Mouches : la compétition des spermatozoïdes

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Après la copulation, quand il y a plusieurs partenaires, c'est la femelle qui choisit la lignée qui la fécondera. Démonstration chez les mouches.

Le mâle qui copule n’assure pas forcément sa descendance… Dans beaucoup d’espèces les femelles font la bagatelle avec plusieurs partenaires et à l’intérieur de leur appareil reproducteur la compétition continue entre les spermatozoïdes de chacun. Cette concurrence du sperme est révélée grâce à des images exceptionnelles obtenues par une équipe de l’université de Syracuse, aux États-Unis.

   Le sperme de mâles drosophiles génétiquement modifié est fluorescent. Scott Pitnick/ université de Syracuse

Pour se rendre compte de la bataille qui je joue après la copulation, les chercheurs ont créé des mâles drosophiles - des mouches - génétiquement modifiés afin que leur sperme soit fluorescent. Ils ont employé cette technique sur deux espèces Drosophila simulans et D. mauritiana qui ont divergé d’un ancêtre commun il y a environ 260.000 ans, c’est-à-dire très récemment sur une échelle de temps évolutionnaire. Les deux mâles ont copulé avec la même femelle et grâce à la fluorescence, ils ont pu observer le comportement du sperme dans l’appareil génital de la femelle.

Les observations réalisées ont permis de mettre clairement en évidence la concurrence spermatique et, plus étonnant, a montré que la femelle peut favoriser le sperme d’un des mâles au détriment de l’autre qui peut même être éjecté ! Un phénomène connu mais mal compris jusqu’ici, appelé par les scientifiques le choix cryptique des femelles.

 Le sperme de mâles drosophiles génétiquement modifié est fluorescent. Scott Pitnick/ université de Syracuse
Mais comment font-elles pour reconnaître les différents spermatozoïdes ? «Les éjaculats et l’appareil reproducteur féminin interagissent de façon très intime et complexe. Une lignée spermatique peut avoir un avantage par rapport à une autre car elle a une meilleure compatibilité cellulaire et biochimique avec l’appareil reproducteur féminin. C’est le message principal à retenir de notre travail de recherche» répond Scott Pitnick, un des auteurs de l’étude interrogé par Sciences et Avenir.

Les critères qui déterminent le choix cryptique des femelles et les raisons de ce choix ne sont pas tous connus. «C’est la question à un million de dollars, réagit Scott Pitnick. Il y a plusieurs hypothèses. Par exemple, la théorie du bon sperme suggère que la qualité du sperme est en corrélation avec la qualité génomique des ovocytes. En discriminant les spermatozoïdes, les femelles sont récompensées par de meilleurs gènes qui améliorent la viabilité de leur progéniture».

L’autre enseignement de cette étude publiée dans la revue Current Biology est que ce phénomène de sélection sexuelle post-copulatoire joue un rôle moteur dans la spéciation, c’est-à-dire l’apparition de nouvelles espèces. Lorsque des populations sont géographiquement isolées, elles accumulent avec le temps des différences génétiques qui apparaissent naturellement à cause de la dérive génétique et sexuelle.

Si ces populations se retrouvent par la suite en contact avec leurs congénères d’origine, ces différences accumulées peuvent poser des problèmes pour la reproduction entre les deux lignées qui ont commencé à diverger. «Le choix cryptique des femelles va favoriser le sperme le plus compatible et limiter encore plus les possibilités de reproduction avec les mâles de la population qui a été géographiquement isolée. Ce phénomène de limitation des échanges génétiques entre populations divergentes, appelé restriction du flux de gènes, renforce la probabilité que ces populations deviennent finalement des espèces distinctes» conclut le chercheur.

SCIENCES ET AVENIR 10/10/2013