B2. Dimorphisme sexuel Le dimorphisme sexuel est l'ensemble des différences morphologiques plus ou moins marquées entre les individus mâle et femelle d'une même espèce. è Analyser des documents Vidéos : Acquisition du phénotype et Le cerveau a-t-il un sexe Répondre aux questions suivantes : 1. Le dimorphisme sexuel a plusieurs niveaux. Définir et donner les différences hommes/femmes pour : a. Le sexe génétique b. Le sexe gonadique c. Les caractères sexuels primaires b. Les caractères sexuels secondaires 2. A quel moment devient-on mature sexuellement? Quels sont les changements qui opèrent à ce moment? 3. Y a-t-il des éléments soumis à débat dans le premier film? 4. Y a-t-il des différences entre les cerveaux masculins et féminins? Lesquelles? 5. Peut-on dire qu il existe des mécanismes cognitifs biologiques? A quoi peuvent être dues les différences observées? 12
B2.a DIMORPHISME SEXUEL Le dimorphisme sexuel repose sur une liste de différences entre les individus mâles et femelles. Ces différences existent à différents niveaux. Macroscopique humain mâle Taille plus élevée Pilosité plus élevée Musculature plus élevée humain femelle Taille moins élevée Pilosité moins élevée Musculature moins élevée Hanches développées Poitrine développée Gonades Testicules Ovaires Gamètes Spermatozoïdes Ovules Appareil génital Penis, testicules, prostate Vagin, ovaire, utérus Chromosomique XY XX L ensemble des différences sexuelles peuvent regroupées en trois niveaux distincts, découlant les uns des autres : - le SEXE GENETIQUE : Composition chromosomique (XX ou XY). Déterminé dès la fécondation. - le SEXE GONADIQUE : Présence de gonades mâles ou femelles. Déterminé normalement par le sexe génétique. - le SEXE PHENOTYPIQUE : Ensemble des caractéristiques sexuelles primaires et secondaires. Déterminé par le sexe gonadique. Dans les sociétés humaines, il existe un quatrième niveaux qui n est pas inné, mais acquis lors de la vie humaine : le GENRE. Le genre n est prédéterminé par aucune donnée biologique. Son existence dépendant d un apprentissage, sa définition dépend des cultures et des individus. Il s applique aux différences sociologiques, économiques, démographiques, 13
B2.b DETERMINATION GENETIQUE DU SEXE Chez l être humain, le système de détermination génétique des sexes est basé sur les chromosomes sexuels X et Y. Les cellules humaines possèdent toutes 22 paires de chromosomes dits autosomes et 1 paire de chromosomes sexuels (XX ou XY), à l exception des gamètes. 22 autosomes + XX Un individu possédant deux chromosomes X (XX) est un femelle. 22 autosomes + XY Un individu possédant un chromosome X et un chromosome Y (XY) est un mâle. Ce système n est pas universel. Les chromosomes sexuels déterminent ce qu on appelle le SEXE GENETIQUE (le GENOTYPE). i. Chromosome Y et région SRY Le chromosome Y dérive, évolutivement, du chromosome X. Ils possèdent donc des gènes en commun. L ensemble du gène Y n est pas déterminant pour le PHENOTYPE mâle. Seule une région de ce chromosome, le gène SRY, détermine le phénotype mâle. Anomalies phénotypiques : Par conséquent, suite à des erreurs, il peut exister des individus XY présentant un phénotype femelle (le gène SRY étant absent ou inactif) et des individus XX présentant un phénotype mâle (le gène SRY étant présent sur un des X). ii. Gamètes et fécondation Les gamètes sont produites à partir de cellules diploïdes dont le nombre de chromosomes est divisé par deux afin d obtenir deux cellules possédant chacune 22 autosomes et 1 chromosome sexuel. Cette transformation a lieu dans les gonades. Lors de la fécondation, la femelle ne fournit que des gamètes contenant un X. Le mâle fournit 50% de gamètes avec un chromosome X et 50% avec un chromosome Y. A chaque fécondation, il y a donc 50% de chance d avoir un garçon ou une fille. 14
Gamète mâle Gamète femelle 50% X + X XX 50% 100% 50% Y X XY 50% Anomalies phénotypiques : Il peut arriver des erreurs lors de la formation des gamètes amenant à des incohérences génétiques (individu X0, XXY, XYY, ). iii. Caryotype Lors de la grossesse, il est possible de faire un examen simple pour déterminer le sexe de l enfant mais surtout s il est atteint d une maladie génétique grave comme celle de la trisomie 21 : l analyse de son CARYOTYPE. On nomme caryotype la représentation de l ensemble des chromosomes contenus dans le noyau d une cellule. Le noyau d une cellule est photographié, puis agrandie. Ensuite, les chromosomes sont regroupés par paires. Les cellules nécessaires à cette analyse sont prélevées lors d une amniocentèse, un examen du liquide amniotique. 15
B2.c ACQUISITION DU SEXE GONADIQUE ET PHENOTYPIQUE Le dimorphisme sexuel n est pas visible dès la fécondation. Jusqu à la 7 e semaine, l embryon humain possède des organes sexuels indifférenciés. Ces gonades indifférenciées comportent deux types de canaux : les CANAUX DE WOLFF et les CANAUX DE MÜLLER. Stade indifférencié +TESTOSTERONE (ET AMH) - TESTOSTERONE La différenciation en phénotype masculin ou féminin dépend uniquement de la présence ou de l absence de TESTOSTERONE une HORMONE sexuelle masculine. A partir de la 8 e semaine, les gonades des fœtus XY produisent de la testostérone et de l AMH (HORMONE ANTI-MULLERIENNE). Ces hormones stimulent la disparition des canaux de Muller et la transformation des canaux de Wolff en spermiducte (canal déférent). Les gonades des fœtus XX ne produisent pas de testostérone. Sans stimulation, les canaux de wolff régressent et disparaissent. Les canaux de Müller se différencient en trompes, utérus et vagin. Le sexe féminin est donc le sexe par défaut. Anomalies phénotypiques : Des anomalies dans la production de testostérone ou la présence anormale de testostérone lors de la grossesse peuvent induire des anomalies phénotypiques. 16
B2.d Puberté Les organes génitaux ne fonctionnent pas avant la PUBERTE. La puberté est la période entre 10 et 15 ans où les organes sexuels deviennent fonctionnels. C est le stade de la maturité sexuelle. Les gonades se mettent à produire des gamètes (de manière continue chez les hommes et cyclique chez les femmes) et des hormones sexuelles : de la testostérone pour les hommes et des ŒSTROGENES et de la PROGESTERONE pour les femmes. La production de gamètes et les modifications corporelles subies à la puberté se déroulent sous l action des hormones sexuelles. Durant la puberté, le corps se modifie et acquière des dimorphismes marqués : les CARACTERES SEXUELS PRIMAIRES : transformations liées aux organes génitaux. les CARACTERES SEXUELS SECONDAIRES : autres transformations du corps. Caractères sexuels primaires Homme Augmentation du volume des testicules et du scrotum Production de spermatozoïdes Femme Production d ovules (menstruations) Caractères sexuels secondaires Pilosité (pubienne, visage, ) Musculature Pilosité (pubienne, ) Hanches Poitrine Anomalies phénotypiques : Des anomalies dans la production des hormones sexuelles peuvent induire des anomalies phénotypiques. 17
B2. Dimorphisme sexuel - RECAPITULATION 18
S exercer au BAC Maroc - 2013 Question à 6pts Féminité et testostérone Le Comité international olympique (CIO) a présenté en juin 2012 un nouveau règlement pour déterminer qui a le droit de concourir en tant que femme. Il prévoit de mesurer le taux de testostérone des athlètes jugées un peu trop masculines. Document 1 JO : Tester la testostérone pour déterminer le sexe d un athlète est-il juste? Traditionnellement, les autorités sportives exigeaient des athlètes femmes qu elles subissent des examens nues ou passent des tests chromosomiques [ ]. Cela ne sert strictement à rien. [ ] Il y a des personnes atteintes du trouble appelé syndrome d insensibilité aux androgènes*. Leur caryotype présente les chromosomes XY, la paire normale de l homme, mais leur corps n est pas sensible à la testostérone. Résultat, elles développent des organes génitaux externes féminins et des seins, mais sont pourvues de testicules et non d ovaires. A un test de féminité fondé sur les chromosomes, elles seraient négatives, c est-à-dire pas considérées comme femmes, même si elles vivent généralement «dans la féminité». Il existe d autres cas, avec d autres données complexes, qui discréditeraient tout test basé sur un seul facteur. Le critère testostérone, sur lequel s appuie principalement le CIO, en fait partie. Il a justifié ce choix par le fait que les différences de performances entre les hommes et les femmes tiendraient «essentiellement» à cette hormone [ ] qui influe sur la masse musculaire. [ ] Plutôt que de se borner à la testostérone, il conviendrait de fonder ce test de féminité ou de masculinité sur une analyse plus globale, qui prenne en compte à la fois les chromosomes, les parties génitales, les gonades et les hormones. D après un article d Amanda Schaffer publié sur Slate.fr *Androgène = composé naturel ou synthétique intervenant dans le développement et le maintien des caractères masculins chez les vertébrés. Le principal androgène connu est la testostérone. Chez la femme, la testostérone est produite en petite quantité par l ovaire et les glandes surrénales. 19
Document 2 Graphiques présentant les dosages plasmatiques de testostérone chez des athlètes olympiques de très haut niveau des deux sexes. On définit des «taux normaux» de testostérone en se référant à des dosages effectués sur un grand nombre d individus. Les «taux normaux de testostérone» sont compris entre 0 et 5 nmol/l pour les femmes et entre 10 et 30 nmol/l pour les hommes. D après la publication du professeur P H Sonksen, Project European Union Biomed 2 20
1. On s'intéresse au rôle de la testostérone au cours du développement d'un individu. Au cours du développement d un individu masculin, la testostérone est une hormone qui entraîne normalement l apparition : Cocher uniquement la réponse exacte d une vessie de testicules d un chromosome Y de voies génitales masculines 2. On s'intéresse à l'importance du chromosome Y chez une personne insensible à la testostérone Chez une personne de caryotype XY insensible à la testostérone, l existence du chromosome Y conduit à la présence : Cochez uniquement la réponse exacte d ovaires de testicules de seins d organes génitaux externes féminins 3. On cherche à opposer un argument à l'idée selon laquelle les performances sont dues au taux de testostérone chez un athlète. Un argument qui contredit l idée selon laquelle les différences de performances tiennent essentiellement à la testostérone est : Le taux de testostérone de certains athlètes de haut niveau Cochez uniquement la réponse exacte masculins est supérieur à la norme masculins est inférieur à la norme féminines est supérieur à la norme féminines est inférieur à la norme 4. Discuter du choix du comité olympique d utiliser le critère «concentration en testostérone» pour distinguer les athlètes masculins des athlètes féminines. 21