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La reproduction dans le règne animal s'aborde sous différents angles. Ici sera envisagé les stratégies et modalité de
reproduction envisagé dans le règne animale. Voir aussi :
| Sommaire |
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1.1 Répartition dans le règne animal |
La reproduction asexuée (ou agame ou somatique ou multiplication végétative) est une reproduction simple donnant une descendance pratiquement identique à l'organisme parental. D'un point de vue génétique c'est un clonage.
On la retrouve chez:
La reproduction asexuée est régulée par des facteurs externes comme la température, la nutrition, la photopériode, la densité des individus... Cette régulation s'effectue par des facteurs de croissance et non pas par de véritables hormones produites par une glande endocrine. La reproduction asexuée est liée à la capacité de régénération des organismes. C'est un mode facile et maintenu dans le temps de manière courte.
La reproduction sexuée implique la production de cellules germinales donnant des cellules haploïdes sexuées par l'intermédiaire du processus homogène appelé la gamétogénèse : les cellules d'un être se divisent en deux, chaque nouvelle cellule en n'emportant qu'une moitié des chromosomes (méiose). Ces cellules ayant la moitié du patrimoine génétique sont appelées gamètes ; dans le cas des humains, il s'agit des spermatozoïdes chez l'homme et des ovules chez la femme.
Pour certains êtres, la fabrication de gamètes (gamétogénèse) a lieu dans des organes appelés gonades ; chez les humains, les gonades sont les testicules chez l'homme et les ovaires chez la femme.
Dans le cas de la reproduction sexuée, il faudrait parler de procréation, puisque le parimoine génétique n'est pas reproduit (un enfant n'a pas les mêmes chromosomes que son père ou sa mère mais un mélange des deux), voire de nouveaux chromosomes sont créés (cross-over).
L'isolement de cette lignée germinale est différente selon les embranchements. Les notions de lignée germinale et somatique ont été mises en place par Weissman en 1892
Il existe des organismes qui ne possèdent ni gonade ni gonoducte. C'est le cas des polychètes. Ils ont dans leurs cavité générale de l'hémocèle et la différenciation des gamètes s'effectuent à partir du mésoderme. Ce sont des individus formant des gamètes mâle ou femelle. Ces gamètes empruntent le canal néphridien pour être libérées dans le milieu marin. Il s'ensuit une fusion de ces deux gamètes formant un hypothétique futur individu. Chez d'autres espèces, les gamètes empruntent une lésion qui se forme latéralement. Il n'y a pas de passage par les néphridies. C'est le cas le plus simple et le plus primitif.
On peut rencontrer deux cas:
Chez les spongiaires, les éléments germinaux peuvent apparaître à n'importe quel moment du cycle. Il n'y a pas d'appareil évacuateur. Seulement pour la lignée mâle y a des gonies se regroupant en amas dans la mésoglée. Ces gonies sont entourées par des cellules (collencytes). Cet ensemble forme un kyste (testicule rudimentaire non permanent dans lequel s'effectue la spermatogénèse). Ces kystes sont libérés dans le milieu extérieur en passant au travers de l'ectoderme. ils pénètrent par le système inhalant dans une éponge femelle. Les kystes viennent alors au contact des choanocytes de l'endoderme femelle. Des cellules de la mésoglée vont se différencier en génocytes ou amedocytes et s'implantent dans l'endoderme. Les cellules femelles produisent des substances pour attirer les spermatozoïdes. On aboutit ainsi à la fécondation.
Chez les hydres, il y
a des gonades rudimentaires temporelles. Chez l'hydre mâle, il se forme des testicules, on dit que c'est une espèce gonochorique. À la surface de ces hydres
se forment sur la partie antérieure des ampoules testiculaires dans lesquelles se passe la spermatogenèse. Cette dernière se
produit d'une manière stratifiée. On a une différenciation centrifuge de la spermatogenèse à l'intérieur de chaque follicule
(partie de l'ampoule). Quand les spermatozoïdes sont formés, ils sont rejetés par l'intermédiaire d'un canalicule. Ceci au moment
de la reproduction. Chez les femelles il y a apparition de taches ovariques blanchâtres avec des contours lobés. Il y a des
ovogonies qui vont se multiplier et donner des ovocytes. Les ovocytes vont fusionner entre elles pour donner un plasmode qui va
avoir un seul noyau et de nombreux lobes. ces lobes captent les ovogonies. Le plasmode perce la paroi de l'ectoderme et se fixe à
l'aide de ces pseudopodes à l'extérieur du tégument en restant enchâssé dans l'ectoderme. Il est fécondé sur place.
Par exemple chez le lombric, il possède deux paire de testicules indépendantes. Ils ne sont pas liés et sont situés sur les segments numéro 10 et 11. Il possède également une paire d'ovaire dans le segment 13. Toutes ces gonades sont indépendantes mais reliées aux conduits par des pavillons ciliés se terminant par des spermiductes qui affluent vers le pore génital mâle des segments 15. En ce qui concerne la partie femelle, l'oviducte s'ouvre vers le pore génital femelle dans le segment 14. La maturation des cellules sexuelles mâles se fait dans des vésicules séminales en trois paires (spermatogenèse). Les spermatozoïdes passent dans le pavillon cilié. La maturation des cellules sexuelles femelles se fait dans l'ovisac.
Au moment de la reproduction, le clitellum se gonfle. il se situe du 33ème au 38ème segment. Le tégument présente un renflement épidermique, sécrétant du mucus. Celui-ci recevra les gamètes spermatozoïdes et les ovules.
Il y a continuité entre gonades et canaux évacuateurs, entre testicule et spermiducte et entre ovaire et oviducte. La différenciation sexuelle est précoce pendant la segmentation de l'œuf. La mise en place des gonades se fait dès les premières mues larvaires au dépend des vésicules cœlomiques postérieures primitivement métamérisées. Ces vésicules fusionnent entre elles pour former deux bandelettes latérales donnant vers l'avant des gonades et vers l'arrière les canaux évacuateurs. ces bandelettes sont colonisées par les cellules germinales. Il y a continuité entre gonades et canaux évacuateurs, entre testicule et spermiducte et entre ovaire et oviducte. La différenciation sexuelle est précoce pendant la segmentation de l'œuf. La mise en place des gonades se fait dès les premières mues larvaire au dépend des vésicules cœlomiques postérieur primitivement métamérisées. Ces vésicules fusionnent entre elles pour former deux bandelettes latérale donnant vers l'avant des gonades et vers l'arrière les canaux évacuateurs. Ces bandelettes sont colonisées par les cellules germinales.
Le testicule est constitué d'un grand nombre de tubes séminifères côte à côte. La spermatogenèse se fait de manière hélicoïdale du pôle apical au pôle basal.
Le spermiducte va se renfler en une vésicule séminale servant à permettre la maturité des spermatozoïdes. De plus, les glandes accessoires (annexes) vont sécréter une substance avec un rôle sur les cellules sexuelles mâles et sur le tractus génital femelle. Elle facilite l'insémination des femelles, active les spermatozoïdes, forme un bouchon de rétention du sperme dans les voies femelle, stimule la vitellogénèse, l'ovulation et la ponte par la production de peptides stimulateurs, inhibe la fécondation multiple et stimule les contraction de l'oviducte favorisant le transport des spermatozoïdes.
La rencontre se fait par l'intermédiaire de messagers chimiques. ce sont des substances attractives. En milieu aquatique on parle de feritilisines. Elles sont émises par l'ovule pour attirer les spermatozoïdes à distance. En milieu terrestre on parle de phéromones sexuelles. Ces substances favorisent les rencontres et donc permettent une économie du matériel reproducteur.
Les individus libèrent leurs gamètes dans le milieu. Ce phénomène est très courant en milieu aquatique. Les parents ne se rencontrent pas. Un ensemble de facteur intervient pour que les chances de fécondation soient accrues. Les parents synchronisent leur cycle sexuel. Les huîtres par exemple se reproduisent de mai à septembre. La gamétogénèse commence après l'hiver quand la température remonte jusqu'à un seuil (température critique de ponte). La température influe aussi sur la durée de maturation des gamètes. Il y a une différence entre gamète femelle et gamète mâle.
La température régule donc la reproduction.
Les fertilisines permettent aussi d'optimiser les chances de fécondation. Pour les huîtres les ovaires émettent une première fertilisine déclenchant la formation et la libération des spermatozoïdes. Elle agit donc sur testicules et entraîne l'éjaculation des hommes. Une deuxième est produite par l'homme quand il y a libération des spermatozoïdes. Elle entraîne la ponte des femelles La libération des spermatozoïdes crée une autre substance (fertilisine) de nature nuléo-protéique (la dianthurie). elle agit sur le phénotype en relâchant les muscles adducteurs de la femelle. Cela entraîne une augmentation des ostio-branchiaux (c'est-à-dire l'ouverture des branchies) mais aussi augmentation de la vitesse de battement des cils des branchies. L'ensemble de ces réactions facilitent l'expulsion des ovules et des spermatozoïdes de la cavité palléale. Ce phénomène s'appelle la mer laiteuse.
Le cas des oligochètes est pertinent.
Il implique une fécondation réciproque grâce au caractère hermaphrodite de leur appareil reproducteur. Au moment de la reproduction il y a un renflement au niveau du clitellum. Au moment de la reproduction il y a accouplement des individus se faisant tête-bêche position 69. Ainsi le clitellum de l'un communique avec les réceptacles séminaux de l'autre. (et vice et versa)
Au moment de l'accouplement, il y a des soies génitales des 10,15 et 27ième segment. Ces soies sont longues et pointues (acérées). Elles s'enfoncent dans le conjoint et sécrètent des substances stimulatrices et coordonnant les contractions musculaires des deux partenaires. Des ondes de contractions se produisent entre le clitellum et les réceptacles séminaux. Ceci entraîne la libération des spermatozoïdes au niveau de l'orifice du segment 15, dans une gouttière ventrale. Cette gouttière va entraîner les spermatozoïdes jusqu'aux réceptacles séminaux de l'autre individu. C'est la même chose pour l'autre conjoint.
Les individus se séparent. Au niveau du clitellum il y a sécrétion d'un anneau de mucus qui va coulisser le long de l'animal. Quand l'animal arrive au niveau du 9, 10ième segment les spermatozoïdes sont libérés dans le mucus. On a un phénomène d'insémination interne avec une fécondation externe différée dans un milieu « marin » reconstitué.
Pour illustrer cet exemple le cas des spongiaires est intéressant. Leurs
cellules sont formées à la base des chaonocytes dans la mésoglée. Quand les ovocytes sont à maturité, elles émettent des fertilisines dans l'atrium et dans le milieu extérieur. Les spermatozoïdes passent au travers des choanocytes en se protégeant par une coque
(spermiokiste). le spermatozoïde
perd alors son flagelle. Le spermiokiste devient cylindrique et migre au pôle basa du choanocyte et arrive au contact de
l'ovocyte mûr. Le choanocyte perd sa collerette, son flagelle, il devient une
cellule charriante et migre au niveau de la mésoglée. On parle de pronucléus mâle. La cellule charriante s'accole contre l'ovocyte énorme et crée une encoche au niveau du
cytoplasme. La cellule charriante injecte par un pont cytoplasmique le pronucléus mâle. On parle de fécondation interne et
indirecte. Les deux pronucléus sont alors en contact, c'est la fécondation.
C'est un mode de développement de l'œuf qui implique la pénétration des spermatozoîdes dans l'ovule. Ces spermatozoîdes meurent quand ils s'unissent au gamète femelle, ils ont donc une fonction partielle. Ces spermatozoîdes sont des agents activateurs de l'ovule.
(paragraphe anecdotique) C'est le développement d'un individu à partir de spermatozoïde. L'androgénèse « naturelle » n'existe pas dans le règne animal. Elle existe expérimentalement. Elle conduit à la formation d'embryon. On prend un ovule, on l'irradie pour détruire le noyau et on injecte un spermatozoïde. Le spermatozoïde utilise les éléments de cytoplasme de l'ovule et ce développe (avec des pré-traitement particulier).
Les chercheurs ont réussi cette manipulation avec un triton chez les amphibiens. Tous les individus obtenus sont haploïdes. Ce ne sont pas des organismes viables.
