La Parthénogenèse

La Parthénogenèse

La parthénogenèse est un mode de reproduction sans fécondation de la gamète femelle par un gamète mâle, sans apport de matériel génétique.  Cela s’apparente à un mode de reproduction asexué.

Ce mécanisme s’observe notamment chez des espèces végétales mais aussi chez des invertébrés comme les insectes et certaines espèces de vertébrés comme les reptiles.

Il existe plusieurs types de parthénogenèse :

– Parthénogenèse Thélytoque : lorsque l’ensemble de la descendance n’est constituée que de femelles (ex : pucerons, phasmes).

– Parthénogenèse Arrhénotoque : lorsque l’ensemble de la descendance n’est constituée que de mâles (ex : fourmis, abeilles).

– Parthénogenèse Deuthérotoque : lorsque la descendance est constituée de mâles et de femelles (exemple du papillon du genre Lymantria, pucerons) .

La parthénogenèse peut être obligatoire, exceptionnelle (voir accidentelle), régulière ou cyclique.

  • L’exemple d’une parthénogenèse dite cyclique : les pucerons 

Au printemps (février-mars), les pucerons qui émergent des oeufs sont tous des femelles. Ces femelles produisent de la descendance femelle asexuée jusqu’à la fin de l’été (Parthénogenèse thélytoque). Durant cette période, la descendance est émise sans passer par le stade oeuf mais directement formée (viviparité) (voir photo). Ainsi, les populations augmentent de manière exponentielle sans avoir recours à la reproduction et aux mâles. Ensuite, avec l’arrivée de l’automne, ces femelles produisent des mâles et des femelles asexués (Parthénogenèse deuthérotoque). Ces individus asexués mâles et femelles vont pouvoir se reproduire et s’accoupler. Les femelles ainsi fécondées vont pondre des oeufs sexués durant l’automne. Les oeufs vont passer l’hiver pour engendrer un nouveau cycle au printemps suivant (voir illustration).

Cycle Parthénogénétique deuthérotoque des pucerons (Source : http://www.inra.fr/Grand-public/Sante-des-plantes)
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Emission d’un pucerons cloné par parthénogenèse (Source de la photo : Shipher Wu, National Taiwan University)

  • L’exemple d’une parthénogenèse  dite régulière : les abeilles mellifères (domestiques)

Une colonie d’abeilles domestique est constituée d’une reine et d’ouvrières. Seule la reine a le pouvoir de pondre et d’engendrer de nouvelles ouvrières. L’ensemble des ouvrières sont soeurs, elles sont issues d’une fécondation lors du vol nuptiale de la reine.

Les mâles apparaissent en été et sont issus d’oeufs produits par la reine mais non fécondés (Parthénogenèse arrhénotoque). La reine a en effet la possibilité de choisir de féconder ou pas chaque oeuf qu’elle va pondre. Les mâles possèdent uniquement le matériel génétique de la reine et la moitié de celui des ouvrières. Lors du vol nuptial, les mâles (également appelés faux-bourdons) quittent la ruche et vont féconder d’autres reines pour fonder une nouvelle colonie. A la suite de la reproduction, les mâles meurent.

A savoir, une larve issue d’un oeuf fécondé, sera soit ouvrière, soit reine. Son destin est déterminé par la durée d’alimentation avec de la gelée royale, 3 jours et elle deviendra ouvrière, 6 jour et elle deviendra reine (voir illustration).

Cycle de l'abeille domestique avec une phase de parthénogenèse arrhénotoque
Cycle de l’abeille domestique avec une phase de parthénogenèse arrhénotoque (Source : © Bernard Sullerot)

La parthénogenèse peut avoir des avantages pour certaines espèces. Par exemple, chez les pucerons, le fait de pouvoir engendrer une très forte population en un temps très court sans perte d’énergie et de temps à produire des mâles est un avantage écologique en terme de colonisation de milieu et de protection face à la prédation.

Cependant, sur le long terme, elle peut avoir des effets négatifs. La multiplication sans fécondation diminue la diversité génétique et donc le pouvoir adaptatif de l’espèce face à des changements environnementaux, à des pathogènes, à de nouvelles espèces…etc.

  • Chez les vertébrés

Il existe plusieurs dizaines d’espèces de reptiles et moins de 10 espèces de poissons à travers le monde qui ont le pouvoir de produire une descendance via la parthénogenèse. Chez les mammifères, ce processus semble absent et impossible. Les mécanismes permettant l’apparition d’un tel processus chez ces espèces restent encore peu connus. Peut être existe il d’autres espèces ayant cette faculté mais qui n’ont pas encore été observées.



Benoît GILLES
Chargé de recherche – Entomologiste chez Cycle Farms