Reproduction asexuée

Définition de la reproduction asexuée

La reproduction asexuée se produit lorsqu’un organisme fait plus de lui-même sans échanger d’informations génétiques avec un autre organisme par le biais du sexe.

Dans les organismes à reproduction sexuée, les génomes de deux parents sont combinés pour créer une progéniture avec des profils génétiques uniques. Cela est bénéfique pour la population, car les populations génétiquement diversifiées ont plus de chances de résister aux défis de la survie, comme les maladies et les changements environnementaux.

Les organismes à reproduction asexuée peuvent souffrir d’un dangereux manque de diversité – mais ils peuvent aussi se reproduire plus rapidement que les organismes à reproduction sexuée, et un seul individu peut fonder une nouvelle population sans avoir besoin d’un partenaire.

Certains organismes qui pratiquent la reproduction asexuée peuvent échanger des informations génétiques pour favoriser la diversité en utilisant des formes de transfert horizontal de gènes, comme les bactéries qui utilisent des plasmides pour transmettre de petits morceaux d’ADN. Cependant, cette méthode donne lieu à moins de génotypes uniques que la reproduction sexuée.

Certaines espèces de plantes, d’animaux et de champignons sont capables de se reproduire à la fois sexuellement et asexuellement, selon les exigences de l’environnement.

La reproduction asexuée est pratiquée par la plupart des organismes unicellulaires, y compris les bactéries, les archéobactéries et les protistes. Elle est également pratiquée par certains végétaux, animaux et champignons.

Avantages de la reproduction asexuée

Les avantages importants de la reproduction asexuée comprennent :

1. Une croissance rapide de la population. Ceci est particulièrement utile pour les espèces dont la stratégie de survie consiste à se reproduire très rapidement.

Plusieurs espèces de bactéries, par exemple, peuvent reconstruire complètement une population à partir d’un seul individu mutant en quelques jours si la plupart des membres sont éliminés par un virus.

2. Aucun compagnon n’est nécessaire pour fonder une nouvelle population.

C’est utile pour les espèces dont les membres peuvent se retrouver isolés, comme les champignons qui se développent à partir de spores emportées par le vent, les plantes qui dépendent des pollinisateurs pour la reproduction sexuée et les animaux qui habitent des environnements à faible densité de population.

3. Un investissement moindre en ressources. La reproduction asexuée, qui peut souvent être accomplie simplement en faisant en sorte qu’une partie de l’organisme parent se sépare et prenne une vie propre, nécessite moins de ressources que de nourrir un nouveau bébé organisme.

De nombreuses plantes et créatures marines, par exemple, peuvent simplement couper une partie d’elles-mêmes de l’organisme parent et faire en sorte que cette partie survive par elle-même.

Seule une progéniture génétiquement identique au parent peut être produite de cette manière : nourrir la création d’un nouvel organisme dont les tissus sont différents de ceux des parents demande plus de temps, d’énergie et de ressources.

Cette capacité à se diviser simplement en deux est l’une des raisons pour lesquelles la reproduction asexuée est plus rapide que la reproduction sexuée.

Inconvénients de la reproduction asexuée

Le plus grand inconvénient de la reproduction asexuée est le manque de diversité. Comme les membres d’une population à reproduction asexuée sont génétiquement identiques, à l’exception de rares mutants, ils sont tous sensibles aux mêmes maladies, aux déficits nutritionnels et à d’autres types de difficultés environnementales.

La famine de la pomme de terre en Irlande a été un exemple du revers de la médaille de la reproduction asexuée : Les pommes de terre d’Irlande, qui s’étaient principalement reproduites par reproduction asexuée, étaient toutes vulnérables lorsqu’une peste tuant les pommes de terre a balayé l’île. En conséquence, presque toutes les récoltes ont échoué, et de nombreuses personnes sont mortes de faim.

La quasi-extinction de la banane Gros-Michel est un autre exemple – l’un des deux principaux cultivars de bananes, il est devenu impossible de le cultiver commercialement au 20e siècle après l’apparition d’une maladie à laquelle il était génétiquement vulnérable.

D’autre part, de nombreuses espèces de bactéries profitent en fait de leur taux de mutation élevé pour créer une certaine diversité génétique tout en utilisant la reproduction asexuée pour faire croître leurs colonies très rapidement. Les bactéries ont un taux d’erreurs plus élevé dans la copie des séquences génétiques, ce qui conduit parfois à la création de nouveaux traits utiles même en l’absence de reproduction sexuée.

Types de reproduction asexuée

Il existe de nombreuses façons différentes de se reproduire de manière asexuée. Il s’agit notamment de :

1. La fission binaire. Cette méthode, dans laquelle une cellule copie simplement son ADN puis se divise en deux, donnant une copie de son ADN à chaque « cellule fille », est utilisée par les bactéries et les archéobactéries.

2. Le bourgeonnement. Certains organismes se séparent d’une petite partie d’eux-mêmes pour se développer en un nouvel organisme. C’est ce que pratiquent de nombreuses plantes et créatures marines, ainsi que certains eucaryotes unicellulaires comme la levure.

3. La multiplication végétative. Un peu comme le bourgeonnement, ce processus consiste pour une plante à faire pousser une nouvelle pousse capable de devenir un tout nouvel organisme. Les fraises sont un exemple de plantes qui se reproduisent à l’aide de « stolons », qui poussent vers l’extérieur à partir d’une plante mère et deviennent ensuite des plantes séparées et indépendantes.

4. Sporogenèse. La sporogenèse est la production de cellules reproductrices, appelées spores, qui peuvent se développer en un nouvel organisme.

Les spores utilisent souvent des stratégies similaires à celles des graines. Mais contrairement aux graines, les spores peuvent être créées sans fécondation par un partenaire sexuel. Les spores sont également plus susceptibles de se propager de manière autonome, par exemple par le vent, que de s’appuyer sur d’autres organismes tels que les animaux porteurs pour se propager.

5. Fragmentation. Dans la fragmentation, un organisme « parent » est divisé en plusieurs parties, dont chacune se développe pour devenir un organisme « progéniture » complet et indépendant. Ce processus ressemble au bourgeonnement et à la propagation végétative, mais avec quelques différences.

Pour commencer, la fragmentation peut ne pas être volontaire de la part de l’organisme « parent ». Les vers de terre et de nombreuses plantes et créatures marines sont capables de régénérer des organismes entiers à partir de fragments suite à des blessures qui les ont divisés en plusieurs morceaux.

Lorsque la fragmentation se produit volontairement, le même organisme parent peut se diviser en plusieurs parties à peu près égales afin de former de nombreux descendants. Ceci est différent des processus de bourgeonnement et de propagation végétative, où un organisme développe de nouvelles parties qui sont petites par rapport au parent et qui sont destinées à devenir des organismes descendants.

6. Agamenogenèse. L’agaménogenèse est la reproduction d’organismes normalement sexués sans besoin de fécondation. Il existe plusieurs façons dont cela peut se produire.

Dans la parthénogenèse, un œuf non fécondé commence à se développer en un nouvel organisme qui, par nécessité, ne possède que des gènes de sa mère.

Cela se produit chez quelques espèces d’animaux entièrement femelles, et chez les femelles de certaines espèces animales lorsqu’il n’y a pas de mâles présents pour féconder les œufs.

Dans le cas de l’apomoxie, une plante se reproduisant normalement de manière sexuée se reproduit de manière asexuée, produisant une progéniture identique à la plante mère, en raison de l’absence de disponibilité d’une plante mâle pour fertiliser les gamètes femelles.

Dans le cas de l’embryon nucellaire, un embryon est formé à partir des propres tissus des parents sans méiose ni utilisation de cellules reproductrices. Ce phénomène est principalement connu chez les agrumes, qui peuvent produire des graines de cette manière en l’absence de fécondation mâle.

Exemples de reproduction asexuée

Bactéries

Toutes les bactéries se reproduisent par reproduction asexuée, en se divisant en deux cellules  » filles  » génétiquement identiques à leurs parents.

Certaines bactéries peuvent subir un transfert horizontal de gènes – dans lequel le matériel génétique est transmis « horizontalement » d’un organisme à un autre, au lieu de « verticalement » de parent à enfant. Parce qu’elles n’ont qu’une seule cellule, les bactéries sont capables de modifier leur matériel génétique en tant qu’organismes matures.

Le processus d’échange génétique entre les cellules bactériennes est parfois appelé « sexe », bien qu’il soit effectué pour modifier le génotype d’une bactérie mature, et non comme moyen de reproduction.

Les bactéries peuvent se permettre d’utiliser cette stratégie de survie car leur reproduction extrêmement rapide rend les mutations génétiques nuisibles – telles que les erreurs de copie ou le transfert horizontal de gènes qui tourne mal – sans conséquence pour l’ensemble de la population. Tant que quelques individus survivent aux mutations et aux calamités, ces individus seront en mesure de reconstruire rapidement la population bactérienne.

Cette stratégie de « reproduction rapide, mutations fréquentes » est une raison majeure pour laquelle les bactéries sont si rapides à développer une résistance aux antibiotiques. On les a également vues « inventer » des biochimies entièrement nouvelles en laboratoire, comme une espèce de bactérie qui a spontanément acquis la capacité de réaliser une respiration anaérobie.

Cette stratégie ne fonctionnerait pas bien pour un organisme qui investit fortement dans la survie des individus, comme les organismes multicellulaires.

Les moisissures gluantes

Les moisissures gluantes sont un organisme fascinant qui se comporte parfois comme un organisme multicellulaire, et parfois comme une colonie d’organismes unicellulaires.

Contrairement aux animaux, aux plantes et aux champignons, les cellules d’une moisissure gluante ne sont pas liées ensemble dans une forme fixe et dépendantes les unes des autres pour leur survie. Les cellules qui composent une moisissure gluante sont capables de vivre individuellement et peuvent se répandre ou se séparer lorsque la nourriture est abondante, un peu comme les individus d’une colonie de bactéries.

Mais les cellules des moisissures gluantes sont eucaryotes et peuvent faire preuve d’un haut degré de coopération au point de créer une matrice extracellulaire temporaire et un « corps » qui peut devenir grand et complexe. Les moisissures gluantes dont les cellules travaillent en coopération peuvent être confondues avec des champignons, et peuvent effectuer une locomotion.

Les moisissures gluantes peuvent produire des spores un peu comme un champignon, et elles peuvent également se reproduire par fragmentation. Des causes environnementales ou des blessures peuvent amener une moisissure gluante à se disperser en de nombreuses parties, et des unités aussi petites qu’une seule cellule peuvent se développer en une toute nouvelle colonie/organisme de moisissure gluante.

Lézards à queue de fouet du Nouveau-Mexique

Cette espèce de lézard a été créée par l’hybridation de deux espèces voisines. L’incompatibilité génétique entre les parents hybrides a rendu impossible la naissance de mâles sains : cependant, les femelles hybrides étaient capables de parthénogenèse, ce qui en fait une population indépendante sur le plan reproductif.

Tous les lézards à queue de fouet du Nouveau-Mexique sont des femelles. De nouveaux membres de l’espèce peuvent être créés par hybridation de l’espèce mère, ou par parthénogenèse par les femelles de New Mexico whiptail.

Possiblement comme un vestige de leur passé de reproduction sexuée, les lézards New Mexico whiptail ont un comportement « d’accouplement » auquel ils doivent se soumettre pour se reproduire. Les membres de cette espèce sont « accouplés » par d’autres membres, et le lézard jouant le rôle de la femelle va aller pondre des œufs.

On pense que le comportement d’accouplement stimule l’ovulation, qui peut ensuite aboutir à une grossesse parthénogène. Le lézard jouant le rôle « mâle » dans la parade n’y pond pas d’œufs.

• Gamète – Cellules reproductrices sexuelles, qui contiennent la moitié du matériel génétique de l’organisme parent.
• Stratégie de reproduction – Stratégie qui décrit comment une population donnée utilise ses ressources pour produire une descendance.
• Reproduction sexuée – Un moyen de reproduction dans lequel le matériel génétique de deux parents est combiné pour produire une progéniture avec un profil génétique unique.

Quiz

1. Lequel des éléments suivants n’est PAS un avantage de la reproduction asexuée ?
A. Une reproduction rapide.
B. Une grande diversité génétique.
C. Pas besoin d’un partenaire.
D. Faible investissement des ressources dans la progéniture.

2. Lequel des événements suivants n’a PAS été causé par une faible diversité génétique due à la reproduction asexuée ?
A. La famine irlandaise de la pomme de terre
B. La disparition de la banane Gros-Michel
C. La peste noire en Angleterre
D. A et B

3. Laquelle des affirmations suivantes n’est PAS vraie pour la reproduction asexuée ?
A. Certains organismes ne peuvent effectuer une reproduction asexuée que parce que leur génétique ne permet pas l’existence de mâles sains.
B. Certains organismes peuvent effectuer à la fois une reproduction sexuée et asexuée.
C. Elle est utilisée par une variété d’organismes, y compris toutes les bactéries et certaines plantes, animaux, et champignons.
D. Elle est utilisée uniquement par les organismes unicellulaires.