REPRODUCTION ET DEVELOPPEMENT ANIMAL

Transcription

1 REPRODUCTION ET DEVELOPPEMENT ANIMAL I. La reproduction animale Chez les animaux, la reproduction sexuée fait intervenir deux parents de sexe différent, l'un mâle, l'autre femelle. Un comportement caractéristique accompagne chacune des étapes de la reproduction, ces dernières se déroulant toujours dans le même ordre pour une espèce donnée. 1. Les différences entre mâles et femelles Les mâles diffèrent des femelles par des caractères externes et par des caractères internes. Différences externes Les différences externes permettent chez certaines espèces de reconnaître aisément le mâle de la femelle : - soit par certaines parties des organes reproducteurs visibles extérieurement tels que le pénis et la bourse chez le mâle, la vulve et les mamelles chez la femelle. Ce sont les caractères sexuels primaires ; - soit par la présence, chez le mâle, de caractères tels que la crinière du lion, les bois du cerf, la crête et les ergots du coq, la couleur du corps de l'épinoche mâle, le plumage de certains oiseaux... Ces caractères qui n'interviennent directement ni dans l'accouplement, ni dans l'élaboration des gamètes sont appelés caractères sexuels secondaires. Différences internes Les différences internes concernent les appareils reproducteurs. On distingue dans les deux sexes : - les glandes génitales (testicules chez le mâle, ovaires chez la femelle) qui produisent les gamètes ; - les conduits génitaux. Chez les mammifères, le conduit génital femelle comprend l'utérus dans lequel se fixe l'œuf fécondé ; l'embryon s'y développe jusqu'à sa naissance. Reproduction et développement animal 1 / 10

2 2. La rencontre des gamètes La rencontre des gamètes, ou fécondation, s'effectue différemment selon les espèces. Fécondation externe Chez certaines espèces comme la truite, la grenouille,..., la rencontre des ovules et des spermatozoïdes a lieu à l extérieur du corps : la fécondation est dite externe. La rencontre des gamètes s effectue dans l'eau. Plusieurs mécanismes peuvent favoriser cette rencontre : - le très grand nombre de gamètes émis (huître, oursin...) ; - l'accouplement (grenouille) ; - les parades nuptiales (épinoche...). Fécondation interne Il y a fécondation interne lorsque les ovules sont fécondés dans le corps de la femelle. Chez les animaux à fécondation interne, la rencontre des gamètes ne peut avoir lieu qu'après l'accouplement. Celui-ci exige le rapprochement des partenaires au moment où l'un et l'autre sont aptes à se reproduire. Divers types de signaux permettent au mâle et à la femelle de se retrouver lorsqu'ils vivent éloignés : - les signaux sonores : chant des oiseaux, coassement de la grenouille mâle... ; - les signaux visuels : caractères sexuels secondaires, émission de lumière par la femelle du ver luisant... ; - les signaux olfactifs : le chien repère une chienne «en chaleur» en flairant la vulve... De plus, l'accouplement est très souvent précédé de comportements particuliers constituant la parade nuptiale. Ces signaux et ces comportements favorisent indirectement la rencontre des gamètes. 3. Oviparité et viviparité Quelque soit le mode de fécondation, la rencontre entre un ovule et un spermatozoïde donne une cellule oeuf. Les animaux peuvent être répartis en trois groupes selon le mode de développement de l'oeuf. Reproduction et développement animal 2 / 10

3 Les ovipares Certains pondent dans l'eau. C'est le cas des poissons, des amphibiens (grenouille, crapaud...), des mollusques aquatiques... D'autres pondent à terre, dans le sable ou dans la terre (tortue, lézard, escargot, nombreux insectes...), sur des plantes (papillons et autres insectes...), dans un nid construit de manière plus ou moins élaborée (oiseaux, abeille, frelon...). La ponte est d'autant plus limitée que les parents s'occupent davantage de leurs petits (oiseaux, épinoche...). - Les oiseaux, dont la température du corps est constante, couvent leurs œufs, c'est-à-dire les maintiennent constamment aux environs de 40 C. Pour une espèce donnée, la durée de l'incubation est à peu près toujours la même (21 jours chez la poule par exemple). - Les ovipares autres que les oiseaux sont tous des «animaux à température variable» : la température de leur corps est très voisine de celle du milieu extérieur. La durée du développement est alors très variable et dépend de la température extérieure. Par exemple, l'œuf de la mouche domestique, qui se transforme en adulte en 15 jours à 18 C, ne met plus que 10 jours à 25 C, alors que la durée s'allonge à 38 ou 40 jours à 8 C (allongement surtout de la phase de nymphe). Le développement est stoppé pendant tout l'hiver, les œufs pondus à l'automne donnent des nymphes qui ne se transforment en mouches adultes qu'au printemps suivant. Lorsque les œufs sont abandonnés par les parents, beaucoup sont mangés ou détruits. Les pertes sont compensées par une ponte relativement très abondante. Les vivipares Les vivipares mettent au monde des petits qui se sont développés à l'intérieur du corps de la mère. Les vivipares vrais appartiennent au groupe des mammifères. Chez les vivipares, le nombre d œufs «pondus» est souvent très réduit. Mais leur mode de développement assure à l'embryon une protection efficace. Ses chances de survie sont ainsi nettement plus élevées que celles observées chez les ovipares. Après la naissance, les mères allaitent leurs petits avec le lait de leurs mamelles (d'ou le nom de mammifères donné à ce groupe d'animaux). Les ovovivipares Les ovovivipares sont des animaux beaucoup moins répandus que les ovipares. Une vipère met au monde de jeunes vipereaux qui sortent vivants du ventre de leur mère. Apparemment, cette naissance ressemble à celle des jeunes mammifères. En réalité, le phénomène est très Reproduction et développement animal 3 / 10

4 différent : au cours de son développement dans les voies génitales femelles, le jeune vipereau s'est nourri des réserves contenues dans l œuf (comme c'est le cas du poussin dans l'œuf de la poule) ; il ne s'est jamais fixé dans les voies génitales de la mère. Celle-ci ne possède d'ailleurs pas d'utérus. Certains reptiles (orvet, vipère...), certains poissons tels que les guppy, sont ainsi des ovipares apparemment vivipares : ils sont appelés ovovivipares. L'ovoviviparité existe aussi chez les invertébrés. Figure 1 Selon les saisons, les pucerons sont ovipares ou ovovivipares. II. De l œuf à la naissance 1. Ovipares et vivipares : points communs et différences Chez tous les animaux, dès que la fécondation est réalisée, la cellule œuf subit des transformations profondes qui aboutissent à la construction d'un nouvel individu. Cette édification comporte plusieurs types de phénomènes notamment : - la multiplication du nombre de cellules : pour tous les métazoaires (animaux dont le corps est constitué de plusieurs cellules), la cellule œuf se divise en 4, 8, 16, cellules ; Reproduction et développement animal 4 / 10

5 - la différenciation des cellules afin de former les différents organes ; - la croissance de l'embryon : chez les vivipares, l'embryon puise dans le sang maternel les aliments nécessaires à sa croissance ; chez les ovipares, l'œuf pondu est de grosse taille. Il contient beaucoup de réserves. Pendant le développement de l'embryon, cet œuf ne grossit pas. 2. Rôle du placenta chez les vivipares Après la fécondation, l'œuf d'un vivipare commence son développement dans l'oviducte et ne tarde pas à se fixer dans la paroi de l'utérus. Il ne donne pas seulement naissance à l'embryon mais également à : - des organes de protection (l'embryon est entouré d'une poche remplie de liquide, la poche des eaux ou cavité amniotique) ; - un organe d'échanges, le placenta, à l'élaboration duquel participe aussi la paroi de l'utérus. Au niveau du placenta, le sang de la mère et celui de l'embryon ne se mélangent pas. Cependant, sur une très grande surface (le placenta présente un grand nombre de replis qui contiennent un réseau très riche de capillaires sanguins), ils ne sont séparés que par une cloison très mince permettant des échanges d'aliments et d'oxygène de la mère vers l'embryon, des échanges de déchets de l'embryon vers la mère. 3. Les conditions du développement des œufs chez les ovipares Les œufs des ovipares se développent dans des conditions très variables selon les espèces. Les œufs pondus dans l'eau (poissons, amphibiens, nombreux invertébrés) ne risquent pas la dessiccation. En revanche, les œufs pondus en milieu aérien (reptiles, oiseaux, nombreux insectes...) sont protégés par une coquille rigide, qui empêche la dessiccation mais reste cependant perméable à l'air. Les œufs des oiseaux, seuls ovipares à température constante, sont couvés (on dit aussi incubés), c'est-à-dire maintenus à une température constante de 38 à 40 C. Pour une espèce donnée, la durée de l'incubation est constante à quelques heures près (21 jours chez la poule, 14 à 16 jours chez la tourterelle...). Reproduction et développement animal 5 / 10

6 Figure 2 Exemple de la poule III. La reproduction asexuée chez les animaux La reproduction asexuée est un processus rapide. Elle permet la production d'un grand nombre de descendants et une vitesse de prolifération élevée. Une des causes de cette rapidité, valable dans tous les groupes d êtres vivants, est que tous les individus donnent des descendants et pas les seules femelles. Si toutes les espèces animales se reproduisent de façon sexuée, certaines d entre elles peuvent aussi dans des conditions favorables, se reproduire selon un mode asexué. Il n y a alors pas de rencontre de gamètes. L animal en se divisant ou en bourgeonnant donne naissance à un nouvel individu qui est génétiquement identique au premier. Ce processus aboutit donc à la formation d un clone. La reproduction asexuée concerne des animaux à l organisation simple, sans organe bien différencié comme les anémones de mer, les éponges, les méduses Reproduction et développement animal 6 / 10

7 Figure 3 Cycle de reproduction des méduses IV. Le développement animal 1. Après la naissance Lorsque les oeufs sont abandonnés après la ponte, les jeunes ne sont, à l'éclosion, l'objet d'aucun soin particulier. C'est le cas de la plupart des poissons, des amphibiens (grenouille, crapaud...), des reptiles (lézard, tortue...). Chez les oiseaux et les mammifères, deux cas se présentent : ou bien les jeunes sont totalement dépendants de leurs parents ou bien ils sont relativement autonomes. Des jeunes totalement dépendants Certains jeunes naissent nus, faibles, aveugles, incapables de se tenir sur leurs pattes (tourterelles, hirondelles, lapins, souris...). Totalement dépendants des adultes, ils ont besoin de soins et ne peuvent survivre que si les parents les nourrissent sans relâche. Leur croissance est rapide (par exemple, un rouge-gorge passe de 2 g à l'éclosion à 15 g en 12 jours) et leur transformation spectaculaire. Ainsi, trois semaines environ après la naissance, les oisillons, couverts de plumes et ayant presque atteint la taille des adultes, quittent le nid et s'envolent. Les oiseaux qui passent les premières semaines de leur vie à l'abri dans un nid sont appelés nidicoles (étymologiquement : qui habitent un nid). Reproduction et développement animal 7 / 10

8 Des jeunes relativement autonomes D'autres jeunes, comme le poussin de la poule, peuvent, dès leur naissance, se déplacer et commencer à s'alimenter seuls. Ils ne dépendent donc pas complètement de leurs parents pour l'alimentation. Dans ce cas, le mâle ne s'intéresse généralement pas aux jeunes, mais ces derniers suivent toujours un certain temps leur mère qui les protège du froid et des prédateurs. Si, à la naissance, le développement de ces jeunes animaux est plus avancé que dans le cas précédent, leur croissance est ensuite plus longue. Chez les oiseaux qui sont dans ce cas, la mère et les oisillons abandonnent le nid dès que le dernier né de la nichée est sec. Aussi sont-ils appelés nidifuges (étymologiquement : qui fuient le nid). Le nid des oiseaux nidifuges est situé soit sur le sol, soit à proximité du sol, celui des nidicoles est beaucoup moins accessible. Chez les mammifères, les jeunes sont, dans tous les cas, allaités et protégés par la mère pendant un temps plus ou moins long. Survie de l'espèce Pendant les premiers jours de la vie, les jeunes animaux sont particulièrement exposés aux prédateurs. La prise en charge des jeunes par leurs parents est donc favorable à leur survie. Dans les espèces qui ne protègent pas leur progéniture, la forte mortalité des jeunes est compensée par le grand nombre des naissances. 2. Développement direct et développement indirect Certaines espèces animales (poule, vache, seiche, truite...) sont dites à développement direct car la croissance des jeunes ne s'accompagne d'aucune modification importante de forme. Chez d'autres espèces (grenouille, oursin, huître, divers insectes...), les jeunes à la naissance sont très différents des adultes ; on les appelle des larves. Au cours de leur croissance, les larves subissent des métamorphoses. Ces animaux sont dits à développement indirect. L'existence des stades larvaires est généralement en liaison : soit avec un changement de milieu de vie. Par exemple, la larve de moustique est aquatique, l'adulte est aérien ; soit avec un changement de régime alimentaire ; soit avec la dissémination de l'espèce. Reproduction et développement animal 8 / 10

9 3. Croissance continue et croissance discontinue Croissance continue Un homme adulte mesure environ 1,70 mètre. A sa naissance, il mesurait 0,50 mètre. Ces deux stades sont séparés par quelques années de croissance continue. La croissance est l accroissement en dimensions et en poids d'un organisme ou d'un organe résultant de l'élongation et de la multiplication cellulaires, jusqu'à son développement complet. On retrouve ce type de croissance, c'est-à-dire une augmentation progressive de la taille, chez tous les animaux à l'exception des arthropodes (insectes, crustacés, arachnides, myriapodes). Le corps de ces derniers est recouvert d'une carapace rigide, inextensible. Chez ces animaux, la croissance est discontinue et se fait par paliers. Croissance discontinue Chez les insectes, la carapace empêche la croissance. Celle-ci ne peut avoir lieu qu'au moment des mues (encore appelées mues de croissance). En général, la carapace se fend longitudinalement sur le dos. L'animal en sort, perdant ainsi toute son ancienne «peau». Il est alors très mou, le plus souvent blanchâtre. La pigmentation revient en même temps que la nouvelle carapace durcit à l'air. Pendant que celle-ci est encore souple, une intense contraction des muscles assure une importante absorption d'air par tous les orifices, ainsi qu'un afflux de sang dans les extrémités. On assiste à un gonflement général de toutes les parties du corps (ce qui assure l'augmentation de la taille de l'animal). La carapace devient ensuite progressivement rigide. Ainsi, à chaque mue de croissance, l'animal grandit brusquement et la croissance est stoppée jusqu'à la prochaine mue. Le nombre des mues de croissance varie selon les espèces. 4. La métamorphose des insectes Tous les insectes pondent des œufs mais le développement après l'éclosion diffère selon les espèces. Il existe deux grands groupes : La métamorphose progressive Chez certains insectes, comme la sauterelle, le développement est progressif. Le jeune ressemble beaucoup à l'adulte. Le passage d'un stade à l'autre se fait par de simples mues de croissance. Au cours de celles-ci, quelques changements se produisent, comme par exemple, la croissance des ailes. Reproduction et développement animal 9 / 10

10 La métamorphose complète Chez d'autres insectes, comme le papillon, la larve issue de l'oeuf est très différente de l'adulte. Au cours de la croissance, elle subit des mues, puis le développement s'arrête. L'animal mène une vie ralentie, sans nutrition ni déplacement : c'est la phase de nymphose 1. La nymphe, stade intermédiaire entre larve et adulte, donne naissance à l'insecte parfait qui a terminé sa croissance et son développement, et peut se reproduire. Figure 4 Exemple de métamorphose progressive : la sauterelle et de métamorphose complète : le papillon 1 Transformation de la larve en nymphe. Reproduction et développement animal 10 / 10