La reproduction sexuée animale et végétale


PLAN DU COURS

 

I - Etude de différents exemples de reproduction sexuée chez les animaux et végétaux

Exemple de la reproduction chez l'oursin (Échinodermes): Lien

Exemple de la reproduction chez le cerf et la biche (mammifères): Lien

Exemple de la reproduction chez l'escargot (Mollusques): Lien

Exemple de la reproduction chez la plante à fleur (Lys): Lien

Exemple de la reproduction chez la poule (Sauropsidés, Oiseaux): Lien

 

II - Favoriser la reproduction sexuée et le maintien des espèces

Favoriser la rencontre des partenaires par des signaux olfactifs: Lien

Favoriser la rencontre des partenaires par des signaux sonores: Lien

Favoriser la reproduction sexuée par des signaux visuels:Lien

Favoriser la rencontre des gamètes en augmentant leur nombre: Lien

Favoriser la reproduction par le soin aux jeunes: Lien

 

 

Nous savons que pour qu'une espèce soit présente sur Terre, il faut deux sexes (il existe de nombreuses exceptions à cela, mais ce n'est pas au programme de 4ème): un mâle et une femelle. Leur reproduction sera donc une reproduction sexuée, car elle nécessite la présence des deux sexes. ils donneront naissance à un (ou plusieurs) individu(s): c'est le cycle de la vie.

 

La photo ci-dessus à droite montre deux individus en train de se reproduire (on parle d'accouplement ou de copulation).

La photo de gauche montre une abeille en train de butiner une fleur: par ce processus, elle permet à la fleur d'être pollinisée (c'est la pollinisation) car elle apporte du pollen (point jaunes sur ses poils) directement sur la partie femelle de la fleur.


Chez les plantes, qui sont immobiles, la reproduction ne peut pas avoir lieu par un contact direct (on verra que chez certaines espèces animales, il n'y a pas de contact non plus): elles doivent donc utiliser d'autre moyens pour se reproduire. Vous savez par exemple qu'elles utilisent très souvent des pollinisateurs comme les abeilles. Pour se reproduire. Nous le verrons en détails.

 

Problématique: comme se déroule la fécondation chez les animaux et les végétaux ? Comment deux individus peuvent-ils se rencontrer et s'accoupler ? Comment les végétaux favorisent-ils leur propre pollinisation ? L'Homme a t-il un impact sur la reproduction sexuée des êtres-vivants ?

 

Dans ce cours, nous étudierons la reproduction de différentes espèces animales et végétales pour comprendre toute la diversité du monde vivant au niveau reproductif.

 

I - Etude de différents exemples de reproduction sexuée chez les animaux et les végétaux

 

Exemple de la reproduction chez l'étoile de mer (Echinoderme):

 

Les étoiles de mer possèdent une organisation particulière, ils possèdent un tégument (=peau) recouvert de piquants calcaires (d'où leur nom d'échinodermes qu'on donne à leur embranchement, ou le préfixe échino veut dire "piquants"), ils vivent et respirent dans le milieu marin (océans ou mers), ce sont donc des animaux aquatiques: leur milieu de vie est le milieu aquatique. Au contraire, les animaux qui respirent dans l'air vivent (pour la plupart) dans le milieu aérien (par exemple les oiseaux, l'Homme...).

 

Lire la vidéo du développement embryonnaire et de la reproduction d'une étoile de mer (même famille que les oursins) sur le lien suivant: lien.

 

Chez ces animaux, la période de reproduction se situe à la belle saison (avril à juin) dans toutes les mers et océans de la planète. Pendant plusieurs jours, les femelles libèrent dans l'eau de très nombreuses sphères de couleur jaune-grises : les ovules (certaines femelles comme celles de l'espèce Asterias peuvent pondre 2,5 millions d'ovules en une heure). En même temps que les femelles libèrent leurs ovules, les mâles produisent une quantité encore plus impressionnante de spermatozoïdes. Les spermatozoïdes et les ovules sont aussi appelés des gamètes !

 

Regardez les photos et schémas d'interprétation des 2 gamètes:

 

 

Schémas et microphotographies des cellules reproductrices mâle (spermatozoide) et femelle (ovule).
Schémas et microphotographies des cellules reproductrices mâle (spermatozoide) et femelle (ovule).
Spermatozoides (en bleu) entourant l'ovule (en jaune). La fécondation va bientôt avoir lieu.
Spermatozoides (en bleu) entourant l'ovule (en jaune). La fécondation va bientôt avoir lieu.

Une fois dans l'eau, les ovules et les spermatozoïdes peuvent se rencontrer, au grès des courants et des vagues.

 

Ci-dessous, vous pouvez observer l'expérience de fécondation in-vitro chez l'oursin.

Reproduction et développement des oursins. Source: ?
Reproduction et développement des oursins. Source: ?
Cycle de vie des oursins. Cliquer sur l'image pour l'agrandir. Source: maxicours
Cycle de vie des oursins. Cliquer sur l'image pour l'agrandir. Source: maxicours

Pour observer les gamètes d'oursins lors de la fécondation, vous pouvez vous rendre sur la page suivante: lien. Une animation vous permettra de mieux comprendre le phénomène.

 

Bilan de la reproduction chez l'oursin:

les oursins sont des animaux aquatiques, ils vivent et se reproduisent dans l'eau. Ils libèrent leurs gamètes dans l'eau. Les spermatozoïdes rejoignent les ovules par hasard, au grès des courants. Lorsqu'ils se rencontrent, la fécondation a lieu. Comme cette fécondation se fait à l'extérieur du corps de la femelle, dans le milieu aquatique, on parle de fécondation externe.

 

Exemple de la reproduction du cerf et de la biche (mammifères):

 

Les cerfs sont des animaux élancés, ils atteignent une longueur totale de 1,6 à 2,6 mètres, pour 1,10 à 1,50 mètre de hauteur au garrot et un poids de 67 à 300 kilogrammes, variant selon les espèces. Ils sont représentatifs des mammifères (animaux possédant des poils et des mamelles pour allaiter les petits) des pays au climat tempéré.

Ces animaux sont connus pour leurs bois qui ne sont pas des "cornes". À partir de neuf mois, les bois commencent à pousser sur la tête du mâle sous forme de pivots. À un an, ils sont visibles et le mâle est alors appelé «daguet». Les bois vont alors tomber chaque année (fin de l'hiver chez les cerfs âgés, début du printemps chez les jeunes) pour repousser au cours de l'été. Étant donné que leur croissance est annuelle, on pourra connaitre l'âge d'un mâle en comptant ses bois (voir image ci-dessous).

 

Croissance d'un bois de cerf de 1 an (à gauche) jusqu'à 7 ans tout à droite. Il suffit de compter le nombre de pointes ! Sources: wikipédia.
Croissance d'un bois de cerf de 1 an (à gauche) jusqu'à 7 ans tout à droite. Il suffit de compter le nombre de pointes ! Sources: wikipédia.

L'espèce vit en groupe, on dit qu'elle est grégaire. Les femelles (biches) se regroupent en hardes (nom du groupe) dont le domaine vital est important (souvent plusieurs milliers d'hectares). Les mâles vivent avec elles durant la saison des amours (le rut) un seul mâle peut être accompagné d'une harde qui peut compter jusqu'à soixante biches. La biche est la seule à prendre soin de son petit: le faon. Elle ne le quitte que pour aller brouter. La gestation est d'environ huit mois.

 

Le cerf brame: ce cri est la manifestation la plus caractéristique de la période de reproduction. Il se situe de fin août à début octobre. Le cerf brame en levant la tête, cou tendu, bois en arrière, et en ouvrant verticalement la bouche. Le brame est déclenché par l'état physiologique des biches (elle sont fertiles) mais aussi par la concentration d'une hormone (la testostérone)  dans l'organisme du mâle. De même, le cri du cerf a un effet physiologique sur les biches en hâtant leur ovulation.
Le brame est un langage : les cerfs se jugent et se jaugent par la voix.

Cerf en plein brame (il pousse un cri rauque). Sources: Wikipédia.
Cerf en plein brame (il pousse un cri rauque). Sources: Wikipédia.

En plus de bramer; les cerfs combattent. Ces combats peuvent être très violents et parfois entrainer la mort d'un individu. Ils utilisent leurs bois pour se battre (voir vidéo ci-dessous). Le mâle le plus fort sort victorieux des combats et peut alors se reproduire avec les femelles de la harde.

Après le combat, le cerf victorieux, devenu chef de la harde, peut s'accoupler avec les femelles. L'accouplement a lieu lorsque le mâle monte sur la femelle pour introduire son pénis dans le vagin de celle-ci (voir schéma ci-dessous). Il libère ses spermatozoïdes qui iront féconder l'ovule (ou les ovules) de la femelle.

La reproduction du cerf.
La reproduction du cerf.

Ci-dessous, une vidéo d'un cerf avec sa harde et les faons de l'année.

On peut parler de parade amoureuse pour expliquer le comportement des cerfs et des biches durant la période de reproduction. Pour connaitre d'autres parades amoureuses, rendez-vous sur ce site: lien.

 

Ci-dessous, la vidéo de la naissance d'un faon. Comme le petit naît déjà formé, on parle d'espèce vivipare

 

 


Bilan sur la reproduction du cerf et de la biche:

ces animaux vivent dans le milieu aérien. Ce milieu étant très sec, les cellules reproductrices ne peuvent pas être libérées à l'extérieur car elles sècheraient très vite. La libération des gamètes et la fécondation ont lieu à l'intérieur du corps de la femelle: on parle de fécondation interne. La progéniture est peu nombreuse (quelques petits par ans) et la femelle les protège et les nourrit grâce à son lait: il s'agit de soins aux jeunes pour augmenter leur chance de survie. Le mâle dominant protège la harde et repousse les autres mâles et parfois les prédateurs (loups...) quand il y arrive.

Exemple de la reproduction sexuée chez les escargots:

 

Les escargots sont des animaux possédant une coquille et un corps mou: ils font donc partie de l'embranchement des mollusques.

 

Ces animaux ont la particularité d'être (pour la plupart) de vrais hermaphrodites, c'est-à-dire que chaque individu possède à la fois les organes sexuels d'un mâle et d'une femelle. Comme chez les fleurs ! Ci-dessous vous pourrez, rapidement, observer leur anatomie (n'apprenez pas tout par cœur, ce n'est pas au programme). Il existe quelques exceptions (comme par exemple chez la famille des Ampullariidae). 

 

Anatomie de l'escargot. Observez les parties mâles et femelles de l'appareil reproducteur (rouge = appareil mâle et orange = appareil femelle). Source: wikipédia.
Anatomie de l'escargot. Observez les parties mâles et femelles de l'appareil reproducteur (rouge = appareil mâle et orange = appareil femelle). Source: wikipédia.

Anatomie d'un escargot, schéma en coupe. 1 : coquille ; 2 : foie ; 3 : poumon ; 4 : anus ; 5 :pore respiratoire ; 6 : œil ; 7 : tentacule ; 8 : cerveau ; 9 : conduit salivaire ; 10 : bouche ; 11 : panse ; 12 : glande salivaire ; 13 : orifice génital ; 14 : pénis ; 15 : vagin ; 16 : glande muqueuse ; 17 : oviducte ; 18 : sac de dards ; 19 : pied ; 20 : estomac ; 21 : rein ; 22 : manteau ; 23 : cœur ; 24 : canal déférent.

Lors de l'accouplement, l'escargot jouant le mâle va harponner l'escargot jouant la femelle avec son dard. Il s'agit d'une pointe d'environ 1cm de long chez l'escargot de Bourgogne qui sert à transpercer la chair de la "femelle" pour y introduire les spermatozoïdes. Ce qui est impressionnant c'est que ce harponnage peut avoir lieu n'importe où dans le corps de la femelle.


Après l'accouplement, l'escargot qui a reçu le sperme (et qui "joue" donc la femelle) va pondre ses œufs fécondés dans un nid, souvent dans la terre, dans un endroit sombre et humide.

 

Ci-dessous, vous pouvez observer quelques étapes de cette ponte. 

 

Quelques étapes de la ponte chez un escargot. Sources:M.Gireaud, éleveur d'escargots. Cliquer sur l'image.
Quelques étapes de la ponte chez un escargot. Sources:M.Gireaud, éleveur d'escargots. Cliquer sur l'image.
Naissain d'escargot (= ponte d'un escargot). Sources: http://www.escargot-de-chnord.com/elevage_d_escargots_naissains.htm
Naissain d'escargot (= ponte d'un escargot). Sources: http://www.escargot-de-chnord.com/elevage_d_escargots_naissains.htm

Les escargots sortent des œufs directement formés, on dit que cette espèce est ovipare, c'est-à-dire que la femelle pond des œufs qui finissent leur incubation hors de l'organisme maternel.

Les petits sortent ensuite formés: ce ne sont pas des larves mais des jeunes qui ressemblent traits pour traits aux parents, seule leur taille est différentes.

Les escargots sont élevés par l'Homme et l'élevage se nomme l'héliciculture.

Cycle de vie de l'escargot. Cliquer sur l'image pour l'agrandir.
Cycle de vie de l'escargot. Cliquer sur l'image pour l'agrandir.

Cycle de vie de l'escargot: 

Un escargot "mâle" (rappelez-vous qu'un individu peut faire le mâle ou la femelle) et un escargot "femelle" se rencontrent et copulent (le "mâle" enfonce le dard; sorte d'éperon dans le corps de la "femelle" à n'importe quel endroit du corps et injecte le spermatophore qui contient les spermatozoïdes). Cette étape dure de 10 à 15 minutes. Une fois fécondée la "femelle" récupère les spermatozoïdes pour féconder ses ovules. Cela crée des cellules-œufs qui seront protégées dans des coquilles: on obtient des œufs. Ces œufs sont pondus dans un trou, sorte de nid, pour rester au frais et à l'humidité (et éviter la dessication).

Bilan de la reproduction chez l'escargot:

ces animaux sont particuliers: ils sont hermaphrodites, chaque individu possède les organes reproducteurs des 2 sexes. Lors de la reproduction, un escargot joue le rôle de la femelle et l'autre celui du mâle. Il y a accouplement, les 2 individus se rencontrent, échangent leurs gamètes puis l'individu "femelle" pond ses œuf (= ovules fécondés) dans un trou de terre où ils écloront 21 jours plus tard (animaux ovipares). Les petits qui sortent de l’œuf ressemblent aux adultes.


Exemple de la reproduction d'une plante à fleur :

 

Une plante est constituée d'une tige possédant des feuilles. Chez les plantes à fleurs, il existe un organe particulier servant à la reproduction et appelé la fleur. La fleur se développe au printemps dans les régions tempérées et permet d'assurer la reproduction de la plante.

 

Étudions dans un premier temps l'anatomie d'une fleur:

 

Une fleur est constituée d'une partie mâle appelé l'androcée et d'une partie femelle appelée le gynécée:

- la partie mâle est constituée des anthères qui sont portés par des filets (sortes de tiges à anthères). Les anthères créent le pollen, c'est-à-dire les gamètes mâles.

- la partie femelle est constituée du pistil. Ce pistil est lui-même constitué par un ovaire contenant un ou plusieurs ovules (les gamètes femelles). Cet ovaire est surmonté d'un style plus ou moins long qui porte le stigmate.


Il existe d'autres partie dans une fleur:

- le pédoncule correspond à la tige qui porte la fleur,

- le réceptacle floral sert à attacher les parties de la fleur sur le pédoncule,

- les sépales servent à protéger la fleur

- les nectaires produisent du nectar qui sert à attirer les pollinisateurs,

- les pétales servent à attirer les pollinisateurs et à protéger les parties mâles et femelles de la fleur.  


Chaque organe de la fleur a donc une fonction précise !

 

Reproduction d'une fleur de lys.
Reproduction d'une fleur de lys.
En médaillon le détail du stigmate d'une fleur recouvert de grains de pollen. Et le schéma du trajet du tube pollinique. Source: Belin. Cliquer sur l'image pour l'agrandir.
En médaillon le détail du stigmate d'une fleur recouvert de grains de pollen. Et le schéma du trajet du tube pollinique. Source: Belin. Cliquer sur l'image pour l'agrandir.

En médaillon le détail du stigmate d'une fleur recouvert de grains de pollen. Et le schéma du trajet du tube pollinique

Lorsque le grain de pollen reconnait le stigmate sur lequel il s'est déposé comme étant issu de la même espèce que lui, il germe. Il fabrique un tube appelé tube pollinique qui va transporter le noyau de la cellule reproductrice mâle jusqu'au noyau de l'ovule (c'est la 1er fécondation). Un deuxième noyau est transporté dans l'ovule et fusionnera avec celui-ci pour créer les réserves nutritive de la future graine. 

Comme il y a 2 fécondations, on parle de double fécondation chez les plantes à fleurs.

Cycle de vie d'une plante à fleur: le lys. Cliquer sur l'image pour l'agrandir.
Cycle de vie d'une plante à fleur: le lys. Cliquer sur l'image pour l'agrandir.

Cycle de vie d'une fleur:

la plupart des plantes à fleurs portent les parties mâles (anthères) et les parties femelles (pistil + ovaires) sur un même pied. L'anthère va produire des grains de pollen, ce sont les gamètes mâles. L'ovaire va produire des ovules, ce sont les gamètes femelles. Les ovules restent dans l'ovaire, lui-même situé dans le pistil, ils sont donc immobiles. Ce sont les grains de pollen qui seront transportés jusqu'à la partie femelle: c'est la pollinisation. Soit par des insectes comme les abeilles (entomochorie), soit par le vent (anémochorie), soit par d'autres animaux (zoochorie), ou soit par l'eau (hydrochorie). Lorsque le grain de pollen touche le stigmate, il s'y colle. Si le grain de pollen appartient bien à la même espèce que le stigmate, il va germer, créer un tube pollinique qui va permettre de transporter le noyau du grain de pollen jusqu'au noyau de l'ovule: lors de leur rencontre la fécondation a lieu.

Voici une animation permettant d'observer le trajet du pollen dans la fleur: lien.

Et une autre animation sur la double fécondation chez la fleur: lien.

 

Le tableau ci-dessous permet de détailler les caractéristiques de la reproduction chez les 3 précédentes espèces:

 

Etre-vivant Oursin Cerf-Biche Plantes à fleurs Escargot
Milieu de vie  Aquatique Aérien Aérien Aérien
Nombre de gamètes chez la femelle Beaucoup Quelque-uns Quelques-uns Beaucoup
Nombre de gamètes chez le mâle Beaucoup Beaucoup Beaucoup Beaucoup
Lieu de fécondation Externe Interne Interne Interne
Copulation/Pénétration NON OUI NON OUI
Soins aux jeunes NON OUI NON NON
Qui fabrique les gamètes mâles ? Mâle  Mâle  Anthère  Les 2
Qui fabrique les gamètes femelles ?  Femelle Femelle  Pistil (Ovaire)  Les 2
Où sont libérés les gamètes ? L'eau  Vagin de la femelle  Stigmate  Dans le corps de l'autre escargot
Comment s'appelle le résultat de la fécondation ? CELLULE-OEUF
QU'est-ce qui sort de l’œuf  Larve d'oursin Faon  Graine  Larve d'escargot
Adjectif qualifiant ce mode de reproduction EXTERNE (dans le milieu de vie) INTERNE (dans l'appareil reproducteur de la femelle)
Espèce Ovipare Vivipare Vivipare Ovipare

Exemple de la reproduction sexuée d'un oiseau, la poule:

 

Les oiseaux possèdent une particularité: ils possèdent des organes génitaux particuliers:

- le mâle ne possède pas de pénis

- la femelle ne possède pas de vagin

A la place, les 2 sexes possèdent un cloaque, une cavité donnant sur le milieu extérieur et servant à libérer les spermatozoïdes chez le mâle et les œufs (ovules fécondés) chez la femelle.

Le schéma ci-dessous vous permettra de comprendre l'organisation interne de leur appareil reproducteur:

La reproduction chez la poule. Source: modifié par CLERC.
La reproduction chez la poule. Source: modifié par CLERC.

Au moment de la reproduction, le coq exécute une parade nuptiale. Si la poule accepte l’accouplement, le mâle produit ses spermatozoïdes dans le cloaque de la  femelle.  La  rencontre  avec  l’ovule  expulsé  de  l’ovaire  unique  a  lieu  dans  la partie supérieure de l’oviducte. Puis, l’ovule descend dans l’oviducte. Au  cours de sa descente, l’ovule (le  jaune  de  l’œuf)  fécondé  s’entoure progressivement de blanc, de membranes et d’une coquille protectrice, qui sont  fabriqués et sécrétés par l’oviducte. L’œuf est ensuite expulsé lors de la ponte (1 œuf par jour en moyenne pour une poule).

 

Attention: pour qu'il y ait un poussin, un coq doit féconder l'ovule. Mais en absence de fécondation, la poule pondra quand même un œuf, mais il ne sera pas fécondé. Les Hommes consomment les œufs de poule non fécondés (en général) même si certaines coutumes gastronomiques font consommer des œufs fécondés (donc avec un embryon de poussin et un peu de sang à l'intérieur).

Si on résume un peu:


Tableau résumant les caractéristiques des différents exemples de reproductions vus jusqu'ici.
Tableau résumant les caractéristiques des différents exemples de reproductions vus jusqu'ici.

BILAN:

La reproduction sexuée permet la multiplication des êtres-vivants dans leur milieu et leur renouvellement :

  • deux cellules reproductrices, mâle et femelle appelées les gamètes, se rencontrent (soit dans le milieu externe comme chez l'oursin; soit dans le milieu interne, souvent les organes génitaux de la femelle comme chez le cerf). Les gamètes mâles appelés les spermatozoïdes (pollen chez les végétaux), sont petits, mobiles et très nombreux. Les gamètes femelles, les ovules, sont le plus souvent gros et immobiles, en petit nombre.

  • il y a fécondation, lorsqu'il y a rencontre des deux gamètes.

  • la cellule-œuf formée sera à l'origine d'un nouvel individu, ressemblant aux parents mais différent car unique.

 

II - Favoriser la reproduction sexuée et le maintien des espèces

 

Pour faciliter la reproduction, la meilleure solution consiste à permettre aux gamètes mâle et femelle de se retrouver rapidement et en grand nombre. IL s'agit donc de favoriser leur rencontre. Cela passe par différents moyens:

- favoriser la rencontre des 2 partenaires par les signaux visuels, sonores ou olfactifs

- favoriser la rencontre des gamètes en augmentant leur nombre

- favoriser le développement des jeunes par des soins et les mettre hors de danger.

 

 

Favoriser la rencontre des partenaires par des signaux olfactifs:

 

Pour la plupart des animaux le milieu de vie correspond à une vaste surface. Il est donc souvent très complexe pour eux de trouver un partenaire pour la reproduction. C'est pourquoi de nombreuses espèces ont mis en place des processus de favorisation de leur rencontre, soit par des signaux chimiques, soit par des signaux sonores ou des signaux visuels

 

Pour les signaux chimiques, nous prendrons l'exemple du bombyx mori, appelé aussi le papillon de nuit.


Un bombyx vu de face. Noter ses antennes en forme de peignes très développées. Source: internet.
Un bombyx vu de face. Noter ses antennes en forme de peignes très développées. Source: internet.

Le bombyx est un animal possédant 3 paires de pattes et une paire d'ailes. il fait partie de l'embranchement des insectes. Son milieu de vie est la forêt (on en trouve beaucoup en début de nuit autour de nos lumières en campagne). Il s'agit d'un milieu de vie immense. Il sera donc difficile pour lui de trouver un partenaire sexuel (d'autant plus qu'il possède une très mauvaise vue).


Jean-Henri FABRE, un entomologiste (il étudie les insectes) a beaucoup travaillé sur les papillons. Il a fait les observations suivantes (lire texte):


Observations de J-H. FABRE sur les papillons. Sources: http://jovinem.free.fr/iWeb4/Reproductionmilieux_files/100428Reproductions.pdf
Observations de J-H. FABRE sur les papillons. Sources: http://jovinem.free.fr/iWeb4/Reproductionmilieux_files/100428Reproductions.pdf

Si on résume ses observations: Fabre découvre qu'en emprisonnant un papillon femelle dans une cage métallique, celle-ci attire tous les soirs des mâles. Il se demande ce qui peut bien attirer ces papillons mâles près de la femelle:

- ce n'est pas la vue de la femelle puisqu'elle est dans le noir donc les mâles ne peuvent pas la voir;

- ce n'est pas un signal sonore car il dit que "la bête pansue, capable de convoquer de si loin est silencieuse ;

- il ne reste que l'odeur ! 

Fabre vient de découvrir la présence d'odeurs particulières, appelées phéromones qui jouent un rôle dans l'attraction et la communication chez de nombreux animaux dont les insectes.


Le schéma ci-dessous permet d'expliquer le comportement des mâles étudiés par Fabre: pour attirer un mâle, la femelle libère dans l'air une substance chimique attractive appelée phéromone (les poins violets sur le schéma). Ces phéromones se dispersent dans le milieu de vie de l'animal.

Un mâle qui vole dans les parages (ça peut être à plusieurs centaines de mètres, voire quelques kilomètres de distance) va détecter (c'est du chimiotactisme) cette phéromone grâce aux détecteurs présents sur ses antennes (voir photo du bombyx). il va donc se diriger dans la direction de la femelle. En remontant la piste, la concentration en phéromone va augmenter (car la femelle est de plus en plus proche) et le mâle pourra se rapprocher de mieux en mieux, en faisant moins fausse route. Une fois rapprochés, ils s'accouplent !


Favoriser la rencontre des gamètes par des signaux olfactifs:


Les oursins se reproduisent dans un milieu extrêmement vaste à leur échelle: la mer ou l'océan. Leurs gamètes ont donc peu de chances de se rencontrer ce qui pourrait mettre en danger la pérennité de l'espèce. Heureusement pour eux, un mécanisme existe permettant de favoriser la rencontre de leurs gamètes.

Lors de la libération des ovules par la femelle, celle-ci libère aussi une substance particulière dans l'eau. Détaillons l'expérience suivante:

 

Expérience prouvant le mécanisme de chimiotactisme chez l'oursin. Sources:
Expérience prouvant le mécanisme de chimiotactisme chez l'oursin. Sources:
En B: on dépose une goutte d'eau de mer ayant contenu des ovules à l'aide d'une pipette. Les spermatozoides commencent à se déplacer vers cette goutte. En C: la plupart des spermatozoïdes sont regroupés là où la goutte a été déposée.
En A: des spermatozoides se déplacent au hasard dans l'eau de mer. Sources: université Jussieu.

Cette expérience prouve que les ovules libèrent une substance dans le'au de mer qui a pour effet d'attirer les spermatozoïdes. Ce phénomène est appelé le chimiotactisme (de chimio = substance chimique et tactisme = attraction).


Lorsqu'on dépose une goutte de cette substance au milieu d'un récipient contenant des spermatozoïdes, voila ce que l'on peut observer:


Favoriser la rencontre des partenaires par des signaux sonores:

 

Pour les signaux sonores, nous pouvons prendre l'exemple du chant des oiseaux. Les oiseaux sont connus pour leur chant.

Si on prend l'exemple d'un canari, le mâle chante souvent en journée. Cela lui permet de signifier sa présence auprès d'une éventuelle femelle qui passerai par là. Et ça permet aussi de montrer son bon état de santé: car un oiseau qui chanterai peu souvent ou pas assez fort serait vu par la femelle comme étant faible ou en mauvaise santé.

 

Comme c'est la femelle qui choisit son mâle pour se reproduire, elle a tout intérêt à choisir la mâle le plus vigoureux et le plus capable de lui donner des jeunes en bonne santé. Elle ne choisira donc que les mâles en bonne santé: c'est ce qu'on appelle la sélection sexuelle.

 

Ci-dessous une vidéo avec l'enregistrement du chant du canari.

 

Favoriser la reproduction sexuée par des signaux visuels:

 

Nous connaissons tous le paon. il s'agit d'une espèce d'oiseau dont le mâle possède des plumes extrêmement colorées. Alors que sa femelle a des plumes ternes. Observez les photos ci-dessous pour vous en rendre compte par vous-même (cliquez sur les photos pour les agrandir).

 

La vidéo montre un paon mâle effectuant une série de figures et de marche complexes. On voit clairement les différences de plumage chez le mâle et chez la femelle par la même occasion. On explique cette différence de plumage par la sélection sexuelle. En effet, le mâle fait une parade en ouvrant sa queue et en bombant l'avant du corps en présence de la femelle: on appelle cela une parade sexuelle ou parade nuptiale.

Les femelles semblent distraites et peu intéressées par ce mâle mais elle l'évaluent ! Ce sont elles qui le choisiront (ou pas) pour la reproduction.

Pourtant l'observation du mâle par la femelle est capitale dans la reproduction de celle-ci. En effet, un mâle qui possède une queue très grande et aux couleurs très vives se reproduira facilement: car de nombreuses femelles le choisiront comme partenaire sexuel. Au contraire, un paon qui possède une petite queue aux couleurs moins flamboyantes sera perçu comme étant fragile, malade ou peu vigoureux. Les femelles ne le choisiront pas ! Car pour la femelle, il faut choisir un mâle en bonne santé, sans maladies, pour que sa progéniture ait le plus de chance d'être aussi en bonne santé et soit la plus nombreuse possible ! C'est le principe de la sélection sexuelle (sélection d'un sexe par l'autre sur certains critères, ici la taille/couleur de la queue).


Voici un autre exemple de sélection sexuelle: nous allons étudier un oiseau, l'euplecte, dont la principale caractéristique est que le mâle possède une queue très longue, plus grande que le corps de l'animal. il s'agit d'un attribut sexuel qui est absent chez la femelle (celle-ci possède une queue très petite.

Etude du lien entre longueur de la queue chez l'euplecte et sa capacité à former un grand nombre de nids. On étudie donc ici sa capacité à se reproduire ! Cliquer sur l'image pour l'agrandir.
Etude du lien entre longueur de la queue chez l'euplecte et sa capacité à former un grand nombre de nids. On étudie donc ici sa capacité à se reproduire ! Cliquer sur l'image pour l'agrandir.

Favoriser la rencontre des gamètes en augmentant leur nombre:

 

De nombreuses espèces animale et végétale créent des quantités très importantes de gamètes pour se reproduire. Cela représente une dépense énergétique très importante et parfois mortelle (chez le saumon, les anguilles, certaines pieuvres, certains marsupiaux insectivores...).

 

En milieu aquatique:

Chez les oursins, le mâle comme la femelle produisent des dizaines voire centaines de millions de gamètes lors de la période de reproduction. On peut se demander quel est l'intérêt d'en produire autant ? La réponse est très simple: la plupart de ces gamètes ne donneront rien, ils seront soit mangés par des prédateurs, soit seront détruits naturellement car ayant une courte durée de vie. Seuls quelques-uns se rencontreront par hasard dans l'eau de mer et donneront une cellule-œuf qui pourra donner une larve d'oursin si l’œuf n'est pas mangé avant !

 

Chez la truite, la femelle libère environ 1000 ovules mais seulement une dizaine donneront des petits.

Chez la morue (poisson), pour un million d’œufs pondus, seule une dizaine deviendront des adultes !

Les animaux en milieu aquatique suivent une stratégie de reproduction rapide (nombreuses périodes de reproduction) et massive (grand nombre de gamètes émis). Sur le grand nombre de gamètes émis, quelques-uns donneront forcément de nouveaux individus. 

 

En milieu aérien:

La plupart des animaux en milieu aérien produisent peu d’œuf/jeunes. Par exemple 3-4 petits pour une biche, 5-6 chatons pour une chatte etc. C'est lié au faible nombre de gamètes femelles libérés lors de la reproduction. En effet en milieu aérien, les animaux suivent une stratégie de reproduction moins rapide mais plus efficace: la femelle crée peu de petits mais elle s'en occupe ce qui leur procure un avantage et augmente leurs chances de survie !

Espèces Nombre d'ovules émis Nombre de cellules-œufs émises Nombre de larves ou de graines Nombre d'adultes en vie
 Oursin  200 000 10 000 1000 6 (0,003%)
Epinoche (poisson) 2000 1800 900 7 (0,35%)
Chat 5 5 5 5 (100%)
Poule 8 6 6 5 (62,5%)
Petit-pois (plante) 8 8 8 6 (75%)

Conclusion pour le nombre des gamètes:

Lʼobservation de la reproduction de nombreux animaux aquatiques, de groupes très différents (coraux,crustacés, oursins, «poissons»...) montre que lʼon a une production dʼun grand nombre de gamètes, à la fois mâles (comme dans le milieu terrestre) mais aussi femelles: la production dʼovules est extrêmement importante, au point même de servir de base à une industrie: les «oeufs» de Lump ou dʼesturgeons - le caviar - sont en fait des ovules de poisson produits en très importantes quantités par les femelles de ces espèces. Les différents gamètes sont simplement rejetés dans lʼeau, et se rencontrent au hasard. La fécondation se réalise donc dans lʼeau, en dehors de lʼorganisme de la femelle: on parle alors de fécondation externe.

Le grand nombre dʼovules produits implique que, le plus souvent, il nʼy a pas de soins particuliers apportés aux embryons et aux larves qui en découlent. Toutefois, dans les espèces où les ovules sont produits en nombre limité, il y a souvent un comportement de soin, ou du moins de protection des embryons. Souvent, ces soins sont assurés par la femelle, mais ce nʼest pas une obligation (exemple des hippocampes chez qui le mâle porte les jeunes durant leur développement embryonnaire).

 

L'observation de la reproduction d'animaux aérien (biche, chats, oiseaux...) montre que le principal problème est de protéger les gamètes, qui sont de simples cellules fragiles, et lʼembryon lui-même, du dessèchement (l'air est très sec contrairement à l'eau !). Les gamètes se rencontrent à lʼintérieur de la femelle : la fécondation est interne, ce qui implique le plus souvent un accouplement du mâle et de la femelle, au cours duquel les spermatozoïdes du mâle vont passer dans le corps de la femelle, ou un autre moyen de réaliser ce transfert. Lʼembryon est protégé par un œuf à coquille ou par lʼorganisme de la mère

 

Milieu Aquatique Aérien (terrestre)
 Nombre de gamètes  Nombreux spermatozoïdes et ovules Nombreux spermatozoïdes, peu d'ovules
Rencontre des gamètes Au hasard dans l'eau (parents souvent proches) Dans la femelle après l'accouplement
Fécondation Externe (dans l'eau) Interne (dans la femelle)
Protection des jeunes Faible/Inexistante. Leur nombre très élevé assure la survie de quelques-uns Élevée. Les parents assurent une protection plus ou moins importante.

Favoriser la reproduction par le soin aux jeunes:

 

Les soins que les parents apportent aux jeunes peuvent être très différents suivant les espèces mais aussi au sein d'une même espèce.

 

Par exemple, la plupart des oiseaux couvent leurs œufs pour qu'ils gardent une température de développement adéquate. Si cette température diminue trop, le poussin meurt. Par exemple, chez la poule, la couvaison dure 21 jours durant lesquels le poussin se développe. Regardez les images ci-dessous et les différentes étapes du développement:

 

Les différentes étapes du développement embryonnaire du poussin. Sources: http://au-domaine-de-la-race-regionale.webnode.fr/la-reproduction-/
Les différentes étapes du développement embryonnaire du poussin. Sources: http://au-domaine-de-la-race-regionale.webnode.fr/la-reproduction-/

À la fin de la croissance embryonnaire, les oiseaux ont acquis un bec suffisamment solide pour percer la coquille. D'autres animaux, tels que les reptiles par exemple, ne disposent pas de bec corné. La nature les dote d'une minuscule excroissance cornée très blanche, appelée le "diamant", qui leur permettra de briser la coquille. Ce "diamant", qu'on appelle aussi parfois une "dent", disparaîtra naturellement par érosion au cours des premiers jours de la vie de l'animal.

 

Une fois la coquille percée, l'air provenant de l'extérieur (parfois très ténu si le nid se trouve en milieu souterrain) s'engouffre dans le volume entier de l'œuf, permettant au jeune animal de gagner des forces pour finir de s'extraire de son milieu embryonnaire et trouver la liberté.

 


Ci-dessous, une vidéo résumant les différentes photos.



Et là une autre vidéo du développement d'un poussin (animation).




Chez les insectes il existe aussi un soin aux jeunes: par exemple chez la punaise grisâtre. Après avoir couvé ses œufs (sur la face interne des feuilles pour éviter la prédation), la femelle punaise grisâtre se déplace sur la face supérieure des feuilles en maintenant ses jeunes groupés sous elle. En cas d'attaque, elle affronte le prédateur (qui est souvent son mâle). Les punaiseaux (petits de la punaise) se dispersent après leur première mue.

Autre exemple de soins aux jeunes chez la punaise grisâtre très commune dans nos forêts. Sources: http://www7.inra.fr/opie-insectes/pdf/i152fraval1.pdf
Autre exemple de soins aux jeunes chez la punaise grisâtre très commune dans nos forêts. Sources: http://www7.inra.fr/opie-insectes/pdf/i152fraval1.pdf



Un autre exemple de soins aux jeunes chez la femelle du perce-oreille:



Une femelle perce-oreille qui prodigue des soins à ses jeunes larves dans son terrier. Un exemple de soin aux jeunes chez les insectes. Sources: http://www7.inra.fr/opie-insectes/pdf/i152fraval1.pdf
Une femelle perce-oreille qui prodigue des soins à ses jeunes larves dans son terrier. Un exemple de soin aux jeunes chez les insectes. Sources: http://www7.inra.fr/opie-insectes/pdf/i152fraval1.pdf

L'allaitement:


La lactation et l'allaitement des jeunes est la caractéristique par excellence des Mammifères, celle qui leur a valu leur nom. La mère nourrit protège et éduque le jeune pendant son jeune âge. Si l'allaitement est l'apanage des Mammifères, les soins aux jeunes ne le sont pas. De l'Hippocampe aux Oiseaux les exemples ne manquent pas.


Chez la biche, le petit se place sous la femelle, il attrape une mamelle avec ses lèvres et tète pour se nourrir.


 

Conclusion pour le soin aux jeunes:

 

Chez les animaux ovipares, la protection de lʼembryon est assurée par un œuf protégé par une coquille plus ou moins développée et efficace selon les groupes. Cet œuf est lui-même protégé par les parents (oiseaux) ou en étant mis hors de portée des prédateurs et à lʼabri du dessèchement, par exemple en lʼenterrant ou en le recouvrant d'herbes (tortues et crocodiles).

 

Chez les animaux vivipares, étant donné le faible nombre de jeunes créés, la femelle et/ou le mâle leur apportent en général un soin plus important. L'Homme est l'exemple d'espèce assurant une protection très importante de l'enfant (ou des 2-3 enfants) qu'il met au monde jusqu'à un âge avancé (18 ans au minimum c'est la loi, parfois bien plus si l'enfant fait des études).

 

Écrire commentaire

Commentaires : 5
  • #1

    NOUH (samedi, 27 février 2016 19:38)

    merci pour l'aide

  • #2

    Guillaume (dimanche, 24 avril 2016 11:20)

    Bonjour à tous,
    Merci pour ces informations très intéressantes.
    Cependant, je souhaiterai ajouter que tous les escargots ne sont pas forcément hermaphrodites (Exemple : certaines espèces d'ampullariidae).

    Bonne journée

  • #3

    Clercsvt (dimanche, 24 avril 2016 13:10)

    Merci à vous pour vos commentaires. Pour les escargots sexués j'ai modifié le cours. Merci beaucoup Guillaume !

  • #4

    amiet (mercredi, 15 juin 2016 20:27)

    Bonjour,
    J'ai été attentive à votre site très intéressant
    avez vous étudié l 'attraction des tortues terrestres ?
    En effet, ma tortue d'herman d'au moins une vingtaine d'année mâle vient de s'échapper. Je pensais mon jardin bien clos mais elle a trouvé un petit trou dans le grillage. Si j'ai bien compris, c'est la saison des amours en ce moment, peut être cherche-t-il un partenaire ? Je me demandais si je pouvais l'attirer avec une femelle(mais je n'en ai pas) ou avec des hormones synthétiques. J'habite le Jura les conditions pluvieuses et fraîches du moment ne sont pas favorables aux tortues.
    Nous sommes entourés de champs à vaches, à moutons, bois.
    J'y tiens beaucoup car je l'ai ''hérité'' de ma maman à son décès l'an passé qui en a hérité de la sienne...
    Je suis preneuse de toute information utile à son retour tant espéré.
    Je vous remercie de l'attention que vous porterez à mon mail et vous souhaite bonne soirée.

  • #5

    Alhafis (dimanche, 24 juillet 2016 10:46)

    Merci beaucoup pour ce cours bien détaillé.