Des serpents sauvages se reproduisent sans l'aide de mâles

On se souvient des dinosaures de "Jurassic Park" qui ne devaient pas se reproduire dans leurs enclos, car ils étaient tous femelles...!

Une vipère Mocassin à tête cuivrée (source : MaxiSciences)

Même si la façon habituelle de se multiplier est sexuée, de nombreuses espèces animales sont connues pour être capables de parthénogenèse, et notamment certains reptiles, mais on ne connaissait pas encore cette capacité chez les serpents vivant à l’état sauvage.La parthénogenèse est la reproduction monoparentale à partir d’un gamète femelle (ovule) non fécondé. Il n’y a donc pas intervention d’un mâle.

Dans une étude récente, des biologistes américains affirment avoir découvert ce phénomène chez deux espèces de serpents nord-américains de la famille des vipères : le mocassin à tête cuivrée (Agkistrodon contortrix) et le mocassin d'eau (Agkistrodon piscivorus).

Femelle d’Agkistrodon contortrix (Source : Nature.com)

Warren Booth, écologiste moléculaire à l’Université de Tulsa en Oklahoma, qui a publié cette étude dans le magazine Biology Letter en date du 12 septembre 2012, écrit : « Nous sommes persuadés que notre découverte constitue le premier cas de parthénogenèse facultative chez des vertébrés sauvages ».

Le généticien Phill Watts, de l’Université de Liverpool, estime quant à lui que la probabilité d’un apport mâle dans l’hérédité de ces serpents, capturés en pleine nature, est très faible (chez Agkistrodon, la femelle peut stocker le sperme d’un mâle pendant plusieurs années, et même subir un accouplement avant la maturité sexuelle).

En revanche, Booth et Watts n’expliquent pas la raison de cette reproduction asexuée, c’est-à-dire sans mâle reproducteur, chez les mocassins nord-américains.

On savait déjà qu’une parthénogenèse « facultative » existait chez certains reptiles ou poissons, en captivité...

On connaît également une parthénogenèse « obligée », comme dans le cas du petit lézard américain Cnemidophorus neomexicanus, où les populations sont toutes femelles, et se reproduisent sans le concours de mâles...

On ne connaît que des populations femelles du lézard

Cnemidophorus lemniscatus (source : mister-toad.com)

C’est aussi le cas du petit poisson Kryptolebias (ou Rivulus) marmoratus, des marais de Floride qui pratique habituellement l’autofécondation, les mâles étant excessivement rares dans la nature.

D’autres exemples

Dans les zoos et les aquariums, c’est-à-dire en captivité, les zoologistes avaient déjà constaté une « parthénogenèse facultative » chez des femelles d’espèces – qui normalement se reproduisaient avec des mâles. Mais quand les circonstances l’exigeaient, elles pouvaient avoir une progéniture sans l’aide de ceux-ci !

Ce type de gestation a été documenté chez une femelle de requin-marteau, à l’aquarium du zoo Henry-Doorly (Nebraska), ou chez le dragon de Komodo (Varanus komodoensis) quand il n’y a pas de mâle reproducteur à proximité, et aussi chez des serpents, mais jusqu’à présent, seulement en captivité !

Chez le dragon de Komodo, la femelle peut aussi se reproduire sans le mâle... (source : wikipédia)

Chez les Invertébrés, on connaît bien sûr d’autres exemples de femelles capables de se reproduire avec ou sans mâle, comme des insectes :  abeilles (les mâles ou faux-bourdons proviennent d’œufs non fécondés) ou pucerons.

Chez les vertébrés supérieurs

La reproduction asexuée (quand l’association d’un mâle et d’une femelle n’est pas indispensable à la procréation) est beaucoup plus rare chez les vertébrés, où elle a quand même été recensée chez plusieurs dizaines de poissons, d’amphibiens et de reptiles.

Chez la poule domestique, des cas de "parthénogenèse facultative" ont été observés et décrits depuis le début du XIXe siècle, mais limités aux seuls oiseaux de basse-cour.

On peut donc penser que cette parthénogénèse facultative résulte des conditions de captivité, puisque les animaux, isolés et privés de partenaire potentiel, avaient été contraints à cette reproduction asexuée.

Chez les mammifères, la parthénogenèse paraît impossible dans la nature, et même en captivité, en raison de la complexité des premières divisions méiotiques, même si en 1939 le médecin endocrinologue Gregory Pincus avait réussi la parthénogenèse chez une lapine (un succès sur 200 tentatives !).

Des mécanismes biochimiques empêchent en quelque sorte la reproduction asexuée. C’est le cas chez l’homme, où toute gestation parthénogénétique semble hors de question, tout au moins au stade d’évolution actuel...

Quel avantage d’une reproduction asexuée ?

Ce qu’on peut dire, c’est que les espèces parthénogénétiques sont assurées d’un meilleur succès dans un environnement stable, mais risquent de disparaître si celui-ci change...

A court terme, ce sont les animaux à reproduction assurée qui l'emportent. En revanche, les espèces sexuées survivent mieux au long terme,  en permettant un brassage génétique conséquent et une adaptation plus rapide aux modifications de l’environnement.

La reproduction asexuée a évidemment l’avantage de produire un grand nombre d’individus – et de permettre, le cas échéant, la perpétuation de l’espèce, s’il n’y a qu’une femelle survivante !

Les organismes qui se reproduisent par parthénogenèse sont ainsi aptes à coloniser des habitats isolés, comme des îles. Comme les individus sont toujours femelles, chaque animal peut produire des œufs qui éclosent, et ainsi de suite...

Donc, la reproduction parthénogénétique n’est véritablement utile qu’en cas d’absence de mâle, ou pour assurer une multiplication rapide.

Ce qui est étonnant, c’est que des serpents comme Agkistrodon peuvent se reproduire occasionnellement de manière asexuée.

Contrairement à ce que l’on peut penser, la parthénogenèse ne produit pas nécessairement de dégénérescence, et comme nous l’évoquions plus haut, l’absence de variabilité génétique ne devient véritablement un handicap que dans un environnement changeant, ou lorsque la pression de parasites (virus, bactéries et autres) oblige une incessante adaptation.

La parthénogenèse peut être un atout fantastique pour la survie d’une espèce, surtout dans le cas où la femelle peut influer sur le sexe de sa progéniture, déterminant ainsi la naissance de mâles ou de femelles ! Sur une île déserte – ou après un cataclysme de grande envergure – un seul individu peut repeupler l’espace autour de lui, sauvant ainsi son espèce de l’extinction totale...

Mais pour en revenir à l’étude dans "Biology Letter" consacrée à Agkistrodon contortrix et A. piscivorus,  Warren Booth et son équipe se posent désormais la question : « Pourquoi un tel phénomène survient-il alors que les partenaires mâles abondent dans l’environnement des deux espèces de serpents ? ».

En tout cas, la parthénogenèse chez les animaux vertébrés est une preuve que des organismes sexués complexes peuvent évoluer dans des conditions naturelles vers des formes monoparentales, aptes à se reproduire sans la présence d’organismes mâles.

A moins qu’il ne s’agisse là d’une disposition ancienne chez des vertébrés à l’origine hermaphrodites, ou dont les populations étaient autrefois constituées d’individus femelles ?

Quoi qu’il en soit, les auteurs de l’étude dans "Biology Letters" soulignent que cette forme de reproduction asexuée est certainement plus répandue qu’on le croit chez les reptiles (serpents, lézards, iguanes, caméléons) et « qu’elle ne peut désormais plus être considérée comme une bizarrerie rare et marginale dans l'évolution des vertébrés ».

François de Sarre

Sources : MaxiSciences, nature.com, newscientist, Booth, W. et al. : Biol. Lett. (2012), Wikipédia

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