Parthénogenèse

Définition

La parthénogenèse est une reproduction asexuée sans fécondation chez des espèces sexuées. Cette reproduction est exclusivement assurée par des femelles, sans intervention du gamète mâle et avec le développement d'un ovule sans qu'il soit fécondé.

La parthénogenèse est la qualité d'un organisme femelle (animal ou végétal) qui peut se reproduire tout seul, sans autre partenaire qui viendrait féconder un ovule. À la différence de l'autofécondation qui nécessite les deux sexes chez un même individu, la parthénogenèse n'implique que les femelles. L'autofécondation est une reproduction sexuée quand la parthénogenèse est une reproduction asexuée.

La parthénogenèse des reptiles Gekkonidae :

Le gecko Lepidodactylus lugubris est une espèce se reproduisant par parthénogenèse. L'origine de cette évolution montre que huit espèces de geckos, des gekkonidés, sont actuellement connues pour avoir des populations totalement ou partiellement composées de femelles parthénogénétiques, c'est-à-dire sans aucune intervention des mâles, même quand ces derniers existent.

Explications

Les divers types de parthénogenèses existent avec une certaine fréquence chez des invertébrés (plathelminthes, rotifères, tardigrades, crustacés, insectes), amphibiens et reptiles, plus rarement avec certains poissons, exceptionnellement chez les oiseaux, et quelques fois chez les plantes.

La parthénogenèse se compose de la segmentation de l'oeuf non fécondé, initiée par des facteurs environnementaux, des produits chimiques, des chocs (électrique...), etc. Dans certains cas (poissons), la parthénogenèse, appelée geitonogamie, intervient avec un contact ou une fusion avec un gamète mâle : il est nécessaire, mais la fécondation n'est pas terminée, et les gènes de cellules mâles ne contribuent pas forcément au code génétique final. Chez certains animaux, et sous certaines conditions spécifiques, un oeuf peut se transformer en un nouvel être sans avoir été fécondé par un spermatozoïde.

Le produit, appelé parthénote, ne peut pas porter des chromosomes spécifiquement masculins. Selon le mode de détermination du sexe, les descendants peuvent se limiter à juste l'un d'eux, comme avec les abeilles et autres insectes Hyménoptères, où les femelles sont diploïdes (à partir d'oeufs fécondés) et les mâles haploïdes (parthénogenèse).

Bien que la procédure ait été artificiellement essayée avec des gamètes mâles, aucune expérience n'a pas encore réussi à développer des embryons, car les cellules mâles sont généralement réduites à la seule fonction d'imprégnation, tandis que la femelle est caractéristique des totipotences.

Types de parthénogenèse

On distingue plusieurs sortes de parthénogenèses, selon que celle-ci donne naissance à des mâles exclusivement, ou à des femelles seulement, ou encore à des mâles et des femelles, mais aussi selon qu'elle soit accidentelle, artificielle, cyclique, constante, diploïde, facultative, géographique, haploïde, masculine, polyploïde, régulière, rudimentaire, sporadique...

Voir aussi la gynogenèse, l'androgenèse et l'hybridogenèse.

On distingue donc :

• la parthénogenèse rudimentaire, si l'ovule avorte;
• la parthénogenèse occasionnelle ou accidentelle, si elle n'est pas la norme;
• la parthénogenèse régulière ou normale, si elle est constante. Elle est obligatoire si elle concerne tous les oeufs ou facultative si elle concerne certains oeufs seulement. Elle est cyclique si les générations parthénogénétiques alternent avec d'autres qui ne le sont pas;
• la parthénogenèse géographique, si elle existe en fonction du lieu où l'individu se trouve;
• la parthénogenèse larvaire ou pédogenèse, lorsqu'elle a lieu à l'état larvaire.

La parthénogenèse fait partie des modes de propagation des coraux, mais c'est aussi le cas de nombreux invertébrés comme pour l'écrevisse marbrée Procambarus marmor qui s'auto-reproduit ainsi. En botanique, certains groupes de végétaux font intervenir des parthénospores.

Selon que la méiose existe ou ne peut pas être distinguée, les types de parthénogenèses sont :

• la parthénogenèse diploïde améiotique : il n'y a pas de méiose et l'oeuf est formé par mitose et par conséquent est diploïde. Il peut être considéré comme une reproduction asexuée en l'absence de cellules haploïdes. Ce type est connu dans certains plathelminthes, rotifères, crustacés, insectes et amphibiens;
• la parthénogenèse haploïde méiotique : un oeuf haploïde est formé par la méiose qui se développe sans être fécondé. Cette forme est constatée chez certains plathelminthes, rotifères, annélides, des insectes (abeilles, guêpes, fourmis), poissons, amphibiens et reptiles. Bien qu'il n'y ait pas syngamie, la méiose intervient, et donc la recombinaison. Ce type peut donc être considéré comme un moyen de reproduction sexuée. Parfois, l'individu est haploïde, bien que recombinant; d'autres fois, l'état diploïde est récupéré par la duplication des chromosomes; c'est le cas de certains insectes, chez lesquels l'oeuf "n" résultant, se recombine avec son propre corps polaire, également "n", en formant à nouveau une cellule diploïde, à partir de laquelle émerge un adulte diploïde. Dans ce dernier, même si un gamète femelle haploïde produit un individu dans tous les cas, trois types existent :
  • arrhénotoque : type de parthénogenèse où la progéniture parthénogénétique est mâle et la femelle l'est par la reproduction sexuée. Elle existe avec la grande majorité des hyménoptères.
  • thélytoque : type de parthénogenèse où la progéniture est une femelle.
  • amphitoque ou deutérotoque : type de parthénogenèse où la semence est composée d'individus des deux sexes. Elle existe chez certains cladocères parmi d'autres groupes.

Il existe de nombreux animaux parthénogénétiques, de façon assez surprenante parfois : poules, dindons, phasmes, escargots, dragon de Komodo, requins... le phénomène de parthénogenèse végétale existe.

Parthénogenèse humaine

la parthénogenèse chez l'homme ne produit jamais d'embryons viables, car les oeufs non fécondés manquent d'instructions spécifiques sur l'expression des gènes à partir du sperme. En général, nos cellules ont deux copies fonctionnelles de chaque gène, l'une héritée de la mère et l'autre du père.

Des événements parthénogénétiques et androgénétiques spontanés surviennent chez l'homme, mais ils entraînent des tumeurs : respectivement le tératome ovarien et la môle hydatiforme.

Exemple avec la parthénogenèse chez les geckos

La distribution géographique de ces espèces de reptiles Lacertilia sont souvent chevauchantes ou confondues et leur origine phylogénétique toujours asiatique, australasienne ou océanienne. Ceci provient d'un artefact lié à la connaissance imparfaite de la reproduction des lézards. Ainsi, il est très probable que des formes unisexuées soient encore prochainement découvertes parmi les geckos africains.

La répartition géographique des geckos parthénogénétiques est, selon les cas, limitée à une île (Taiwan, Hemidactylus stejnegeri), à un continent (Australie, Heteronotia binoei), au sud-est asiatique seulement (Hemidactylus vietnamensis et H. karenorum), à l'Océanie seulement (Nactus pelagicus) ou alors au sud-est asiatique et à l'Océanie (Hemidactylus garnotii). Cependant, certains de ces Geckos occupent une aire beaucoup plus vaste qui englobe à la fois l'océan Indien, l'Australasie et l'Océanie (Lepidodactylus lugubris et Hemiphyllodactylus typus).

outes les formes étudiées en détail montrent clairement que l'unisexualité est apparue par hybridation de deux espèces cytogénétiquement et/ou biochimiquement différentes. L'unisexualité ne semble s'exprimer que très exceptionnellement par rapport au nombre possible de ces hybridations. Les milieux insulaires, qui favorisent l'isolement géographique de formes proches phylogénétiquement, semblent propices à l'apparition de l'unisexualité par contact secondaire de formes autrefois séparées. L'unisexualité semble récente chez les formes actuelles (quelques milliers d'années). Dans de nombreux cas, on peut mettre en évidence une diversité clonale qui varie considérablement selon le taxon, mais aussi selon la technique utilisée pour la détecter (greffes de peau; cytogénétique = caryotypes; biochimie; morphologie).

Les clones triploïdes, qui n'existent pas dans tous les cas, sont issus d'un croisement supplémentaire entre un mâle bisexué avec un clone diploïde (unisexué). Si ce mâle appartient à l'une des deux espèces parentales du clone diploïde, les triploïdes auront alors un jeu de chromosomes en deux exemplaires. Par contre, si ce mâle appartient à une troisième espèce proche, les clones triploïdes résultants présenteront trois jeux de chromosomes différents et reconnaissables. Les deux cas se rencontrent chez les Lézards unisexués.

L'analyse détaillée de l'ensemble des connaissances accumulées durant nos travaux et les données de la littérature nous permettent de formuler la première fois des hypothèses originales sur l'évolution spatiale et temporelle de l'unisexualité chez les Geckos. Ainsi, les résultats convergent tous pour montrer que l'évolution de l'unisexualité est un processus dynamique qui implique l'apparition et la disparition d'un grand nombre de lignées au sein d'un complexe unisexué- bisexué donné (clones diploïdes et triploïdes; espèces bisexuées parentales des clones ou non parentales mais proches phylogénétiquement; hybrides stériles entre mâles bisexués et femelles parthénogénétiques).

Ainsi, les clones diploïdes semblent être éliminés par les clones triploïdes, tandis que tous deux éliminent les formes bisexuées qui sont à leur origine, mais aussi d'autres formes bisexuées apparentées. Les clones triploïdes seront, avec le temps, les seuls survivants dans un complexe unisexué-bisexué donné, puis disparaîtront progressivement du fait de l'impossibilité pour eux de renouveler leur génome (élimination des clones diploïdes et des formes bisexuées).

Tous les cas d'unisexualité actuellement connus chez les Geckos correspondent en fait à un complexe unisexué-bisexué. Il inclut plusieurs clones diploïdes et/ou triploïdes, de nombreuses espèces bisexuées, qu'elles soient connues ou encore non distinguées, ou éteintes, et quelquefois des hybrides stériles. Leur étude, qui ne fait que commencer dans la plupart des cas, est riche en enseignements et particulièrement passionnante scientifiquement.

Elle peut aboutir, comme avec Lepidodactylus lugubris, à la reconnaissance d'un grand nombre d'espèces bisexuées jusqu'alors inconnues, beaucoup d'entre-elles maintenant rares ou éteintes et seulement présentes dans les collections des grands muséums mondiaux.

En rapport avec "parthénogenèse"

• androgenèse

  

  L'androgenèse est la production d'une descendance androgène qui n'a que le génome paternel.

• apomixie

  

  L'apomixie est une fusion cytoplasmique des gamètes sans événement méiotique (pas de fusion des noyaux).

• gynogenèse

  

  La gynogenèse est un processus de développement d'ovules sans contribution génétique paternelle.

• hybridogenèse

  

  L'hybridogenèse est une forme inhabituelle de reproduction que l'on trouve chez les hybrides entre différentes espèces.