Parthénogenèse

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La parthénogenèse est la multiplication à partir d'un gamète femelle non fécondé. Ce phénomène s'observe naturellement chez certaines espèces végétales et animales, mais peut également être provoqué artificiellement. La parthénogenèse est une reproduction monoparentale. Cette reproduction a un avantage sélectif car elle produit un grand nombre d'individus sans la présence de l'organisme mâle. Ce phénomène donne :

soit uniquement des femelles (parthénogenèse thélytoque),
soit uniquement des mâles (parténogenèse arrhénotoque),
soit des mâles et des femelles (parthénogenèse deuthérotoque).

Chez les Angiospermes, la parthénogénèse peut prendre deux aspects différents.

Elle peut être méiotique, et induite in situ par un croisement interspécifique qui échoue : un grain d'allopollen (pollen d'une autre espèce angiospermienne proche) atteint le stigmate et provoque l'émission de signaux biochimiques qui induisent un développement meiotique de l'oosphère non fécondée. On obtient alors un embryon dont le niveau de ploïdie est divisé par deux par rapport à l'organisme de départ, et dont le génotype a subi des recombinaisons homologues (crossings-overs). Malgré tout, ce mode de reproduction permet de fixer des génotypes s'ils sont homozygotes pour un très grand nombre de couples d'allèles.
Elle peut être améiotique. Lors de certains échecs de la méiose femelle, une cellule 2n = 2x

du nucelle subit des mitoses et conduit à un embryon au même niveau de ploïdie que celui de l'organisme de départ. Cette reproduction est alors clonale.

Dans la domestication des Angiospermes l'Homme a eu tendance à sélectionner particulièrement les espèces réalisant systématiquement des parthénogenèses, espèces dont le maintien en conditions naturelles aurait été très défavorable (certains cas chez Musa, le bananier).

La parthénogenèse se rencontre dans de nombreux taxons comme les nématodes, les polychètes, les oligochètes, les némertiens, les arthropodes dont notamment les insectes comme l'abeille, les gastrotriches et certains geckonidés.

[modifier] Multiplication asexuée et reproduction

La multiplication asexuée est relativement rare parmi les organismes multicellulaires, pour des raisons qu’on ne comprend pas tout à fait. Selon les hypothèses actuelles la multiplication asexuée peut avoir des avantages à court terme quand la croissance démographique est rapide ou quand l’environnement est stable. Au contraire la reproduction offre à long terme un net avantage en permettant une adaptation plus rapide à des environnements changeants. Les lignées se reproduisant par multiplication asexuée peuvent accroître leur nombre rapidement parce que, comme les individus sont toujours femelles, chacun peut produire des œufs qui écloront. Dans les populations séparées en sexes certains des individus sont mâles et ne peuvent donc pas avoir de progéniture. Autant dire que dans des conditions idéales une lignée asexuée aura en gros un taux de croissance démographique double par rapport à une population composée pour moitié de mâles, c’est ce qu’on appelle le désavantage reproductif et plus couramment le « two-fold cost of sex ». Les organismes qui peuvent se reproduire par parthénogenèse sont aussi plus capables de coloniser des habitats isolés comme les îles océaniques, puisqu’il suffit qu’un seul exemplaire de l’espèce (nécessairement femelle) atteigne l'habitat pour commencer à le peupler.

Une autre conséquence de la reproduction asexuée, qui peut avoir autant avantages que d’inconvénients, c’est que la progéniture est génétiquement identique ou presque identique à son parent (mutations). Cette similarité génétique peut être favorable si le génotype convient exactement à un environnement stable, mais elle est désavantageuse si l'environnement change. Par exemple, qu’apparaisse un nouveau prédateur ou un nouveau pathogène et un génotype pur est particulièrement mal placé pour se défendre, une lignée asexuée se verra plus complètement exterminée. Par contraste, une lignée qui se multiplie par voie sexuée a des chances plus élevées du fait que certains membres survivront en raison de la recombinaison génétique par laquelle chaque individu présente un génotype original. Des arguments analogues s'appliquent aux changements dans l'environnement physique.

Quelques espèces alternent entre les stratégies sexuées et asexuées selon les conditions, c’est ce que l’on appelle hétérogamie. Par exemple, le crustacé d'eau douce Daphnia se reproduit par parthénogenèse au printemps pour peupler rapidement les étangs, puis adopte ensuite la reproduction lorsque s’accroît l’intensité de la compétition et de la prédation. Il existe de même quelques espèces de geckos qui ont une stratégie sexuée, sauf sur quelques petites îles où elles ont adopté une multiplication asexuée.

[modifier] Parthénogenèse

Parmi les reptiles, environ quinze espèces de lézards whiptails (le genre Cnemidophorus) se reproduisent exclusivement par parthénogenèse. Ces lézards vivent dans le climat sec et quelquefois rude du sud-ouest des États-Unis et du nord du Mexique. Toutes ces espèces qui se multiplient par voie asexuée semblent être nées par croisement entre deux ou trois des espèces sexuées ce qui aurait conduit à des individus polyploïdes. Le mécanisme par lequel le mélange de chromosomes de deux ou trois espèces peut être cause de reproduction parthénogénétique est inconnu. Puisque les événements d'hybridation multiple peuvent se produire, les différentes espèces parthénogénétiques de whiptails peuvent remonter à de multiples lignées asexuées, indépendantes les unes des autres. Dans chaque lignée, la diversité génétique est très faible, mais différentes lignées peuvent avoir des génotypes tout à fait différents. Un aspect intéressant dans la reproduction chez ces lézards whiptails, c'est qu'on observe toujours une conduite d'accouplement, même si les populations sont entièrement femelles. Une femelle joue le rôle autrefois dévolu au lézard mâle et monte la femelle qui est sur le point de pondre. La raison qu'ont ces animaux d'agir ainsi s'explique par leurs cycles hormonaux, qui font agir certains comme des mâles lorsque leurs niveaux d'œstrogène sont bas tandis que d'autres jouent le rôle de femelle quand leurs niveaux d'œstrogène sont élevés. Les lézards qui suivent ce rite de parade ont une fécondité plus grande que ceux que l'on garde dans l'isolement en raison de l'augmentation d'hormones qui accompagne la monte. Ainsi même si les populations de lézards whiptails n'ont pas de mâles, elles exigent toujours des stimuli sexuels pour assurer un maximum de succès dans la reproduction.

Un exemple de parthénogenèse qui n'aboutit à rien se rencontre parmi les abeilles communes. Comme la reine est la seule femelle fertile dans l'essaim, si elle meurt sans qu'il soit possible de trouver une reine de remplacement viable, il est assez commun pour les ouvrières de pondre des œufs. Mais puisque ces femelles sont incapables de s'accoupler, leurs œufs non fertilisés ne produisent que des faux-bourdons, c'est-à-dire des mâles. Ainsi, en relativement peu de temps, toutes les ouvrières meurent peu à peu tandis que les nouveaux faux-bourdons qui ne savent rien faire sauf s'accoupler avec la reine, ne tardent pas à les suivre. On peut croire qu'autrefois les ouvrières étaient moins spécialisées et auraient été capables de s'accoupler avec les faux-bourdons, permettant ainsi de rendre vie à la colonie, mais ce n'est qu'une supposition.

[modifier] Gynogenèse

La gynogenèse est une forme de multiplication asexuée rattachée à la parthénogenèse. Dans la gynogenèse, c'est le même mécanisme qui opère que dans la parthénogenèse, mais il faut que l'œuf soit stimulé par la présence de sperme pour qu'il se développe, sans toutefois que le spermatozoïde participe de façon active. Puisque dans les espèces gynogenétiques il n'y a pas de mâles, l'activation de l’œuf exige que la femelle s'accouple avec un mâle d'une espèce voisine. Quelques salamandres du genre Ambystoma sont gynogenétiques et semblent l'être depuis plus d'un million d'années. On croit que la réussite de ces salamandres repose sur le fait que dans des cas très rares (peut-être une fois sur un million) le mâle fertilise réellement les œufs, ce qui renouvelle le matériel génétique.