Hermaphrodites séquentiels : Protandres, Protogynes ou bidirectionnels sériels ?

Mai 16, 2021
admin

Selon la formulation initiale de Ghiselin , ‘Supposons que les fonctions reproductives d’un sexe soient mieux remplies par un petit animal, ou celles de l’autre sexe par un grand. Un animal qui, en grandissant, adopterait le sexe le plus avantageux pour sa taille actuelle augmenterait ainsi son potentiel de reproduction ». En termes simples, il serait avantageux pour un poisson de changer de sexe lorsque les avantages reproductifs de l’autre sexe l’emportent sur ceux de l’actuel, surtout si la fécondité sexuelle est directement corrélée à la taille ou à l’âge d’un poisson.

Cela peut sembler bien compliqué, mais ce n’est qu’une brève compréhension dans le monde de l’hermaphrodisme. Pour un regard plus complet, l’article sur les « Perspectives évolutives sur l’hermaphrodisme chez les poissons » par J.C. Avisea et J.E. Mankb est un merveilleux endroit pour commencer, et est fortement référencé ici. Pour en revenir au sujet, l’hermaphrodisme séquentiel se présente sous trois formes principales. La protogynie, dans laquelle une espèce commence sa vie en tant que femelle et est capable de se changer en mâle à un stade ultérieur ; la protandrie, l’opposé de la protogynie, dans laquelle une espèce commence sa vie en tant que mâle et peut plus tard passer à une femelle ; et le changement de sexe bidirectionnel en série, dans lequel une espèce est capable de passer d’un mâle à une femelle.

Cirrhilabrus jordani
Cirrhilabrus jordani, comme tous les autres de son genre, est un hermaphrodite protogyne capable de changer de sexe de la femelle au mâle.

Hermaphrodites protogynes

La première forme d’hermaphrodisme, appelée hermaphrodite protogyne (proto -premier, gyno -femelle), est la plus commune et la plus répandue des trois types. Il est largement connu chez les Labridae, ainsi que chez de nombreux autres poissons de récif, dont les Pomacanthidae et les Serranidae. Chez les hermaphrodites protogynes, les espèces sont capables de changer de sexe, passant de femelles à mâles, ce qui est censé être favorable à l’évolution lorsque la production reproductive des mâles l’emporte sur celle des femelles. En d’autres termes, un mâle est plus fort et peut avoir plus de rapports sexuels, et cette théorie soutient donc l’évolution des hermaphrodites protogynes. En tant que tel, l’hermaphrodisme protogyne est souvent observé chez les poissons qui affichent un mode de vie haremique, où la plupart de la reproduction est dictée et contrôlée par un grand mâle dominant.

En prenant Cirrhilabrus comme exemple, les femelles et les mâles en phase initiale (IP) sont souvent plus petits, ternes et moins voyants que les grands mâles en phase terminale (TP). Les mâles IP sont des mâles primaires ou satellites qui sont nés en tant que mâles, tandis que les mâles TP sont des mâles secondaires qui proviennent de femelles ayant changé de sexe. Dans un harem de Cirrhilabrus, les mâles TP sont les mâles les plus brillants et les plus colorés qui monopolisent la plupart des droits de reproduction. Prenez note que si Cirrhilabrus est un exemple d’hermaphrodites protogynes, c’est un genre diandrique où les mâles ne sont pas exclusivement issus des femelles.

Genicanthus watanabei
Un Genicanthus watanabei mâle présentant une coloration principalement masculine, avec une infime quantité de traits féminins sur son front.

Dans les genres monandriques tels que Centropyge et Genicanthus, les mâles sont exclusivement dérivés des femelles. C’est-à-dire qu’il n’existe pas de poisson né mâle. Tous les poissons des genres monandriques sont nés femelles, et quand le besoin s’en fait sentir, ils sont capables de se transformer en mâles. Ceci est différent de Cirrhilabrus où les mâles IP et les mâles TP sont présents. Indépendamment des hermaphrodites protogynes monandriques ou diandriques, la base du changement de sexe est la même.

Lorsque le mâle terminal et dominant est retiré du harem, la femelle suivante la plus agressive de la lignée changera de sexe pour prendre sa place. Toutes les espèces hermaphrodites protogynes femelles possèdent des cellules germinales pour les deux organes sexuels, et lorsque la situation sociale exige un changement de sexe, elles sont capables de supprimer les gonades femelles à la place du développement pour les mâles. La production de testostérone supprime les gonades femelles et alimente le développement des organes sexuels mâles et des caractères secondaires. Chez les espèces sexuellement dimorphiques et dichromatiques, ce changement est évident à l’extérieur, avec un développement accru des caractéristiques secondaires liées au mâle, telles que les couleurs, le finnage et d’autres traits que l’on ne trouve pas chez les femelles.

G. semifasciatus changeant
Exemple de Genicanthus semifasciatus subissant un changement de sexe de femelle à mâle. Photos dans le sens des aiguilles d’une montre en partant du haut à gauche par Kenyu, croissant island, zukan et croissant island.

Ci-haut, un exemple de Genicanthus semifasciatus subissant un changement de sexe. Tous les Genicanthus sont sexuellement dichromatiques, et donc le processus de changement de sexe est facilement documenté sur la base des attributs physiques. Les femelles sont principalement non marquées, sans couverture branchiale, masque et lobes caudaux noirs. Les mâles sont rayés verticalement à mi-chemin du corps, et en échange des marques noires du visage et de la queue, ils obtiennent à la place un masque jaune qui court le long des limites des rayures verticales. Au cours du processus de changement, une séquence de changements de couleur simultanés se produit, par laquelle le poisson perd des caractéristiques femelles et gagne des caractéristiques mâles en même temps. Au niveau interne, les organes sexuels mâles se développent également. Dans des genres comme Centropyge où le dichromatisme sexuel n’est pas si évident, assister à la transformation et donc sexer l’espèce est un peu plus délicat.

P. calloura
Tous les Pseudanthias sont des hermaphrodites protogynes séquentiels, et comme cette femelle P. calloura, sont capables de changer de sexe lorsque la situation se présente.

Ce changement peut prendre aussi peu que 2 à 3 semaines, et pendant ce temps, la femelle qui change continue à exprimer sa dominance jusqu’à ce que le changement soit prêt. À ce moment-là, le mâle maintenant pleinement fonctionnel peut assumer les privilèges de reproduction. Il est à noter que dans les aquariums, le changement n’est parfois pas complet, ou dans d’autres cas, les mâles terminaux peuvent perdre certaines de leurs couleurs et acquérir un peu de traits féminins. Une théorie pour soutenir cela est que dans la nature, les mâles maintiennent un système d’accouplement de type lek ou harem avec de nombreuses femelles sous leur contrôle. En aquarium, la même stimulation sexuelle n’est pas facile à reproduire, et les grands mâles ont souvent du mal à maintenir leur coloration, et la perdent partiellement, ou restent coincés dans une zone de transition mâle-femelle. De grands aquariums avec plusieurs femelles peuvent s’avérer efficaces pour maintenir un mâle pleinement fonctionnel.

Certains exemples populaires d’hermaphrodites protogynes que nous voyons régulièrement en tant qu’aquariophile incluent les poissons du genre Thalassoma, Halichoeres, Cirrhilabrus, Paracheilinus, Pseudojuloides, Pseudocoris, Macropharyngodon, Anampses, Genicanthus, Centropyge, Pseudanthias, Gobiosoma, Corphopterus, etc. Remarquez que la majorité d’entre eux sont issus de la famille des labres, des poissons-anges et des anthias. Invariablement, il y en a beaucoup plus.

Amphiprion chrysogaster
Amphiprion chrysogaster comme tous les poissons-clowns, sont des hermaphrodites protandres.

Hermaphrodites protandres

La deuxième forme d’hermaphrodisme est appelée hermaphrodite protandre (proto -premier, andreux -mâle), et est très nettement plus rare que la précédente. Chez les espèces hermaphrodites protandres, les femelles sont issues de mâles ayant changé de sexe. Chez les poissons de récif, les hermaphrodites protandres les plus connus sont les poissons-clowns, qui comprennent toutes les espèces des deux seuls genres Amphiprion et Premnas.

Comme l’inverse des hermaphrodites protogynes, les hermaphrodites protandres commencent leur vie en tant que mâles, et lorsque la pression sociale l’impose, sont capables de changer de sexe pour devenir des femelles pleinement fonctionnelles. Dans le scénario typique du poisson-clown, une grande femelle vit normalement avec plusieurs mâles et des juvéniles, l’inverse des hermaphrodites protogynes. Cela rendrait le film « Finding Nemo » truffé d’inexactitudes scientifiques, car au lieu d’emmener son fils partout dans l’océan après que sa femme ait été dévorée par un barracuda, Marlin se serait associé à un autre mâle et aurait ensuite changé de sexe. Peut-être que falsifier des informations scientifiques au nom d’un sujet controversé sur le changement de sexe n’est pas une mauvaise idée après tout, surtout avec un groupe cible destiné aux enfants de dix ans.

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Gobiodon okinawae s’occupant des œufs. Les Gobiodon sont des hermaphrodites bidirectionnels en série bien connus. Photo de Yoshi Hirata.

Hermaphrodites bidirectionnels sériels

C’est une forme unique et peu commune d’hermaphrodisme observée chez certains poissons de récif. Si de nombreuses espèces sont capables de changer de sexe, la plupart ne le font qu’une seule fois dans leur vie. Les changeurs de sexe sériels bidirectionnels peuvent passer de l’un à l’autre, en fonction de la situation. Dans le modèle de « risque de déplacement » proposé par Nakashima et al. 1996 et Munday et al. 1998, la pression de prédation sur les récifs rend les déplacements pour la sélection des partenaires très risqués et dangereux, en particulier pour les espèces de petite taille et faiblement distribuées comme les gobies. Il serait donc avantageux pour les individus sédentaires de changer de sexe lorsque le besoin s’en fait sentir, par exemple lorsqu’un partenaire meurt ou lorsque le sex-ratio est fortement orienté vers un sexe spécifique. Gobiodon est un genre bien étudié pour l’hermaphrodisme bidirectionnel à changement de sexe.

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Une photo spectaculaire montrant une paire d’Hypoplectrus indigo frayant entre eux, tour à tour. H. indigo est un exemple d’hermaphrodite synchrone. Photo de Luiz Rocha.

Hermaphrodites synchrones

Voici une forme supplémentaire d’hermaphrodisme en bonus avant de terminer. Les hermaphrodites synchrones se rencontrent chez relativement peu d’espèces, et sont capables de produire simultanément des gamètes mâles et femelles. Cette forme d’hermpahroditisme est observée le plus souvent chez les Serranidae et les Gobiidae. Hypoplectrus indigo est une espèce qui présente le style standard d’accouplement par croisement. Avant la fécondation, deux individus se mettent en couple pour un processus appelé échange d’œufs, qui comprend trois étapes.

a) les deux poissons emballent leurs œufs dans des paquets

b) la parade nuptiale est initiée par l’individu qui libère son paquet en premier, et

c) les partenaires libèrent à tour de rôle un paquet d’œufs toutes les quelques minutes et fécondent extérieurement le paquet libéré par le partenaire. Cela se poursuit jusqu’à ce que les deux individus se soient fécondés l’un l’autre.

Cette forme d’accouplement permet à deux individus quelconques de se réunir pour s’accoupler et assurer la continuation de leur lignée. Ceci est particulièrement utile pour les espèces qui ont une faible densité de population.

Nous espérons que vous avez trouvé cet article informatif, et intéressant. Les poissons de récifs ont évolué de nombreuses façons de contrecarrer les pressions liées au frai et à la sélection des partenaires, et cela se répercute également sur ceux en captivité. La prochaine fois que vous serez tenté d’acheter deux Genicanthus mâles, arrêtez-vous et réfléchissez. Ce que vous voulez vraiment, c’est plus de femelles.

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