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Des spermatozoïdes géants chez les vers nématodes


La compétition entre mâles prend de multiples formes dans le monde animal : combats, course aux ornements, ou encore investissement parental. Chez les vers nématodes, les mâles s’affrontent par le biais de leurs spermatozoïdes. Les équipes de Christian Braendle à l’Institut de biologie Valrose et d’Asher Cutter à l’Université de Toronto (Canada) montre que cette compétition peut conduire aux extrêmes, certaines espèces de vers Caenorhabditis produisant des spermatozoïdes pouvant atteindre le quart de la largeur de leur propre corps! Cette étude est publiée dans la revue Evolution.


Les spermatozoïdes des vers Caenorhabditis ne sont pas les classiques nageurs rapides à long flagelle que l’on trouve le plus souvent chez les espèces animales. Par leur allure et leur mouvement, ils se rapprochent davantage des amibes, rampant sur les parois de l’utérus de la femelle grâce à leurs pseudopodes. Plus grand est le spermatozoïde, plus rapide est sa progression, augmentant ainsi ses chances de féconder le gamète femelle. Chez la plupart des espèces de nématodes, la taille des spermatozoïdes est environ 100 fois moindre que celle de l’ovocyte, mais chez C. plicata, ou le bien nommé C. macrosperma, le spermatozoïde peut atteindre 5% de la taille de l’ovocyte qu’il féconde.
Ce gigantisme a toutefois un prix, puisque les équipes de Christian Braendle et Asher Cutter montrent que les espèces produisant les plus gros spermatozoïdes sont aussi celles qui en produisent le moins. S’il est vrai que de grandes quantités de spermatozoïdes permettent d’augmenter les chances de féconder plusieurs femelles et de s’assurer une descendance nombreuse, le compromis évolutif consenti par les espèces à spermatozoïdes géants, «fabriquer en moins grande quantité, mais plus gros», permet généralement d’augmenter le niveau de compétition entre les mâles en cas de fécondations multiples des femelles.
L’étude révèle que cette voie du gigantisme des spermatozoïdes géants a évolué de façon indépendante à plusieurs reprises au sein du genre Caenorhabditis, suggérant une adaptation à des conditions de forte compétition spermatique. Ainsi, un mode de vie en petites populations favoriserait l’évolution de spermatozoïdes de grande taille, tandis que dans des populations importantes, les mâles inséminant de nombreuses femelles avec de plus petits spermatozoïdes pourraient avoir un avantage sélectif.
Les chercheurs montrent également pour la première fois que les variations de taille des spermatozoïdes peuvent trouver leur origine dans les toutes premières étapes de la spermatogenèse, bien avant la phase de maturation, contrairement à ce que l’on observe chez d’autres espèces.

La découverte de ces spermatozoïdes géants soulève des questions essentielles pour la biologie de la reproduction : qu’arrive-t-il à leur contenu cellulaire après la fécondation ? Est-ce que l’ovocyte est en mesure de dégrader ce contenu pour ne garder que l’ADN nucléaire du gamète mâle ? Dans le cas contraire, certaines molécules contenues dans le spermatozoïde peuvent-elles avoir une influence sur le développement même de l’embryon, conduisant ainsi à une forme de conflit inter-sexe ?


Figure : A) Les espèces C. plicata et C. macrosperma produisent des spermatozoïdes géants, contrairement aux espèces C. elegans et C. angaria. B) La différence de taille entre ovocytes (en bleu) et spermatozoïdes (en rouge) est beaucoup plus prononcée chez C. elegans que chez l’espèce à spermatozoïde géant C. plicata.

© Christian Braendle


 

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Contact chercheur

  • Christian Braendle
    Institut de Biologie de Valrose
    CNRS UMR 7277- Inserm U1091- Université Nice Sophia Antipolis
    Parc Valrose
    06108 NICE cedex

    Tel: 04 92 07 68 97

     

  • Asher D. Cutter
    Department of Ecology and Evolutionary Biology
    University of Toronto
    25 Willcocks St.
    Toronto, ON, M5S 3B2
    Canada

    Tel: + 1 416 97 84 602

     

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