La vie sexuelle trépidante d’un papillon.

Le mode de reproduction des insectes est quelque chose qui m’a toujours intéressé. Chez les insectes, cela se passe de manière très différente en fonction des genres et des familles. C’est un monde étrange ou inconnu parfois du grand public. Cependant si on y apporte peu d’attention, on peut y découvrir des comportements fascinants. On connaît tous le mode de reproduction des mantes religieuses, c’est un cas d’école cependant il y a quelques fausses idées. La première étape est la parade, la femelle attire le mâle. L’étape suivante est la copulation, elle commence par le contact physique et se termine lorsque le spermatophore est déposé. Plutôt qu’un éjaculat visqueux les insectes mâles produisent un spermatophore, c’est un paquet solide complexe qui consiste en une coquille extérieure dure, on se trouve les spermatozoïdes. Concernant le cannibalisme sexuel, il y beaucoup de spéculations sur les avantages de ce comportement, mais ses causes ne sont pas encore entièrement comprises.

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Mante religieuse portant un spermatophore

Un autre cas et aussi très intéressant, c’est celui de la piéride de la rave et le mode de reproduction qui est plutôt unique. Nathan Morehouse de l’Université de Pittsburgh, Etat-Unis a étudié la vie intime de la piéride de la rave. Cette espèce est présente sur l’ensemble du territoire français, cette espèce est également présent sur l’ensemble du continent eurasiatique et a été introduit en Amérique du Nord.

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Piéride de la rave (Pieris rapae)

Commençons par leur couleur. Les ailes, le plus souvent blanches du chou blanc reflètent beaucoup la lumière ultraviolette, que nous ne pouvons pas voir, mais les papillons eux-mêmes peuvent, c’est la notion « d’Umwelt », qui désigne l’environnement sensoriel propre à une espèce ou un individu. À nos yeux, ils semblent simples et ternes, les femelles ont une teinte de gris bleu tandis que les mâles brillent plus dans le violet. Et Morehouse et ses collègues ont montré que plus les mâles sont brillants, plus ils sont attrayants pour les femelles.

Pourquoi?

En partie, c’est parce que la force de leurs couleurs reflète leur « fitness » c’est la capacité d’un individu à se reproduire. Les couleurs dépendent des protéines dans les ailes et, comme chenilles de la même espèce, ces papillons se nourrissent principalement de nourriture pauvre en protéines comme le chou et le chou frisé. Seuls les meilleurs individus peuvent manger assez pour créer des couleurs vives plus tard au stade adulte. Et ces mêmes mâles offrent également aux femmes des « cadeaux » plus séduisants. La couleur des ailes est donc un moyen pour la femelle de savoir si le mâle est en bonne capacité ou non.

Sélection sexuelle VS Sélection naturelle 

Cependant la stratégie du mâle a un effet délétère sur la survie. En effet, plus les mâles sont colorés et plus ils deviennent attrayants aux yeux des prédateurs. Il y a donc une opposition entre la sélection sexuelle (choix de la femelle) et la sélection naturelle (prédation) qui sont opposées. C’est un cas très classique en biologie évolutive.

Mais revenons à l’éjaculat de notre papillon, il est très différent de celui d’un être humain. En effet comme la mante religieuse que nous avons vu auparavant le mâle produit un spermatophore. Le mâle dépose cela dans une pochette dans le tractus reproducteur féminin appelé « Bursa copulatrix ». Une fois à l’intérieur, le sperme nage dans une seconde pochette la femelle va ensuite l’utiliser pour fertiliser ses œufs. Pendant ce temps, elle commence à décomposer la coquille externe du spermatophore pour absorber les nutriments à l’intérieur. Ainsi, le spermatophore agit comme un cadeau nuptiale, un moyen pour le mâle de nourrir la mère de sa progéniture future, longtemps après qu’il s’envole.

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Schéma de l’appareil reproducteur chez Siphonoptera, An Illustrated Catalogue of the Rothschild Collection of Fleas

En moyenne, chaque paquet constitue 13% du poids corporel du mâle. Ces « cadeaux » sont si nutritifs que les femelles utilisent les protéines en leur sein pour obtenir environ la moitié des œufs. C’est pourquoi ils choisissent les mâles les plus colorés: ce sont ceux qui offrent les plus grands spermatophores, donc les plus riches.

Si les mâles éjaculent 13% de leur poids corporel à chaque accouplement, cela limite sûrement à quelle fréquence ils peuvent avoir des rapports sexuels au cours d’une vie. Personne ne connaît le nombre exact, mais c’est au moins deux ou trois durant leur courte vie. Si les mâles manquent de ressources, ils commencent à produire des spermatophores plus petits et à décomposer leurs muscles de vol et leurs organes internes. Les mâles âgés réduisent en fait leurs propres organes pour amortir la l’élaboration de leurs éjaculats géants ou spermatophore.

Il est bien plus facile, en revanche, de déterminer à quelle fréquence les femmes ont des rapports sexuels. C’est parce que les femelles ne peuvent pas complètement digérer les couches externes des spermatophores, même après avoir utilisé tous les nutriments. Chaque femelle porte l’héritage de toutes ses rencontres sexuelles passées, comme des coquilles déliées assises à l’intérieur de ses organes génitaux. C’est ainsi que Morehouse sait que la plupart des femelles s’accouplent deux ou trois fois, mais certaines gèrent jusqu’à six accouplements.

Du point de vue de la femelle, il est intéressant de s’accoupler le plus possible, cela étant une source d’énergie. Mais pour le mâle l’accouplement a un effet délétère sur sa condition physique.  Les deux sexes ont donc des objectifs contrastés, dès lors on peut penser qu’a lieu une intense bataille des sexes, dans laquelle les femmes tentent de s’accoupler souvent, et les hommes tentent de les arrêter. Cependant, la femelle ne s’accouple à nouveau que lorsqu’elle a évacué l’ensemble des spermatophores, ce qui explique pourquoi les mâles ont évolué pour « enrouber » ces paquets dans des couches de protéines extrêmement résistantes. Mais la femelle n’ayant pas accès à l’acide sulfurique. elle dégrade les spermatophores en utilisant un organe appelé le signum, qui se trouve à l’intérieur de sa bursa. Pour aider le signum, la bursa sécrète également un cocktail de protéases, c’est les mêmes enzymes que les estomacs utilisent pour digérer les aliments. La bursa des adultes produit 20 fois la concentration de protéases que les chenilles de la même espèce.

Le cas de cette espèce est particulier cependant beaucoup de ces traits – la bursa, les spermatophores et les signum – sont fréquents dans chez les papillons, mais différentes espèces les ont élaborées à des degrés divers. Par exemple les vers à soie, les humains ont domestiqué cette espèce il y a un environ un millénaire pour récolter la soie que font les chenilles. En contrôlant sa vie sexuelle, les humains ont imposé une monogamie à cette espèce, annulant le conflit sexuel qui existe chez d’autres espèces de papillons.  C’est un produit tout à fait artificiel de sélection par élevage que l’on nomme la sériciculture. Cette espèce (Bombyx mori) n’existe pas à l’état naturel, c’est au stade de la chenille que les humains récupèrent le fil de soie sécrété par des glandes sérécigènes.

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Elevage de Vers à soie, élevage-ver-a-soie.com

En conséquence, les mâles adultes produisent maintenant des spermatophores qui sont vides et elles se dissolvent elles-mêmes. Les femelles, produisent des niveaux beaucoup plus faibles de protéases dans leur bourse. Un autre article concernant l’histoire du ver à soie.

Mais revenons à notre papillon du chaux, Camille Meslin  (une collègue de Morehouse) a également constaté que les protéines que les mâles utilisent pour construire le spermatophore, et les protéases que les femelles utilisent pour dégrader les spermatophores, évoluent rapidement. Il y a donc vraisemblablement une course d’armements évolutifs entre les mâles et les femelles.

 

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