Quand les rôles sexuels sont inversés, certaines femmes développent un pénis

Chez de nombreuses espèces, les mâles développent des traits sexuels élaborés pour attirer les femelles et dissuader les mâles rivaux potentiels par la compétition. Quelques exemples emblématiques sont les plumes extraordinaires du paon ou des oiseaux paradisiaques, ou les bois menaçants des mâles dominants de cerfs rouges.

Mais comment le rôle de chaque sexe est-il déterminé dans la nature? Pourquoi les mâles sont-ils généralement en concurrence pour l'accès aux femelles?

Les chercheurs pensent que la réponse réside dans ce que l’on appelle le Principe de Bateman, ce qui suggère que la sélection sexuelle agit avec plus d'intensité dans le sexe qui investit moins dans la progéniture.

L'investissement parental était proposée dans 1972 par le biologiste évolutionniste américain Robert Trivers comme un facteur clé déterminant quel sexe est soumis à une pression de sélection sexuelle plus élevée.

Selon Trivers et le principe de Bateman, la sélection sexuelle est plus forte dans le sexe qui alloue moins de ressources à l'investissement parental. Les coûts associés à la production de (minuscules) spermatozoïdes sont inférieurs à ceux associés à la production d'œufs (grands).

Cela implique que les hommes peuvent produire un plus grand nombre de gamètes - les cellules qui fusionnent pendant les rapports sexuels - que les femelles, ce qui, à son tour, entraîne des conséquences importantes pour différences entre les sexes.

En général, les femelles continuent d'investir davantage dans la progéniture grâce à des soins parentaux tels que l'incubation, la nourriture et la protection. L'investissement parental est donc généralement beaucoup plus important chez les femmes et les hommes se font concurrence pour y avoir accès.

Renversement des rôles sexuels

Mais les exemples d'inversion des rôles sexuels - lorsque les femelles sont plus compétitives que les mâles pour obtenir des partenaires - ne sont pas rares dans la nature. Dans certains cas, l'évolution de ce soi-disant inversion de rôles s'accompagne d'adaptations étonnantes.

Il existe une variété d'exemples dans la nature où les hommes sont les aidants ou les femmes en compétition pour l'accès aux partenaires.

Les exemples incluent le jacana oiseaux d'eau, Nouvelle-Zélande kiwi les oiseaux, les tinamou oiseaux originaires d'Amérique centrale et du Sud et de certaines espèces d'oiseaux de rivage.

Ensuite, il y a chevaux de mer, parmi lesquels les mâles tombent enceintes et portent la progéniture pendant le développement; amphibiens tels que certaines espèces de grenouilles du genre Dendrobates et; les mammifères tels que l'Afrique souris antilope (Damaliscus lunatus).
Un processus des plus étonnants en ce qui concerne les changements physiologiques associés à l'inversion des rôles sexuels se trouve chez les poissons, tels que la brème à tête dorée hermaphrodite (Sparus aurata). Tous les individus sont des mâles quand ils éclosent mais, quand ils atteignent un certain âge, ils peuvent devenir des femelles, en fonction du poids, des hormones et des facteurs sociaux.

La nature repousse les frontières

La morphologie génitale est l'un des plus divers et en évolution rapide caractéristiques des animaux à reproduction sexuée.

Chez les espèces ayant des rôles sexuels traditionnels, une forte sélection due à une compétition sexuelle intense a généralement façonné des organes génitaux plus complexes chez les mâles que chez les femelles.

Les mâles présentent fréquemment des adaptations dans les organes génitaux ou les éjaculats (par exemple, en ce qui concerne les protéines du liquide séminal) pour améliorer le transfert des spermatozoïdes, stimuler l'absorption de sperme par les femelles ou concurrencer les rivaux. Chez certaines espèces, comme chez certaines demoiselles, les mâles enlèvent même le sperme transféré à la femelle par les mâles précédents.

Mais, comme avec presque tout dans la nature, il existe des exceptions qui prouvent généralement les processus évolutifs qui sous-tendent les modèles généraux.

Parmi les vertébrés, les femelles de la hyène tachetée (Crocuta crocuta) ont développé une structure de pseudo-pénis. Ceci est le résultat d'une élongation du clitoris due à une poussée hormonale au cours de la dernière étape du développement de l'ourson.

Cette structure, qui dépasse de quelques centimètres du corps de la femelle et est très étroite, rend plus difficile la réussite de la copulation par les mâles et l'accouchement des femelles. Bien que leurs organes génitaux soient féminins, ils sont de forme masculine.

Mais un autre exemple remarquable, qui constitue un grand pas vers la compréhension des pressions sélectives agissant sur les sexes, a été récemment observé chez les insectes des cavernes du genre Neotrogla.

Chez cette espèce, les mâles n'ont pas d'organe intrusif, ou semblable à un pénis, et les femelles ont développé une structure ressemblant à un pénis (appelée gynosome), qui est utilisée pénétrer le corps des mâles pour collecter les soi-disant spermatophores.

Communément utilisé par de nombreuses espèces d'invertébrés mais aussi par certains vertébrés tels que les tritons et les salamandres, les spermatophores sont des capsules contenant du sperme. Dans le cas extraordinaire de Neotrogla, les femelles tirent les spermatozoïdes hors du corps masculin en utilisant leur organe innovant et exclusif comme un pénis. Cet organe a des épines qui permettent aux femelles de saisir et de tenir les partenaires de l'intérieur.

Qu'est-ce qui conduit au développement de cette structure? La réponse est simple: la compétition sexuelle et le conflit sexuel sur le liquide séminal.

Neotrogla habitent des grottes où l'eau et les ressources alimentaires sont très rares. Dans ces conditions, la compétition pour obtenir le liquide séminal est féroce; et les femelles s'efforcent de s'accoupler. Une fois qu'une femelle trouve un mâle, le gynosome permet une copulation prolongée en l'ancrant au mâle.

Ne pas stéréotyper

La nature nous fournit un déluge de modèles d'accouplement communs, mais aussi avec des exceptions. Ces exceptions améliorent nos connaissances sur le fonctionnement de la nature et de l'évolution.

Les stéréotypes sexuels ne sont pas aussi universels que la pensée traditionnelle. Au lieu de cela, la façon dont chaque sexe se comporte dépend de plusieurs facteurs tels que les asymétries dans l'investissement parental, le sex-ratio ou la disponibilité des partenaires.

Donc, la prochaine fois que vous voyez un animal avec ce qui semble être un organe sexuel intromittent, ne prenez pas pour acquis que c'est un mâle.

À propos des auteurs

Eduardo Rodriguez-Exposito, étudiant au doctorat. Département d'Ethologie et de Conservation de la Biodiversité, Conseil National de la Recherche d'Espagne

Paco Garcia-Gonzalez Ramon & Cajal Chercheur, Conseil scientifique de la recherche scientifique espagnole

Cet article a paru sur The Conversation

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