Cienciaes.com : La température décide : mâle ou femelle. Nous avons parlé avec Laia Ribas.

Lorsque nous parlons de détermination du sexe, nous pensons généralement que toutes les espèces fonctionnent de la même manière que la nôtre, c’est-à-dire qu’elles sont génétiquement déterminées. Notre espèce porte deux chromosomes facilement reconnaissables, le chromosome X et le chromosome Y, qui déterminent le sexe du porteur. Si vous avez une paire de chromosomes identiques (XX), vous êtes une femme ; ) est un homme, du moins génétiquement parlant.

Cela se produit également chez les oiseaux, mais avec une différence subtile. Dans leur cas, ce sont les femelles qui ont deux chromosomes différents (ZW) et les mâles qui en ont deux identiques (ZZ), une caractéristique que l’on retrouve également chez certains insectes, poissons et reptiles, comme le dragon de Comodo.

Cependant, parmi les poissons, les choses ne sont pas si simples, comme le dit Laia Ribas Cabezas, chercheuse au Institut des Sciences de la Mer appartenant à la Zone de Ressources Naturelles de la Conseil supérieur de la recherche scientifique.

Le sexe du poisson possède une plasticité surprenante. Le sexe de certaines espèces peut être déterminé génétiquement dès le début, c’est-à-dire être mâle ou femelle dès la naissance, mais il peut aussi être le produit d’un choix ultérieur, c’est-à-dire qu’un poisson initialement femelle peut devenir mâle à une autre fois dans sa vie ou vice versa. Il existe également des espèces hermaphrodites, qui sont à la fois mâles et femelles. Il y a même ceux qui n’ont pas besoin de l’information génétique du mâle pour se reproduire mais, et c’est curieux, ils ont besoin qu’elle soit présente au moment de la ponte pour qu’ils soient viables.

Lorsque l’on analyse la génétique qui détermine le sexe, il existe des poissons qui, comme nous, ont des chromosomes sexuels différenciés. D’autres, cependant, contiennent des gènes maîtres sexuels qui peuvent occuper différentes places dans le génome et, enfin, il y a ceux dont le sexe est le résultat de la combinaison de plusieurs facteurs génétiques qui entrent en compétition pour fournir des caractéristiques masculines ou féminines.

À tout cela, il faut ajouter un autre facteur qui influence le sexe de nombreuses espèces : l’environnement. Chez ces espèces, le choix du sexe peut dépendre de la réponse de certains gènes à un changement de température, à une augmentation de la densité de population ou à la présence de polluants.

Savoir quels facteurs génétiques et environnementaux influencent le choix du sexe chez certaines espèces est primordial car ils peuvent affecter l’évolution future des populations.
Dans un environnement climatique changeant, comme celui que nous connaissons, les prévisions prévoient une augmentation comprise entre 1°C et 4°C de la température moyenne de la planète avant la fin de ce siècle. Cette augmentation peut faire pencher la balance et provoquer une abondance excessive d’individus d’un sexe au détriment de l’autre. En conséquence, les populations pourraient devenir dangereusement déséquilibrées.

D’un point de vue industriel, le déséquilibre entre les populations de mâles et de femelles est important car il existe des espèces de grande valeur commerciale, comme le bar, dont les individus présentent un dimorphisme sexuel, c’est-à-dire que les mâles et les femelles ont des tailles différentes. Connaître comment s’effectue la sélection du sexe en fonction de la température nous permet de développer des protocoles qui augmentent la production de sexe plus gros et donc les bénéfices de l’entreprise.

Laia Ribas et ses collègues viennent de publier dans PNAS un article qui dévoile les effets de la température sur la détermination du sexe du poisson zèbre, un animal largement utilisé en laboratoire pour une multitude de recherches sur la génétique, le cancer, la toxicité des médicaments, etc.

Une série d’expériences réalisées avec du poisson zèbre domestiqué, à différentes phases de son développement, et soumis à des changements de température environnementale, a démontré que la masculinisation dépend en grande partie des familles. Une famille est comprise comme un couple qui, au cours de couvées successives (ils peuvent pondre entre 200 et 600 œufs), maintient la proportion entre mâles et femelles. Les investigations ont révélé que certains individus étaient résistants aux changements de température tandis que d’autres, en revanche, montraient des comportements plus intéressants : certaines femmes et certains hommes avaient des organes sexuels et des comportements qui correspondaient à leur sexe, tandis que chez d’autres, le comportement différait. L’analyse physiologique a indiqué que son apparence extérieure était celle d’une femme, avec ses organes sexuels différenciés, cependant, l’analyse de son transcriptome, qui détermine quels gènes sont actifs et lesquels ne le sont pas, a montré un profil masculin. Ces néomales « nouveaux mâles » montrent à quel point l’environnement peut modifier l’expression des gènes induisant la sexualité chez certaines espèces de poissons.

Je vous invite à écouter les détails dans l’interview de Laia Ribas Cabezas, chercheuse à l’Institut des Sciences de la Mer (SCCI).

Référence:
Laïa Ribas et coll. La masculinisation induite par la chaleur chez le poisson zèbre domestiqué est spécifique à la famille et produit un ensemble de transcriptomes gonadiques différents. www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1609411114

(Angel Rodríguez, 03/2017, Podcast Parler avec des scientifiques)