La reproduction, une histoire à perdre la boule
La reproduction, ou le fait de mélanger ses gènes avec un autre individu de la même espèce afin d’avoir une descendance, n’a pas toujours été une évidence pour l’Homme.
Même si les femmes de la Préhistoire devaient se douter que quelque chose clochait avec les modifications que subissait leur corps, l’illumination s’est surtout produite lorsque l’Homme a commencé à domestiquer des espèces et a observé leur cycle de reproduction. Pour la petite histoire et pour plus de facilité, nous ne parlerons pas des plantes.
Qu’est-ce que la reproduction ?
De façon brute et méchante, se reproduire c’est avoir une descendance dans le but que ses gènes survivent à travers les âges. On a deux méthodes pour y parvenir. La reproduction sexuée, qui consiste à trouver un acolyte du sexe opposé afin de mélanger son matériel génétique de façon équitable et surtout durable pour l’espèce. C’est notre cas, celui de notre chat, chien ou poisson rouge. Et la reproduction asexuée, qui consiste à se « débrouiller » seul afin de fournir tout le matériel génétique nécessaire à ses « enfants », ce sont donc des clones du parent (des variations génétiques peuvent avoir lieu grâce à l’épigénétique ; voir Notre impact sur nos gènes). Les phasmes le font très bien : cela s’appelle la parthénogénèse. Les bactéries aussi mais sous forme de fission binaire. Le parasitisme a sa propre forme de reproduction asexuée. L’exemple le plus probant et connu est celui des virus. Pour se reproduire, ces micro-organismes injectent leur matériel génétique dans une cellule hôte qui va être forcée de produire des « bébés » virus.
Schéma de la reproduction d’un virus (VIH-1) au sein d’une cellule hôte
La reproduction à deux, pas forcément entre amoureux
Pour certains, se reproduire avec l’amour de sa vie c’est l’idéal. L’Homme (d’un point de vue général) et le toucan font partie des espèces qui ont la volonté de trouver l’amour et de finir leur vie avec le conjoint avec qui ils auront produit une descendance. Mais, d’un point de vue évolutif, finir sa vie avec un seul et unique individu et donc se reproduire avec une seule personne n’est pas la meilleure méthode pour que son patrimoine génétique survive au cours du temps. Pour plus de détails, un coup d’œil sur la publication de la biologiste Fanny Chevallier La sélection sexuelle une histoire de séduction, est tout indiquée !
Revenons à cette rencontre entre deux individus qui sont parvenus à se séduire (ou à berner l’autre cela arrive). Nous obtenons lors d’un acte sexuel, dit « réussi pour la reproduction », d’un mâle et d’une femelle, rencontre de gamètes. Les gamètes sont une catégorie de cellules uniquement réservées à la reproduction, renfermant la moitié du patrimoine génétique de chacun. C’est cette fusion des gamètes (ovule et spermatozoïde) qui va aboutir à un embryon. L’embryon possédant la moitié du patrimoine génétique du père et la moitié de la mère. A ce stade, le développement de la nouvelle génération est enclenché (voir l’article de Zrinko Baričević La pensée, fascinante histoire d’une naissance), et la reproduction peut être considérée comme aboutie une fois la naissance du petit nouveau accomplie.
Schéma de la fécondation et premier développement embryonnaire
Seulement voilà, des fois, cela ne se passe pas aussi bien. Pour les humains, il peut y avoir plusieurs explications. Soit une méthode de contraception a été utilisée. Dans ce cas, soulagement général, pas de ventre rond. Il en existe aujourd’hui plusieurs : préservatif masculin et féminin, pilule masculine et féminine, stérilet (pour femme), implant (pour femme), ligature des trompes (définitif ; pour femme), vasectomie (réversible ; pour homme), anneau vaginal (pour femme), diaphragme / cape cervicale (pour femme), spermicides (pour femme), contraception injectable (pour femme), le patch (pour femme).
Sinon, et si cela fait trop longtemps que cela dure, c’est qu’il y a un problème. On parle soit d’infertilité ou de stérilité. La différence entre les deux ? L’infertilité peut être aussi bien causée par le mâle ou la femelle.On parle d’infertilité en cas d’absence de grossesse malgré des rapports sexuels non protégés pendant une période d’au moins 12 mois. Il s’agit de l’impossibilité d’avoir une grossesse qui aboutit (la rencontre de nos gamètes peut donc avoir lieu, mais le développement ne va pas jusqu’au bout). Entre un tiers et la moitié des grossesses surviennent après six mois de tentatives. Ce faible taux est dû en partie à une forte quantité de fausses couches spontanées, très tôt au cours de la grossesse, la plupart passant inaperçues. Ceci s’explique par des défauts au niveau du développement de l’embryon, très souvent liés au nombre de chromosomes. On estime actuellement à 48 millions de couples et 186 millions de personnes touchés par l’infertilité dans le monde.
Chez l’homme, ce problème peut être lié à un souci du liquide séminal : de l’absence ou du faible niveau de spermatozoïdes, ou d’une anomalie de ceux-là.
Chez la femme, l’infertilité peut être due au syndrome des ovaires polykystiques (SOPK). Cela se traduit par un dérèglement hormonal (LH et FSH) avec un excès de testostérone par les ovaires qui entraîne une hyperpilosité et une absence d’ovulation chez la moitié de ces femmes. C’est la première cause d’infertilité féminine. Une insuffisance ovarienne peut également être la cause. Plus l’on vieillit, nous les femmes, plus nos réserves d’ovocytes diminuent avec le temps, tout comme leur qualité. L’insuffisance ovarienne est la première cause d’infertilité après l’âge de 35 ans. Il y a donc aussi l’insuffisance ovarienne prématurée, qui marque une perte anormalement importante de follicules associée à l’absence de cycle menstruel avec une ménopause précoce (avant 40 ans). Comme autres causes, il y a la sténose tubulaire bilatérale, ce qui bloque le passage des spermatozoïdes dans les trompes de Fallope, des anomalies utérines (malformations, absence complète…) et l’endométriose (voir l’article La sourde douleur des femmes)
Peuvent s’ajouter à cela des sources communes aux deux sexes, comme des maladies spécifiques, des traitements, des facteurs environnementaux, psychiques ou le poids.
La stérilité, quant à elle, se traduit par une incapacité totale de reproduction par une non-production de gamètes de l’un ou de l’autre.
Cela paraît donc bien compliqué de se reproduire ! Heureusement certaines espèces ont trouvé des parades afin de se débrouiller seules en cas de problème, d’absence de mâle ou simplement par choix évolutif.
Mieux vaut être seul que mal accompagné
La reproduction asexuée, dont la parthénogénèse, où les embryons se développent au sein d’une femelle sans fécondation, suppose un avantage au niveau évolutif du fait de se « passer des mâles ». Or, dans le monde du vivant, la reproduction sexuée reste dominante. Cet avantage de se passer de ces messieurs serait donc compenser, chez ceux pratiquant la reproduction sexué, par le mélange des gènes de deux individus. On retrouve la reproduction asexuée chez de nombreux êtres vivants : les plantes, champignons et animaux. Beaucoup d’invertébrés ont recours à cette méthode de façon courante et systématique. Comme les bactéries qui se scindent en deux (parfois toute les 5 à 10 à minutes). On retrouve aussi cette reproduction sans partenaire chez des méduses, anémones… On obtient, dans ces cas-là, des clones.
Un mécanisme plus particulier, et maîtrisé par certains vertébrés dont le dragon du Komodo, est la parthénogénèse. Pour cela, le globule polaire, présent au niveau de l’ovule va « remplir » le rôle du spermatozoïde. C’est un copier-coller de la cellule. On obtient alors un clone au profil génétique presque identique. Le dragon femelle (WZ, de chromosome sexuel) peut avoir des mâles (ZZ) avec qui elle se reproduira plus tard. Ce n’est pas la meilleure option d’un point de vue génétique, mais cela sert surtout à l’espèce de « survivre » en cas de désert masculin.
Schéma de la parthenogenèse du dragon de Komodo au niveau des chromosomes sexuels
Photographie des enfants de la femelle Charlie. Les mâles sont nés par parthénogénèse.
(Source : https ://edition.cnn.com/2020/03/09/us/komodo-dragons-parthenogenesis-scn-trnd/index.html)
Se servir des autres, efficace mais pas toujours pour la survie
Nombreux sont les parasites ou microorganismes utilisant des hôtes afin de se reproduire. On retrouve des champignons (Ophiocordyceps unilateralis qui zombifient les fourmis par exemple), des nématodes (le Toxoplasme qui a besoin de deux hôtes pour se reproduire, nous sommes un dommage collatéral), les virus (le Covid-19 par exemple) et de nombreux autres.
Photographie de Ophiocordyceps unilateralis
(Source : https ://www.theguardian.com/science/2010/aug/18/zombie-carpenter-ant-fungus)
Même si ce mode de reproduction peut se révéler efficace en termes de productivité, il pose un gros problème évolutif. Si l’hôte vient à disparaître, ou que celui-ci vient à trouver une parade pour éliminer son agresseur (comme un vaccin), c’en est fini de cette collaboration à sens unique. Le parasite viendrait donc à ne plus pouvoir se reproduire, voire à s’éteindre.
La recherche au service des marmots mais pas que
Les modes de reproduction n’ont pas fini de susciter l’intérêt des chercheurs. Ces études permettent de créer des hybrides (reproduction de deux membres de deux espèces distinctes donnant un individu le plus souvent stérile), de faciliter la conservation des espèces, de combattre et comprendre certaines maladies mais aussi, dans notre cas, de mieux comprendre les causes d’infertilité.
Sources :
2. Infertilité. https://www.who.int/fr/news-room/fact-sheets/detail/infertility.
3. Infertilité ⋅ Inserm, La science pour la santé. Insermhttps://www.inserm.fr/dossier/infertilite/.
6. Reproduction asexuée – un aperçu | Sujets de ScienceDirect. https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/asexual-reproduction.
7. reproduction asexuée | biologie | Britannique. https://www.britannica.com/science/asexual-reproduction.
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