AUTOFÉCONDATION: CHEZ LES ANIMAUX, CHEZ LES PLANTES ET EXEMPLES - LA BIOLOGIE - 2025

L' autofécondation est l'union des gamètes mâles et femelles d'un même individu. Il se produit dans des organismes qui sont hermaphrodites - des êtres qui combinent les fonctions mâles et femelles en un seul individu, séquentiellement ou simultanément.

Lorsque la production des gamètes des deux types se chevauche dans le temps (au moins dans le temps), les hermaphrodites sont simultanés. Cette modalité offre la possibilité d'une autofécondation.

L'autofécondation se produit dans plusieurs espèces de plantes

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Chez les organismes multicellulaires, en particulier les plantes et les animaux, être hermaphrodite semble être un phénomène largement répandu.

L'autofécondation est une stratégie optimale pour des environnements constants avec une faible disponibilité des partenaires. Cependant, cela entraîne des conséquences négatives, comme la dépression due à la consanguinité.

Dans ce phénomène, la variabilité génétique de la population est réduite, ce qui réduit sa capacité d'adaptation aux changements environnementaux, sa résistance aux pathogènes ou aux herbivores. Ces aspects semblent importants pour la lignée des plantes et des animaux.

Dans les plantes

Dans les plantes, il est courant qu'un même individu soit «le père et la mère» de leurs graines. Bien que le rôle principal des fleurs soit - très probablement - de favoriser la fertilisation croisée, l'autofécondation peut exister chez les espèces hermaphrodites.

Quelques exemples de plantes où ce phénomène se produit sont les pois (l'organisme utilisé par Gregor Mendel pour développer les lois de base de l'hérédité, où l'événement d'autofécondation était crucial pour le processus) et certaines légumineuses.

Dans le cas des fleurs de soja, par exemple, les fleurs peuvent s'ouvrir pour permettre la pollinisation croisée par les insectes, ou elles peuvent rester fermées et autogames.

Chez les animaux

Selon Jarne et al. (2006), à l'exclusion des insectes, environ un tiers des espèces animales présentent le phénomène de l'hermaphrodisme. Ce fait a facilité l'évolution de l'autofécondation chez de nombreuses espèces animales.

La distribution des taux d'autofécondation est similaire à celle des plantes, ce qui suggère que des processus similaires ont opéré dans les deux lignées en faveur de l'évolution de l'autofécondation.

Pour Jarne et al. (2006), l'hermaphrodisme est rare dans les phylums d'animaux plus gros, principalement les arthropodes. C'est un phénomène courant chez les petits phylums, y compris les éponges de mer, les méduses, les vers plats, les mollusques, les giclées de mer et les annélides.

Ces auteurs ont constaté que l'événement d'autofécondation se produit dans les taxons où les gamètes (mâles et femelles) sont produits dans un seul site ou glande, comme cela se produit chez les escargots pulmonaires.

Cela peut également se produire dans des situations où les gamètes sont produits à différents endroits, ou lorsqu'ils sont expulsés dans l'eau, comme cela se produit chez les espèces marines.

Chez certains trématodes et oligochètes, l'autoformation se produit après une copulation nécessaire chez le même individu.

Avantages de l'autofécondation

Il y a certains avantages de l'autofécondation à court terme. Premièrement, les gamètes féminins et masculins proviennent du même parent.

Ainsi, les organismes bénéficient de 50% supplémentaires de la transmission de leurs gènes - contre seulement 50% de la contribution typique de la reproduction sexuée, puisque les 50% restants correspondent à ceux apportés par le partenaire sexuel.

L'autofécondation peut également être favorisée lorsque la région habitée par l'espèce en question est caractérisée par un faible nombre de partenaires potentiels ou, dans le cas des plantes, dans des zones où les pollinisateurs sont peu disponibles.

De plus, chez les espèces végétales, l'autofécondation entraînerait des économies d'énergie, car les fleurs de ces plantes peuvent être petites (elles n'ont plus besoin d'être grandes et visibles pour attirer les pollinisateurs) avec une quantité limitée de pollen.

Ainsi, l'autofécondation assure la reproduction et augmente la colonisation de la zone. L'hypothèse écologique la plus acceptée pour expliquer l'évolution de l'autofécondation est liée à la garantie de la reproduction.

Inconvénients du selfing

Le principal inconvénient de l'auto-élevage est considéré comme une dépression de consanguinité. Ce phénomène implique la diminution de l'aptitude ou de l'attitude biologique de la descendance consanguine par rapport à la descendance croisée.

Pour cette raison, il existe des espèces qui, bien qu'elles soient hermaphrodites, ont des mécanismes pour empêcher l'auto-fécondation. Les principaux mécanismes seront traités dans la section suivante.

La vision actuelle de l'évolution de l'autofécondation implique des forces écologiques et évolutives. Du point de vue de Fisher, une interaction entre les avantages évidents de l'auto-fécondation et la dépression due à la consanguinité est supposée.

Ce modèle prédit la formation d'autofécondation ou de croisements purs, suite à une sélection disruptive (lorsque les extrêmes d'un trait sont favorisés), ce qui ne favorise pas l'augmentation de la fréquence des variantes intermédiaires.

De cette manière, les modèles proposent l'évolution de ce système comme l'interaction de ses bénéfices versus ses inconvénients.

Les modèles écologiques, quant à eux, proposent des taux intermédiaires d'autofécondation.

Mécanismes qui empêchent l'autofécondation des plantes

Il est bien connu que la reproduction sexuée offre d'immenses avantages. Le sexe augmente la diversité génétique des descendants, ce qui se traduit par une plus grande probabilité que les successeurs puissent faire face à des défis plus importants, tels que les changements environnementaux, les organismes pathogènes, entre autres.

En revanche, l'autofécondation se produit chez certaines plantes cultivées et certains animaux. Il est suggéré que ce processus garantit que le nouvel individu se développera pleinement et constitue également une stratégie viable - bien que cela dépende de l'espèce et des conditions environnementales.

Il a été constaté que dans divers angiospermes, il existe des mécanismes qui empêchent l'auto-fécondation chez les organismes hermaphrodites, compliquant de diverses manières la possibilité pour la fleur de se féconder.

Ces barrières augmentent la variété génétique de la population, car elles visent à garantir que les gamètes mâles et femelles proviennent de parents différents.

Les plantes qui présentent des fleurs avec des étamines et des carpelles fonctionnels évitent de s'autoformer avec le décalage du temps de maturation des structures. Une autre modalité est un arrangement structurel qui empêche le transfert de pollen.

Le mécanisme le plus courant est l'auto-incompatibilité. Dans ce cas, les plantes ont tendance à rejeter leur propre pollen.

Références

1. Jarne, P. et Auld, JR (2006). Les animaux le mélangent aussi: la répartition de l'autofécondation chez les animaux hermaphrodites. Évolution, 60 (9), 1816-1824.
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