Santé

Modèle expérimental : la drosophile, star du labo

Dossier - Conflit sexuel et spermatozoïdes
DossierClassé sous :biologie , reproduction , évolution

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Quels sont les processus intimes de la reproduction ? Qu'est-ce qui fait qu'à un moment donné, des individus issus de groupes différents ne peuvent plus se reproduire ? Qu'est-ce que la sélection sexuelle ? Comment les espèces apparaissent-elles ? Comment expliquer le gigantisme spermatique de certaines espèces ?

  
DossiersConflit sexuel et spermatozoïdes
 

Nous travaillons principalement avec des insectes « académiques » comme la drosophile, mais également avec des modèles d'intérêt économique comme l'abeille ou les ravageurs de graminées (insectes phytophages).

Drosophila Melanogaster. © Studiotouch - Shutterstock

Rompant avec le monde des insectes, nous avons récemment introduit au laboratoire un modèle de type vertébré puisqu'il s'agit du poisson zèbre et du médaka, animaux favoris des aquariophilistes et des biologistes, ainsi que la roussette (requin que l'on peut trouver sur les étals des poissonniers). L'utilisation de ces différents modèles biologiques répond en fait à un questionnement différent. L'abeille est utilisée pour les recherches portant sur la structuration génétique des populations, le rôle de certaines pratiques humaines sur la biodiversité, et son utilisation comme bio-indicateur de la qualité de l'environnement.

Drosophile Vinegar Fly, Drosophila melanogaster © Fir0002 GNU Free Documentation License wikipedia

La drosophile, quant à elle, est particulièrement adaptée pour les études génétiques et comportementales qui portent notamment sur l'évolution des génomes et leur plasticité, l'analyse des effets de l'expression des gènes dans les processus adaptatifs, et le rôle du comportement dans la différenciation des populations.

Les insectes phytophages eux sont concernés par des études portant sur leur interaction avec l'environnement, que ce soit les plantes sur lesquelles ils se développent que d'autres organismes qui les parasitent.

Enfin, les études sur les poissons permettent de reconstituer les histoires évolutives de familles de gènes et de déterminer les mécanismes à l'origine de leur évolution. Pour ma part, je m'intéresse principalement à cette boîte noire que constitue l'environnement femelle lors d'un épisode de reproduction, et tout particulièrement au devenir des spermatozoïdes après l'accouplement. Pourquoi ? Quel intérêt ? En fait, la différentiation des populations et des espèces passe nécessairement à un moment ou à un autre, par une phase où les individus ne peuvent plus se reproduire entre eux.

On comprend très facilement ce processus lorsque les individus sont séparés par des barrières géographiques (une montagne, un lac, un océan) mais beaucoup moins lorsque les individus se rencontrent régulièrement dans la nature. Évidemment, le comportement, à l'origine de la rencontre des partenaires sexuels et de l'accouplement est déterminant, mais les recherches de ces 30 dernières années ont montré qu'un accouplement ne conduit pas nécessairement à des descendants, et plus encore, que les spermatozoïdes de certains mâles sont favorisés pour la fécondation par rapport à d'autres. Autrement dit, le succès reproducteur d'un individu peut être très variable et dépendre notamment du partenaire sexuel.

Si la reproduction est un processus biologique fondamental, pour autant, notre connaissance des facteurs qui prévalent à son succès est encore très partielle. On a pu ainsi montrer que les mécanismes de sélection sexuelle pré-copulatoire (qui ont lieu avant l'accouplement) ont en réalité des similitudes très fortes avec les mécanismes de sélection sexuelle post-copulatoire (qui ont lieu après l'accouplement). Il s'agit pour ces derniers non plus d'interactions entre individus, mais d'interactions entre cellules sexuelles (spermatozoïdes pour les mâles et ovocytes pour les femelles), et l'environnement dans lequel la fécondation a lieu, qui est représenté par les voies génitales femelles chez les espèces à fécondation interne.

Morphologie du spermatozoïde

Je me suis donc particulièrement intéressée au rôle de la morphologie du spermatozoïde dans le succès reproducteur, aux différentes fonctions des spermatozoïdes dans certains groupes taxonomiques, à la relation entre taille (longueur) des spermatozoïdes et avantages compétitifs, notamment dans le cas du gigantisme spermatique des drosophiles, et aux adaptations développées par chacun des sexes pour contrôler la paternité.