de divers facteurs tels que des contraintes environnementales, des particularités anatomiques ou des comportements sociaux complexes.
- Le kakapo: La reproduction de ce perroquet nocturne est conditionnée à l'abondance de nourriture.
- L'hyène tachetée: L'anatomie particulière des organes génitaux de la femelle rend l'accouchement difficile et dangereux.
- Les éléphants: La période de gestation est très longue (22 mois) et la femelle s'occupe seule du petit pendant plusieurs années.
- Les orangs-outans: Les petits sont extrêmement dépendants de leur mère et nécessitent des soins continus pendant plusieurs années.
Les animaux hermaphrodites simultanés
À leur maturité sexuelle, les animaux hermaphrodites simultanés présentent à la fois des organes sexuels mâles actifs et des organes sexuels femelles actifs. Même s’ils sont à la fois mâles et femelles au même moment, les nudibranches ne se fécondent pas eux-mêmes. Pour favoriser le brassage génétique, les fécondations nécessitent l’accouplement de deux individus. Les deux nudibranches s’accolent et chacun agit en mâle avec son partenaire. Chez les limnées, les orifices génitaux mâle et femelle sont plus éloignés l’un de l’autre et compliquent l’accolement des deux partenaires. Les limnées ont contourné la difficulté en se reproduisant généralement par trois, l’individu du milieu agit à la fois comme mâle et femelle alors que les deux autres fonctionnent uniquement comme mâle ou comme femelle. Mais, plus fort encore, les lymnées en arrivent parfois à former de véritables chaînes flottantes qui permettent à tous les individus qui ne sont pas aux extrémités d’être à la fois fécondants et fécondés. Chez les ascidies jaunes, gamètes mâles et femelles sont produits simultanément et sont rejetés simultanément dans le cloaque d’abord et en pleine eau ensuite par l’orifice exhalant. Des gènes d’incompatibilité empêchent l’autofécondation entre gamètes mâles et femelles d’un même géniteur.
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