Biologie de la reproduction.doc - BDE Sciences

Biologie de la Reproduction et du Développement Animale ... La reproduction ne doit pas être exactement conforme. ...... C'est une « course à l'armement ».

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Biologie de la Reproduction et du Développement Animale (Tous les animaux dont la photo est représentée à côté sont surlignés en
rouge). I) La reproduction : une caractéristique fondamentale du vivant 1) Se reproduire : une nécessité Un individu va pérenniser son espèce, c'est-à-dire lui permettre de se
maintenir sur Terre. Il faut aussi conquérir le milieu, ce que la
reproduction permet aussi.
Selon le dictionnaire, la reproduction est « copier, représenter
exactement ». Pourtant l'évolution implique une copie non exacte de
l'individu (mutations...). La reproduction ne doit pas être exactement
conforme.
Exemple de reproduction: suite à une lésion hépatique, le foie refait une
copie conforme par mitoses A ( A + A. 2) Reproduction et sexualité Expérience de Lederberg et Tatum (1946)
Il existe 2 souches différentes de Escherichia coli sur lesquels ils ont
travaillé en les cultivant dans 2 milieux : complet et minimum (ne
contenant pas les acides aminés). Les résultats sont dans ce tableau :
| |Souche 1 |Souche 2 |
|Thréonine |synthétise |ne synthétise pas |
|Leucine |synthétise |ne synthétise pas |
|Thiamine |synthétise |ne synthétise pas |
|Méthionine |ne synthétise pas |synthétise |
|Biotine |ne synthétise pas |synthétise | Les cellules se divisent de manière clonale, et ces caractéristiques ne
changent pas avec le temps. Mais en coculture (souche 1 et 2 ensembles dans
le même milieu), très rapidement, les bactéries ont pu vivre dans un milieu
minimum ne comportant aucun de ces 5 composés. Il y a un acte de sexualité
permettant la mise en commun des gènes, c'est un phénomène de recombinaison
appelé « conjugaison ». La sexualité n'implique pas une multiplication des
organismes, dans ce cas de sexualité il y a juste un échange de gènes. 3) Dissociation entre sexualité et reproduction chez les eucaryotes On prend comme exemple les paramécies, protistes unicellulaires mesurant de
0,3 à 0,4 mm. C'est un cilié qui possède un cytopharynx servant de bouche,
au fond duquel il y a des endocytoses suivies de la digestion. Cette
cellule a un macronoyau ayant la particularité d'être polyploïde et un
micronoyau diploïde : Elle se reproduit de façon clonale par mitoses, c'est un mécanisme
conservatif. Mais elle peut aussi avoir une sexualité par conjugaison. 2
paramécies vont s'accoler au niveau de leur cytopharynx, le macronoyau
disparaît et le micronoyau subit une mitose puis les 2 noyaux obtenus
subissent une méiose, mais après la première division méiotique 3 noyaux
haploïdes à chromosomes à 2 chromatides sont lysés, il n'en reste plus
qu'un qui termine sa méiose et donne 2 noyaux haploïdes dont l'un est
mobile et l'autre non. Le noyau mobile migre vers l'autre paramécie à
travers le pont cytoplasmique et on obtient 2 paramécies à 2n chromosomes
différents des « parents ».
[pic] C'est une sexualité sans qu'il n'y ait reproduction (multiplication des
individus). 4) Invention du mâle et de la femelle Les foraminifères inventent le gamète mâle et femelle. Ce sont des
unicellulaires d'un groupe très important. Ils forment plusieurs noyaux
dans un syncitium (dans un même cytoplasme). Après méiose, chaque noyau
s'isole, s'entoure d'une membrane, acquiert 2 flagelles et devient un
gamète à n chromosomes. Les gamètes de 2 individus fusionnent pour donner
un zygote flagellé qui va redonner un adulte. Les gamètes sont identiques :
ce sont des isogamètes. La méiose suivie d'une fécondation est ce que l'on
appelle la reproduction sexuée.
[pic]
Chez Plasmodium (provoquant la malaria) on voit apparaître la différence
des deux sexes. La reproduction se fait dans le tube digestif des
moustiques, puis ils sont injectés dans l'humain où le cycle de vie se
poursuit.
[pic]
Ici c'est de l'hétérogamétie, par convention le plus petit gamète est le
mâle. Un spermatozoïde mesure de 50 à 60 µm chez l'homme, 6 cm chez la
drosophile (alors qu'il ne mesure que 40 µm chez la baleine). Le gamète
mâle est souvent le gamète mobile. 5) La sexualité des métazoaires A1 + A2 ( A1 +A2 + A3 par reproduction sexuée.
[pic]
La méiose assure la réduction chromosomique. Elle permet aussi un brassage
chromosomique (recombinaisons, crossing-over) qui permet le polymorphisme,
associée à la ségrégation indépendante des chromosomes. La mort doit
apparaître alors qu'une cellule à reproduction clonale ne meurt jamais.
La diplophase est la partie du cycle à 2n, l'haplophase à n. Les cycles
biologiques des organismes peuvent être très différents les uns des autres. 6) Les métazoaires peuvent-ils se reproduire sans sexualité ? Chez les plantes on pratique le bouturage (ex : géranium), mais celui-ci
marche aussi pour certains animaux surtout coloniaux (ex : corail,
éponges). On appelle cela de la multiplication asexuée par mitoses
uniquement.
Les plathelminthes, nématodes etc... sont capables de se régénérer, mais la
division est accidentelle. Néréis se tautomise (se coupe en 2) s'il est
seul. II) Diversité des modes de reproduction sexuée Classiquement, ce sont deux organismes différents qui fabriquent les
gamètes : gonochorisme (animaux) ou dioïques (plantes), mais il existe des
organismes monoïques (plantes) ou hermaphrodites (animaux). 1) Gonochorisme a) Déterminisme du sexe - génétique : le sexe est fixé à la fécondation et ne peut plus changer :
XX et XY chez l'homme où le mâle détermine le sexe de l'enfant. X et Y sont
les hétérochromosomes, les autres chromosomes sont les autosomes.
L'hétérogamétie mâle signifie que c'est le mâle qui porte les chromosomes
différents X et Y, c'est le cas chez les mammifères, les batraciens anoures
(grenouilles, crapauds), les lézards, les serpents, les poissons, la
drosophile. Il existe une autre possibilité d'hétérogamétie mâle : mâle X- (un seul
chromosome) et femelle XX, c'est le cas chez les hyménoptères (abeilles,
guêpes), les fourmis, les criquets. Chez l'homme le chromosome Y a un gène
SRY favorisant la différenciation de cellules germinales en spermatogonies
et de cellules somatiques en cellules de Sertoli. L'hétérogamétie femelle signifie que la femelle est ZW et le mâle ZZ :
oiseaux, batraciens urodèles (ex : salamandre), papillons. Il existe une
seule espèce avec une femelle Z-, c'est un poisson.
Caenorhabditis elegans est un nématode qui a un nombre de cellules fixé
génétiquement (976), ce qui montre l'importance de l'information génétique. - phénotypique : La nature mâle ou femelle est déterminée lors du
développement. On prend comme exemple la bonellie, la femelle vit cachée
dans un trou et sort sa trompe pour attraper sa nourriture. La larve
indifférenciée a une vie planctonique libre dans l'eau mais va se poser au
fond et son sexe sera induit selon l'endroit où elle se pose : si c'est à
proximité d'une bonellie femelle, la larve devient un mâle, sinon la larve
devient une femelle par défaut. Le mâle parasite les voies génitales de la
femelle, il mesure 1 à 3 mm. La femelle émet en fait une phéromone
masculinisante, provoquant ainsi ce déterminisme social. - environnemental : surtout chez les reptiles.
[pic] C'est un rôle adaptatif : dans certaines conditions on a un nombre de
femelles plus élevé pour permettre une meilleure reproduction. La
température a son effet durant une période thermosensible du développement
(pas pendant toute l'incubation, par exemple chez l'alligator c'est entre
le 7ème et le 21ème jour). La température agit sur une enzyme (aromatase)
et sur le métabolisme de différentes hormones comme l'estrogène. Les
dinosaures sont des reptiles, une explication possible de leur disparition
serait une baisse de la température suite au météorite à cause de la
poussière. b) Caractères sexuels secondaires Les caractères primaires sont les gonades, les secondaires en découlent et
participent à la reproduction. Il existe un dimorphisme sexuel (différences
morphologiques selon le sexe, comme chez la bonnellie). Ils peuvent être
permanents ou temporaires. Dans certains cas les caractères secondaires
n'apparaissent qu'à un certain moment du cycle de reproduction (ex :
oiseaux).
Les différences sont : - la taille : bonnellies, cératiidés (= la femelle baudroie porte le mâle
qui l'a mordue et dont la mâchoire a fusionné) ont un mâle plus petit ; et
gallinacés, canidés, primates, ongulés ont un mâle plus grand que la
femelle. Cette taille a un rôle sélectif : combats entre mâles pour gagner
la femelle ( plus le mâle est gros, plus il transmet ses gènes. Mais
habituellement la femelle est plus grosse : rapaces, tortues, amphibiens,
poissons, arthropodes... ceci permet d'avoir plus d'?ufs de qualité
(vitellus important). - la présence d'ailes : vers luisant (femelles aptère). - les organes de séduction : le mâle cherche à séduire la femelle avec des
organes comme les bois des cervidés (daims, chevreuils) constitués d'os
(pas comme les cornes des bovidés qui sont constituées d'os dermique,
phanère). Chaque année le cerf refait ses bois, mais pas le renne. Les
femelles préfèrent les mâles aux bois développés au point qu'il existe un
renne d'Irlande, le mégalocéros disparu il y a 20 000 ans dont les bois
mesuraient près de 3 mètres. Chez les insectes, la femelle cerf volant (lucane) a de petites mandibules
alors que le mâle en a de très grosses, avec lesquelles ils se battent. Les
femelles sont ternes (passant inaperçues pour couver) tandis que les mâles
sont colorés. Il existe aussi des sacs vocaux (grenouilles, batraciens)
permettant aux mâles d'attirer les femelles. Enfin des phéromones sont des
substances émises par les insectes et les vertébrés dans le milieu ambiant,
agissant à distance sur la même espèce, permettant aux femelles d'attirer
les mâles (ex : bombyx = ver à soie ou bombycol, efficace sur des distances
de l'ordre du km, les antennes du mâle é
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