La nature regorge de phénomènes surprenants, et l'un des plus fascinants est sans doute la capacité de certains animaux à changer de sexe au cours de leur vie. Ce mécanisme, connu sous le nom d'hermaphrodisme séquentiel, permet à ces espèces de s'adapter à leur environnement et de maximiser leurs chances de reproduction. Cet article explore en profondeur ce phénomène, en se concentrant sur l'hermaphrodisme protogyne, où l'individu est d'abord femelle avant de devenir mâle.
L'Hermaphrodisme Séquentiel : Une Stratégie d'Adaptation
L'hermaphrodisme séquentiel est une stratégie adaptative remarquable observée chez de nombreuses espèces animales et végétales. Contrairement à l'hermaphrodisme simultané, où un organisme possède les deux sexes en même temps, l'hermaphrodisme séquentiel implique un changement de sexe à un moment donné de la vie de l'individu.
Dans le cas de l'hermaphrodisme protogyne, l'animal commence sa vie en tant que femelle et se transforme ensuite en mâle. Ce phénomène est particulièrement répandu chez les poissons osseux, mais on le retrouve également chez d'autres espèces marines.
Le Mérou : Un Exemple Emblématique d'Hermaphrodisme Protogyne
Ne vous fiez pas à la bonne bouille du mérou ! Malgré son air sympathique, c’est un chasseur redoutable et insatiable, qui fait la loi chez les poissons. Certes, il ne pense qu’à manger, mais sa personnalité se révèle beaucoup plus complexe…Ce poisson de grande taille au corps ovale, massif et robuste (sa longueur fait moins de 4 fois sa hauteur) a une bonne grosse tête, des yeux proéminents, une bouche épaisse, des lèvres charnues et tombantes. Une vraie tête de grognon. Les mérous ont une espérance de vie de 50 ans. Mais très peu d’entre eux atteignent cet âge. La chair du mérou étant particulièrement savoureuse il a été victime de surpêche pendant des décennies. Pour le sauver, on l’a déclaré "espèce protégée". Ce qui s’est révélé efficace puisqu’il est de retour sur nos côtes ! Il se nourrit de petits poissons, de poulpes et de crustacés. C’est un vrai glouton. Plus il vieillit, plus il mange donc plus il grossit, et a besoin de manger beaucoup. Certains envieront peut-être sa vie sexuelle car les mérous changent de sexe au cours de leur vie. Jusqu’à l’âge de 5 ans, ils sont de sexe indéterminé ; puis ils deviennent femelles jusqu’à ce qu’à 14 ans ils atteignent 80 cm, et prennent le sexe mâle. C’est ce qu’on appelle l’hermaphroditisme séquentiel ; une variante de l’hermaphrodisme (qui est le fait d’avoir les deux sexes en même temps comme l’escargot). Plus précisément, il s’agit chez le mérou d’hermaphrodisme protogyne : c’est-à-dire qu’il est d’abord femelle avant d’être mâle. Pratique ! Le mérou brun est un des poissons les plus représentatifs des côtes méridionales françaises. C’est une espèce patrimoniale, indicatrice de la qualité du milieu. Le mérou est l'un des plus gros poissons. Il peut mesurer jusqu’à 90 cm et son corps ovale est massif et robuste. Les plus grands individus peuvent atteindre 150 cm.Il a une tête massive et des yeux proéminents. Des taches claires rayonnent autour de l’œil. Le mérou brun est une espèce hermaphrodite protogyne c’est-à-dire qu’il nait femelle puis il change de sexe pour devenir mâle. Les prélèvements et la pollution ont bien failli faire disparaître le mérou de Méditerranée. L'instauration en 1993 d'un premier moratoire de protection visant uniquement la chasse sous-marine a permis la remontée progressive des effectifs notamment dans les aires marines protégées. En 2003, le moratoire étendu à la pêche à l’hameçon a renforcé les populations même à l’extérieur des espaces protégés.
Le mérou n'a pas de sexe défini avant l'âge de quatre ans, période durant laquelle 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 et, si le mâle dominant disparaît, celle-ci devient mâle jusqu'à la fin de sa vie (qui peut atteindre cinquante ans environ).
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Autres Exemples d'Hermaphrodisme Protogyne
Bien que le mérou soit un exemple bien connu, de nombreuses autres espèces présentent ce type d'hermaphrodisme. La girelle Coris julis est un autre poisson osseux qui commence sa vie en tant que femelle avant de se transformer en mâle.
On retrouve souvent ce phénomène sur les zones de sable et de corail, où les mâles surveillent des territoires riches en nourriture. Il commence généralement sa vie comme femelle, puis peut devenir mâle selon la densité des autres individus et sa propre croissance. Ce changement s’accompagne d’un nouveau schéma de couleurs et d’une attitude plus combative : le mâle « phase terminale » défend une zone où les femelles viennent pondre. Ces transformations sont souvent visibles au printemps et en été, quand l’activité de reproduction est la plus intense.
Les Avantages de l'Hermaphrodisme Protogyne
Pourquoi certaines espèces adoptent-elles cette stratégie de reproduction ? Plusieurs hypothèses ont été avancées pour expliquer les avantages de l'hermaphrodisme protogyne :
- Bénéfice lié à la taille : Dans certaines espèces, les gros individus réussissent mieux en tant que mâles, que ce soit pour la défense d'un territoire ou pour la compétition. Dans ce cas, il est avantageux d'être femelle quand on est petit (pour pondre des œufs à bas coût) puis de devenir mâle une fois grand.
- Contrôle social : Chez les espèces à harem ou à couple fixe, la disparition d'un individu clé peut déclencher un changement de sexe quasi immédiat, évitant ainsi la perte d'une saison de reproduction.
- Plasticité environnementale : La température, la disponibilité de nourriture, la densité de population ou la photopériode peuvent accélérer ou retarder le changement de sexe, voire le rendre incomplet chez certains individus.
Reproduction chez les poissons
Comment se reproduisent les poissons ?Les poissons sont soit unisexués soit hermaphrodites. Ils sont hermaphrodites protandriques quand ils sont mâles puis femelles, et hermaphrodites protogyniques lorsqu’ils sont d’abord femelles puis mâles.Mis à part les sébastes et les rascasses, la plupart des poissons osseux sont ovipares. Cela signifie qu’ils se reproduisent dans des oeufs à l'extérieur du sein maternel. L’embryon se développe aux dépens d’une réserve nutritive contenue dans une enveloppe, l’ensemble constituant l’œuf. La fécondation est externe puisque la fertilisation de l’ovule par le sperme, appelé laitance, se fait dans l’eau. Quelques espèces, comme la morue, forment des couples. Les deux géniteurs nagent alors accolés l’un à l’autre pour rapprocher leurs orifices génitaux et expulser leur semence. Le nombre d’œufs s’élève de quelques milliers à quelques millions suivant les espèces et la taille du poisson.Hormis la roussette et quelques requins, la fécondation est interne chez la plupart des poissons cartilagineux. Durant l’accouplement, l’organe mâle pénètre l’orifice de la femelle et l’œuf reste au sein de la mère pendant tout son développementSouvent, la reproduction est tributaire de la température de l’eau. Suivant les espèces, la ponte ne peut avoir lieu que lorsque l’eau est suffisamment froide ou chaude. Les écarts tolérés ne sont que de quelques degrés. La durée d’incubation est également liée à la température. Elle est d’autant plus courte que l’eau est chaude.La plupart des larves passent par un stade pélagique plus ou moins long avant d’acquérir les caractéristiques de l’adulte
La Reproduction Chez D'Autres Animaux Marins
La reproduction dans le monde marin est d'une diversité fascinante, allant des stratégies complexes des coquillages et crustacés aux comportements uniques des escargots de mer, des oursins et des céphalopodes. Chaque groupe a développé des méthodes adaptées à son environnement et à son mode de vie, assurant ainsi la pérennité de l'espèce.
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Coquillages bivalves
Chez les coquillages, la glande génitale, appelée gonade, peut être diffuse dans le manteau ou se présenter sous la forme d’un organe nettement différencié. C’est le cas de l’huître plate qui peut être mâle puis femelle pendant le même été. Certains coquillages comme le pétoncle noir sont hermaphrodites protandriques. Cela signifie que l’animal est mâle les premières années de sa vie puis devient femelle. Autre cas de figure : l’huître creuse qui est un mollusque à sexe séparé. Elle est mâle ou femelle pendant une saison donnée et peut changer de sexe l’année suivante.Pour la plupart des espèces la fécondation se fait en pleine eau. Cependant, chez l’huître plate la fécondation de l’ovule par les spermatozoïdes se fait dans la cavité palléale où les œufs puis les larves sont incubés pendant une dizaine de jours.
Crustacés
Mis à part le pousse-pied et la crevette, la plupart des crustacés sont des animaux à sexes séparés. Pendant l’accouplement, les partenaires se font face par la partie ventrale. A l’aide de ses stylets copulateurs le mâle dépose dans la femelle ses spermatophores contenant des spermatozoïdes. Les spermatophores sont stockés par la femelle dans une spermathèque. Suivant les espèces, la ponte suit l’accouplement de quelques minutes à quelques mois. La femelle expulse en courant continu de ses pores génitaux, ses ovocytes qui sont fécondées au niveau des spermatophores. Les œufs viennent s’agglutiner dans les pléopodes situés dans la partie basse de l’abdomen de la femelle. Ils y restent jusqu’à la fin de l’incubation dont la durée varie de quelques semaines à quelques mois. Lorsque les femelles portent leurs œufs, on dit qu’elles sont ovigères ou « grainées ». Elles sont hermaphrodites protandrique puisqu’elles sont mâles au début de leur vie pour devenir femelles ensuite. Contrairement à beaucoup d’espèces de crustacés, la crevette ne porte pas ses œufs, elle les libère dans l’eau. Elle pond plus de trois fois dans l’année.Le pousse-pied est aussi hermaphrodite mais, dans son cas, il n’y a pas d’autofécondation. Les spermatozoïdes émis dans l’eau pénètrent le manteau d’un individu fixé sur un support voisin. C’est à l’intérieur du manteau que sont fécondées les ovocytes.Toutes les larves des crustacés mènent une vie planctonique. Il en est de même pour les pousse-pied qui passent leur existence d’adultes, fixés à un support. Au cours de leur vie larvaire dont la durée varie d’une espèce à l’autre, les crustacés subissent une succession de métamorphoses qui les amènent progressivement à leur forme d’adulte.
Escargots de mer ou gastéropodes
Les gastéropodes n’ont qu’une seule glande génitale que l’on appelle gonade. Elle est placée très haut dans la masse viscérale.Il existe trois classes de gastéropodes : les prosobranches, les opisthobranches et les pulmonés. Les pulmonés et presque tous les opisthobranches sont hermaphrodites. Les prosobranches sont généralement unisexués mais leur sexe n’étant pas apparent on ne distingue pas le mâle de la femelle, sinon par leur taille ou la couleur de leur chair. Chez le mâle, les spermatozoïdes sont conduits jusqu’au coté droit de la tête où se trouve le pénis. Chez la femelle, les œufs sont maintenus dans l’oviducte glandulaire après fécondation interne. Les oeufs reçoivent un revêtement d’albumine et se couvrent de membranes. Les prosobranches inférieurs, eux, n’ont ni pénis, ni oviducte glandulaire. La fécondation est externe, les spermatozoïdes et les ovules sont donc rejetés directement dans l’eau de mer. Parmi les prosobranches on trouve le buccin. C’ est une espèce gonochorique, c’est-à-dire avec séparation complète des sexes dans des individus distincts. Le pénis du mâle adulte est très développé puisqu’il prend la moitié de la place dans la coquille. La fécondation est interne. L’accouplement est suivi peu de temps après par la ponte d’œufs enfermés dans des capsules. Ces capsules chitineuses sont soudées entre elles et accrochées à un substrat dur. 15000 capsules, contenant chacune de 50 à 2000 œufs, forment des amas plus ou moins réguliers.L’ormeau fait partie des prosobranches inférieurs. C’est un animal à sexes séparés même s’il existe des cas d’hermaphrodisme. On peut facilement différencier le mâle dont la chair est claire, de la femelle dont la chair est foncée. C’est la durée du jour et de la nuit et la température qui poussent l’ormeau à émettre ses gamètes librement dans l’eau où a lieu la fécondation. La crépidule est une espèce hermaphrodite protandrique. Jusqu’à un an et demi à deux ans chaque individu est mâle. Il passe ensuite par un stade hermaphrodite durant une année environ, pendant laquelle apparaissent les caractères femelles et disparaissent les caractères mâles. La crépidule restera alors femelle jusqu’à la fin de sa vie. Chaque mâle peut féconder à l’aide d’un pénis toutes les femelles de la colonie. Celles-ci stockent la semence dans leur spermatophore. Une femelle pond environ 10000 œufs deux fois par an.
Oursins
Chez la plupart des oursins les sexes sont séparés mais il est rare que l’on puisse distinguer les mâles des femelles. L'oursin possède 5 gonades disposées en cercle autour de l’anus. La fécondation est externe. Les mâles expulsent d’abord leurs spermatozoïdes, ce qui déclenche l’expulsion des ovules des femelles. Des milliers d’oeufs fécondés dérivent dans l’eau de mer. Certains oursins des régions froides pratiquent l’incubation en protégeant leurs œufs et leurs larves dans leurs piquants.A l’éclosion, les larves sont pélagiques. Elles dérivent en même temps que le plancton pendant environ 8 semaines. Après plusieurs métamorphoses elles acquièrent la morphologie des adultes et tombent sur le fond. Les oursins atteignent leur maturité vers un an et ont une espérance de vie de 10 à 15 ans selon les individus.
Céphalopodes
La plupart des céphalopodes atteignent la maturité sexuelle aux alentours d’un an. La période de reproduction dure plusieurs mois. Lors de l’accouplement le mâle transfère à la femelle son spermatophore qui contient les spermatozoïdes. La femelle choisit une cavité rocheuse, voire des supports artificiels comme un pneu de voiture, un bidon ou un cordage, pour déposer ses œufs. La pieuvre dépose plusieurs milliers d’œufs en cordons finement tressés dont elle fixe une extrémité avec une « colle » sécrétée par la glande de l’oviducte. La femelle reste en contact intime avec ses oeufs tout au long de leur développement qui dure de 3 semaines à 4 mois suivant la température de l’eau. La pieuvre passe tout ce temps à nettoyer ses œufs. Pendant qu’elle prodigue ses soins elle s’alimente peu ou pas du tout et refuse la présence du mâle qui lors des accouplements préalables lui a transmis un stock de spermatozoïdes suffisant pour une ponte d’un demi-million d’œufs.Après l’accouplement, l’encornet émet des « cartouches » gélatineuses contenant près d’une centaine d’œufs. La femelle colle une à une ces cartouches sur un support rocheux, du bois, un cordage… Les seiches s’accouplent après des parades nuptiales spectaculaires. Au moment de l’accouplement, le mâle dépose son spermatophore dans une poche située sous la bouche de la femelle. Le spermatophore contient suffisamment de spermatozoïdes pour féconder des milliers d’œufs pendant les semaines qui suivent l’accouplement. La femelle secrète une enveloppe gélatineuse autour de chaque œuf qu’elle fixe un par un sur un support allongé. Elle utilise ses bras pointus pour étirer la gélatine en deux filaments qu’elle dispose autour du support de manière à former un anneau de fixation. Les grappes d’œufs dont les enveloppes sont noircies par des traces d’encre ressemblent à des grappes de raisin d’où leur nom de «raisin de mer ».
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Hermaphrodisme et Reproduction Sexuée
L'hermaphrodisme se rencontre chez des espèces qui se reproduisent sexuellement, c'est-à-dire par le mélange des patrimoines génétiques de deux individus différents. Il ne s'applique donc pas aux espèces qui se reproduisent de manière asexuée (plantes qui bouturent, bactéries qui se divisent, corail qui bourgeonne…).
Mâles et femelles
Dans la reproduction sexuée, deux cellules sexuelles (appelées gamètes) fusionnent et mélangent leur matériel génétique. Cette fécondation conduit à la naissance d'un individu unique.Les deux gamètes en jeu sont le plus souvent issus de populations de cellules aux caractéristiques différentes. Les uns sont nombreux et petits, on les qualifie de mâles (ce sont par exemple les spermatozoïdes), les autres sont gros et rares, et qualifiés de femelles (ce sont par exemple les ovocytes).Les gamètes mâle et femelle peuvent être produits par des individus différents, qu’on appelle alors gonochoriques, ou par un même individu, appelé alors hermaphrodite.
L'hermaphrodisme, un cas fréquent
L'hermaphrodisme se retrouve souvent chez les plantes à fleurs (angiospermes). Sur la même fleur cohabitent les organes sexuels femelle (pistil) et mâle (étamine).Il existe aussi chez les animaux, sous plusieurs formes. Certaines espèces, comme les coquilles Saint-Jacques, le ténia et les lombrics, présentent les deux sexes simultanément. Mais le plus souvent, il s'agit d'un hermaphrodisme dit « successif » ou « séquentiel » : l'animal change de sexe en vieillissant.Plusieurs espèces de vers annélides sont ainsi « protandres », c'est-à-dire d'abord mâle puis femelle. C’est aussi le cas de plantes comme la menthe. D'autres, à l'inverse, sont « protogynes », c'est à dire d'abord femelle puis mâle, notamment des poissons osseux (la girelle Coris julis ou les mérous Epinephelus).On observe aussi des cas d'hermaphrodisme alternant, lorsque l’individu est successivement l’un puis l’autre plusieurs fois au cours de sa vie, comme l’huître. Enfin, certaines espèces de plantes manifestent la triécie. C'est le cas dans les populations de moules Semimytilus algosus, où co-existent simultanément des individus mâles, des individus femelles et des individus hermaphrodites…. sauf chez les humainsAu sein du règne animal, tous les mammifères et les oiseaux sont « gonochoriques ». Cela signifie qu'ils sont en principe femelle ou mâle, tout au long de leur vie.C'est donc le cas de l'espèce humaine. Chez nous, la différence entre les sexes est déterminée génétiquement par la forme que prend la paire de chromosomes n° 23 dans les cellules. Si c'est une paire XX, l'individu présentera des organes sexuels femelles, si c'est une paire XY, des organes mâles.Il n’y a pas, dans l’espèce humaine, d’individus hermaphrodites, c'est-à-dire qui produiraient à la fois des ovules et des spermatozoïdes. La nature est pleine de surprises et l'une des plus fascinantes est la capacité de certains animaux à changer de sexe au cours de leur vie. Cette transformation, connue sous le nom d'hermaphrodisme successif ou séquentiel. Cela permet à ces espèces de s'adapter à leur environnement et de maximiser leurs chances de reproduction. L'hermaphrodisme séquentiel est une situation dans laquelle un organisme change de sexe à un moment donné de sa vie. Ce n’est pas la même chose que l'hermaphrodisme simultané que l’on connaît souvent davantage. Dans l'hermaphrodisme séquentiel, l'organisme commence sa vie en tant que mâle (protandrie) ou femelle (protogynie) et, en réponse à des facteurs environnementaux ou sociaux, change de sexe pour maximiser les chances de reproduction. L’hermaphrodisme simultané est observé chez certaines espèces de limaces de mer, par exemple. Elles possèdent simultanément des organes reproducteurs des deux sexes, ce qui leur permet de s'accoupler avec n'importe quel partenaire qu'ils rencontrent, sans avoir besoin de changer de sexe. Mais ce n’est pas ce qui nous occupe dans cet article.
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