La guerre des sexes

Dans le monde de la reproduction sexuée, on observe des comportements étonnants. Les mâles rivalisent d'ingéniosité pour avoir des femelles. Armes, territoires, ressources, ou apparence, tout est bon pour séduire madame.
Mais pourquoi en arrive-t-on là? Et pourquoi pas l'inverse?

Cas remarquable de la mouche à yeux pédonculés : le mâle a les yeux au bout de ces longs pédoncules et....se bat avec ses yeux façon massue contre les autres mâles pour gagner l'affection de la femelle. Une méthode de drague pour le moins tape à l'oeil. (applause).

La réponse réside dans les gamètes. Les quoi? Les gamètes, ce sont ces cellules sexuelles que vous connaissez bien : le spermatozoïde et l'ovocyte. Ces deux cellules sont à la fois très semblables mais aussi très différentes. Toutes les deux sont, certes et entre autres, haploïdes (portent que la moitié du génome de l'individu), et sont "faites" pour constituer un zygote (cellule œuf, pouvant éventuellement donner un nouvel organisme) lors de leurs rencontres, mais elles diffèrent par leur taille et leur quota de production. Je m'explique. Si l'on considère qu'une femme fait un ovocyte par mois, de 12 à 50 ans, elle produira 456 ovocytes fécondables dans sa vie. Chez l'homme, une seule éjaculation contient environ 200 millions de spermatozoïdes !!!
Vous constatez donc une différence certaine entre ces deux quotas de production. Mais ce n'est pas tout, l'ovocyte est une grosse cellule contenant beaucoup de réserves, alors que le spermatozoïde lui, est tout petit avec très peu de réserves.


Mais où veux-je en venir? Tout simplement, avec ces chiffres, on peut voir que l'ovocyte est une ressource rare, et que comme tout ce qui est rare, va susciter la convoitise. On comprend ainsi que les femelles méritent bien que les mâles se battent pour elle et que ce ne soit pas l'inverse. Le gamète mâle est abondant et facile à trouver contrairement au gamète femelle, à la fois rare et précieux. Ceci expliquant aussi le soin tout particulier que de nombreuses femelles portent au choix du partenaire : gâcher un ovocyte revient à perdre énormément d'énergie et de temps pour la femelle...

Ovocyte

Mais pourquoi une telle différence finalement? Pourquoi chacun n'a pas un gamète entre les deux...Pas en faire trop, et pas trop riche ni trop pauvre en réserve? Et bien cela s'explique par des simulations. Il s'avère que les deux stratégies les plus efficaces sont :

-produire beaucoup mais de faible qualité (spermatozoïde)
-produire peu mais de forte qualité (ovocyte)
Un mélange des deux étant visiblement contre-sélectionné par les modèles. Il s'agit en fait tout simplement d'un trade-off (compromis) entre la qualité et la quantité!

Et voilà un mystère de la vie expliqué. Mais attention, dame Nature nous réserve bien des surprises et rien n'est jamais simple. Les contre-exemples se ramassent à la pelle bien évidemment (sinon ça serait pas marrant) ! Par exemple, chez certaines espèces d'oiseaux (le phalarope à bec étroit par exemple), ceux sont les femelles qui sont toutes colorées, font la cour aux mâles et se battent, pendant que le mâle choisit sa partenaire, et couve les œufs. Belle inversion des rôles qui s'explique par le fait que le soin aux jeunes est également un important critère de sélection et qu'un mâle qui s'occupe bien de ses petits, ben ça court pas forcément la calotte polaire, et que ça peut donc à son tour, devenir la ressource rare (n'est ce pas mesdames!!!)! Bon et puis en plus, on pourra noter qu'après la ponte, les rôles sont inversables alors que chez les mammifères, il y a allaitement etc, mais ça ne dédouane pas ces messieurs de filer un coup de main !

Martine dans les arènes

Je viens de lire cet article sur Rue89, et je vous le copie car vraiment, c'est un excellent article, très intéressant sur le fond, et très bien rédigé (et drôle!) dans la forme, bonne lecture :)

"Nîmes : un escargot prisonner des arènes depuis 2000 ans

Par Pascal Riché Rue89 27/04/2009 18H31

Regardez ce sympathique petit mollusque gastropode à enroulement sénestre. Son nom est Clausilie romaine Leucostigma candidescens, mais comme c'est un peu long, on l'appellera dans cet article Martine.

Martine vit dans deux endroits précis : dans les Apennins près de Rome et dans les arènes de Nîmes. Ceux qui l'ont découverte (Georges Coutagne en 1903) et ceux qui l'étudient pensent que l'animal est arrivé à Nîmes il y a 2000 ans, par exemple à dos d'amphore, pendant la construction des arènes, et qu'il y vit toujours.

A la différence d'autres espèces introduites, Martine ne fait de mal à personne : contrairement aux écrevisses américaines, qui envahissent les fleuves et rivières de France, elle ne quitte pas un coin précis des arênes.

Olivier Gargominy, du Muséum national d'histoire naturelle, et Vincent Prié, de l'agence Biotope, sont allés vérifier que Martine était toujours là. Ils ont également constaté qu'elle était en danger. Aujourd'hui, l'entretien des arènes s'effectue en effet à l'aide de désherbants chimiques, des produits qui « pourraient bien venir à bout de 2000 ans d'histoire pour la Clausilie romaine », constate le muséum.

Heureusement, la direction des arènes a agi, explique le communiqué du Muséum d'histoire naturelle :

« Conscients de l'intérêt patrimonial de cet escargot témoin de la construction des arènes, la direction technique des arènes a fait le choix de préserver les zones où vit la Clausilie romaine en réalisant localement un désherbage manuel et préservant quelques plantes des vieux murs pour maintenir cette population historique. »

Photo : un spécimen de clausilie romaine Leucostigma candidescens, Muséum d'histoire naturelle."

Voilà, pas mal non? J'ai beaucoup aimé le surnom de Martine. Pour avoir été aux arènes pour le concert de Bjork, je n'aurais jamais imaginé qu'un escargot y vivait de façon si spécifique !
En tout cas je salue la direction des arènes, pour cette décision, et de ne pas dire "façon on s'en fou c'est qu'un escargot!!" :).

L'étrange vie d'une Bonellie

Drôle d'animal n'est-ce pas? Je vous présente la Bonellie verte, qui fait partie des annélides (vers) et plus particulièrement des echiuriens, on peut la trouver en méditerranée, au nord est de l'océan atlantique, dans la mer rouge et dans l'océan indien.
Chez la Bonellie, l'étrangeté ne s'arrête pas aux frontières de l'apparence. C'est en réalité toute sa vie, du stade larvaire jusqu'à la reproduction qui relève d'une véritable épopée marine.

Au commencement de son voyage, la Bonellie n'est qu'une minuscule larve sexuellement indéterminée*. Voguant au gré des courants marins, c'est l'endroit où elle se posera qui déterminera son sexe. Femelle ou mâle? Tout dépend donc de l'environnement et spécifiquement du substrat. Si la petite larve se pose sur un sol océanique dépourvu d'autres bonellies femelles, elle deviendra femelle. Elle passera, en 2 ans, de quelques millimètres à une femelle dont le corps fera environ 9 cm avec une trompe pouvant s'étendre jusqu'à 1,5 mètre!


Et les autres larves, que deviennent-elles? Et où sont les mâles (;)? Encore une fois, tout dépend de la piste d'atterrissage. Les larves trochophores se transforment en mâle lorsqu'ils atterrissent sur...une femelle, et plus particulièrement, sur la trompe. En effet, les femelles possèdent sur elles une substance masculinisante, transformant les petites larves asexuées en petits mâles (1-3 millimètres, la honte). C'est donc cette substance qui détermine le sexe, les bonellies devenant femelle par défaut. Mais ce n'est pas tout ! Le mâle sera ensuite aspiré dans la femelle par la trompe (qui lui sert habituellement à se nourrir), pour déboucher dans le sac génital de la femelle. Fini les escapades, ces mâles ne reverront plus jamais le monde extérieur et passeront donc leur vie dans le sac génital féminin. Ils se nourriront par l'intermédiaire de la femelle, et n'auront pour mission que de féconder les œufs, une fois par an. Logés, nourris, blanchis, et on ne leur demande qu'une chose : se reproduire. La belle vie en quelque sorte).

Dessin d'une bonellie femelle, et le petit bidule est le mâle à l'intérieur de la femelle

Une fois par an, c'est environ 1000 œufs fécondés qui seront produits par la femelle et le mâle. Écloront des petites larves, qui complèteront à leur tour le cycle de la vie.
La bonellie est un parfait, et extrême exemple de ce que l'on appelle Dimorphisme sexuel. Ce terme désignant la différence morphologique que l'on peut noter entre les mâles et les femelles d'une même espèce. A quoi est-ce du? Et bien dans la nature, il faut savoir que les mâles n'ont souvent d'autre but que la reproduction, et coutent cher en énergie. C'est pourquoi leur taille est particulièrement réduite! C'est une histoire d'économie d'énergie :) (je vous invite à lire les commentaires pour plus de précisions).
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*En réalité, certaine larves sont déterminées femelle ou mâle dès le départ, mais elles représentent une minorité des cas.

Sources : Ludek Berec, Patrick J. Schembri, David S. Boukal (2005). Sex determination in Bonellia viridis (Echiura: Bonelliidae): population dynamics and evolution. Oikos 108 (3) , 473–484 doi:10.1111/j.0030-1299.2005.13350.x

Ce site et celui là

Je suis ton père, enfin...ta mère

Attention, éloignez les enfants de l'ordinateur. Ce qui va suivre risque de choquer les âmes sensibles : Le père de Némo est en fait sa mère.

En effet, chez les poissons clown (Amphiprion bicinctus), la sexualité s'offre quelques originalités et changements de cap. Ils font ainsi partie des (environ) 10% d'espèces de poissons transsexuels peuplant les eaux.

C'est ainsi que, chez ces poissons-anémone, on vit en couple monogame, une femelle et un mâle entourés de plus petits mâles (juvéniles, ou subadultes) sexuellement inactifs et chacun reste à sa place. Mais lorsque, par grand malheur, la femelle du couple meurt, alors tout change dans cette petite population.

Le mâle du couple, fait son deuil d'une façon plutôt originale : son corps se transforme, il grossit, ses caractères changent...Au bout de 4 semaines, il devient femelle, prête à se reproduire et à succéder à sa défunte compagne. Les plus petits mâles qui restaient depuis lors dans l'ombre du mâle dominant entrent en conflit pour prendre cette place si convoitée. Ce sera le plus combatif d'entre eux qui accédera à cette position, ses organes sexuels vont devenir productifs et il pourra se reproduire. Un nouveau couple est formé.

Donc si vous me suivez, la maman de Némo étant morte mangée par un méchant poisson, le père de némo aurait dû passer par la transition et devenir femelle le temps de retrouver son fils ! (Oui, je pense à des choses très utiles en cours).



Sources : La recherche

Caliente

[Warning : ce billet nécessite des connaissances en biologie moléculaire]

Un petit coup de chaud et rien ne va plus. Agitation atomique, déconformation de protéines, déstabilisation des liaisons hydrogènes. Bref, le branle-bas de combat est sonné. Dans nos cellules, une chaleur trop élevée fragilise la structure de nos protéines et notamment de nos enzymes, ce qui met en péril le bon fonctionnement cellulaire. Mais la nature étant définitivement bien faite, les organismes ont développé des parades plus que géniales pour lutter contre ce phénomène.

Image 3D d'une protéine (sauras-tu la reconnaitre?)

Prenons le cas d'E.coli (bactérie très célèbre, qui occupe notamment notre intestin).Lorsqu'on la place à la température excessive de 42°C, on remarque qu'elle synthétise de nouvelles molécules qu'elle ne synthétisait pas à 37°C. Ces nouvelles molécules sont toutes les Heat Shock Proteins (HSP), ou protéines de choc thermique. C'est une armada de protéines dont la mission est d'aller sauver les protéines qui se dénaturent à cause de la chaleur. Elles vont se fixer sur elles, et les aident à retrouver leur forme originelle et fonctionnelle. Quand il n'y a plus rien à faire, d'autres protéines se chargent de les dégrader définitivement. Génial non? Mais comment ce système se met-il en place chez cette petite bactérie?

Quand on regarde de plus près les gènes codants pour ces HSP, on remarque que la zone consensus est différente des autres gènes "classiques". La zone de ces gènes HSP n'est en effet pas reconnue par le facteur sigma70 classique de la RNA polymérase. Aurions-nous alors affaire à une nouvelle RNA polymérase?
Des études menées sur des mutants déficients lors de la réponse à un choc thermique à 42°C a permis de découvrir un nouveaux gène : rpoH. Il s'avère que ce gène code constitutivement pour un nouveau facteur sigma (sigma32) qui ne reconnait que le consensus des HSP !!

Mais alors, pourquoi n'a t-on pas de HSP à 37°C aussi?

Simplement, l'ARN produit à partir du rpoH arbore une forme bien typique en épingle, maintenue par une protéine thermosensible. Dans ces conditions, même si l'ARN est transcrit, il est intraduisible (ou très faiblement) par les ribosomes.
Par contre, quand on se place à 42°C, la protéine thermosensible qui maintenait la boucle en épingle d'ARN de rpoH se désorganise et laisse libre court à la traduction de l'ARN. On obtient ainsi les facteurs sigma32 qui s'allient avec des ARN polymérase et pourront enfin lier les zones consensus des gènes HSP !!
Par ce tour de passe passe, la nature garantit une réponse rapide et efficace, seulement quand besoin est.

N'est-ce pas fantastique?

Touche pas à mes feuilles !

La plante, force tranquille, feuilles au vent, tout un monde de calme et de silence, qui se laisse nonchalamment grignoter par tous les animaux passant par là...Une attitude végétative que tout un chacun aimerait adopter... Eh bien, c'est pas demain la veille. Le monde végétal, malgré ses apparences, est un monde de concurrence, de bataille, et de stratégie. A nos yeux, rien de visible, mais il suffit de passer en accéléré une vidéo de portion de forêt, chacun se bat pour un photon de lumière en plus, au détriment du voisin du dessous. Et pensez bien que pour arriver à leurs fins, les plantes ne sont pas prêtes à se faire arrêter par le premier herbivore qui passe. Elles sont certes statiques, mais certainement pas inertes face à ce problème majeur.

C'est ainsi que nombre de plantes ont investi de l'énergie dans la production de défenses toutes aussi ingénieuses les unes que les autres. Des défenses physiques comme les épines, trichomes (sur les orties), coques, aux défenses chimiques comme des terpènes, composés phénoliques et autres composés azotés.

Certaines stratégies sont particulièrement intéressantes. Par exemple, certaines plantes produisent des acides aminés non protéiques. En gros, des faux acides aminés. Or les acides aminés (aa) sont naturellement digérés et réutilisés pour faire de nouvelles protéines chez l'herbivore. Or si les aa ne sont pas fonctionnels, les protéines produites seront non viables et pourront conduire à des maladies graves voire à la mort.

Mais les cas les plus intéressants, sont ceux des collaborations des plantes avec d'autres espèces pour se défendre. Par exemple, les Cecropias ont fait appel aux puissantes fourmis pour se protéger. Ils ont aménagé des zones totalement creuses dans leurs troncs avec ouverture sur l'extérieur, rapidement colonisées par des fourmis en quête d'un terrier, et attirées par les substances sucrées émises par le Cecropia. Les fourmis, très territoriales, défendront la plante dans sa totalité contre tout élément menaçant son intégrité.

A la base des branches, les petits bidules sont des zones de sécrétions de molécules sucrées attirant les fourmis.

Les chercheurs se sont par ailleurs amusés à faire des trous dans les feuilles, et remarquèrent que la plante émet d'autant plus de messagers chimiques pour appeler les fourmis à la rescousse.

Cecropia avec ses fourmis

Un autre cas remarquable est celui de la plante Phaseolus lunatus, naturellement prédatée par l'acarien Tetranychus urticae. En vengeance, la plante synthétise une molécule attirant le prédateur naturel de T. urticae. Mais en plus, la molécule produite est volatile et perçue par les plantes de la même espèce environnantes, qui à leur tour sécréteront cette molécule. L'acarien n'a qu'à bien se tenir !

Dans la même lignée mais à plus grande échelle, on trouve l'exemple bien connu de l'acacia dans la savane. Ces plantes, lorsqu'elles sont attaquées émettent de l'éthylène : une phytohormone très volatile. La réception de celle ci provoque la synthèse de Tanin, molécule très toxique qui va empoisonner les braves antilopes qui les grignotaient.
D'habitude, les antilopes, malines, mangent deux ou trois feuilles et s'en vont. Elles n'attendent pas de se faire empoisonner. Cependant, on a pu voir de véritables hécatombes d'antilopes en Tanzanie dues à la sécheresse qui ne laissa rien d'autre à ces pauvres quadrupèdes que de manger les acacias empoisonnés...

En conclusion, les plantes sont loin de se laisser faire, et énormément d'autres exemples de stratégies végétales existent sur terre. Comme pour le champignon, il faut se méfier de tout ce qui semble inoffensif. C'est vicieux ces trucs là.

Le champignon, maître de la chasse

Lorsqu'on s'intéresse un tant soit peu aux champignons, on comprend pourquoi Mario en prend pour devenir plus fort. Ces organismes auxquels on ne prête guère attention dans la vie de tous les jours sont en réalité des organismes d'une importance écologique majeure et d'une sophistication à toute épreuve.
Pour preuve, le plus gros organisme sur terre n'est pas une baleine, un éléphant, un séquoia géant ou un diplodocus. Non c'est un champignon. Un champignon qui couvre environs 9,65 kilomètres carrés (1600 terrains de football) âgé de 2400 à 8500 ans (dur à estimer). Armillaria ostoyae (c'est son nom) est pourtant né d'une microscopique spore.

Armillaria ostoyae

On les penserait naturellement statiques, or il n'en est rien. Un champignon peut s'étaler sous terre très rapidement et coloniser des territoires. On les penserait sans danger, or les champignons peuvent s'avérer de dangereux prédateurs pour la faune locale. En effet, nombreuses sont les espèces chassant le nématode (petit ver cylindrique que l'on trouve partout, certains sont des parasites que nous connaissons bien). Et quand je dis le mot chasse, ce n'est pas un euphémisme. Les champignons, à partir de leur mycélium forment de véritables pièges de formes diverses et variées : en anneau, en réseau, spire, ou bouton collant; les nématodes s'y trouvent emprisonnés sans la moindre chance d'y réchapper. Ils meurent d'épuisement et se décomposent, fournissant un frugal mais délectable met au champignon.
Ces champignons sont tellement performants qu'ils sont utilisés (notamment Arthrobotrys irregularis) pour débarrasser les sols des invasions de nématodes attaquant les plantes.

Nématode piégé dans un piège à anneau de champignon

Certains champignons sont encore plus vicieux. Ils s'attaquent directement aux œufs de nématodes (champignons ovocides) comme Paecilomyces lilacinus. Ils arrivent à percer la coque de l'œuf grâce à des enzymes spéciales, et pénètrent l'œuf pour parasiter l'embryon.

D'autres encore, investissent dans le temps. Comme décrites dans un précédent sujet, certaines espèces de champignons (Catenaria anguillulae, Meristacrum asterospermum, Nematoctonus leiosporus...) produisent des spores adhésives, qui vont se coller sur la cuticule des nématodes. Une fois la germination arrivée, le mycélium rentre dans le nématode et se nourrit du nématode jusqu'à le tuer. Pas fou le champi : le p'tit dej' au lit tous les jours et croisière gratuite. Que demande le peuple !

Bref, tout ça pour dire que, toutes les espèces, principalement celles dont on se désintéresse habituellement, réservent bien souvent des surprises de taille. Il ne faut jamais sous-estimer le pouvoir des organismes, et principalement de ceux qu'on ne voit pas.