Avant d'étudier le développement d'un embryon, il faut comprendre comment les animaux se reproduisent. Ce chapitre oppose la reproduction asexuée (multiplication sans gamètes) à la reproduction sexuée (méiose, gamètes, fécondation), puis présente les modalités de développement et les exceptions à la règle. C'est le socle de toute la partie embryologie et une source classique de questions de définitions à l'examen.
1. La reproduction asexuée
La reproduction asexuée est la capacité d'un organisme à se multiplier seul, sans partenaire et sans fusion de gamètes. Le nouvel individu est génétiquement identique au parent : c'est un clone. Elle repose uniquement sur la mitose et se confond avec la division cellulaire chez les Protozoaires. Chez les Métazoaires, elle est fréquente chez les groupes dits inférieurs : bourgeonnement chez l'Hydre et les Éponges, scissiparité (division du corps en deux) chez certaines Anémones, fragmentation suivie de régénération chez les Planaires et certaines Étoiles de mer.
Son avantage est la rapidité : un seul individu suffit pour coloniser un milieu favorable. Sa limite est génétique : sans brassage, la descendance ne varie pas, ce qui empêche l'adaptation à un milieu changeant. Cette faiblesse explique le succès évolutif de la reproduction sexuée, qui domine chez les végétaux supérieurs et devient exclusive chez les Arthropodes et les Vertébrés. Chez de nombreux Invertébrés, les deux modes alternent selon la saison ou les conditions du milieu.
2. La reproduction sexuée
La reproduction sexuée fait intervenir deux cellules spécialisées et haploïdes, les gamètes, produits par la méiose dans des organes spécialisés, les gonades : le testicule produit les gamètes mâles (spermatozoïdes), l'ovaire produit les gamètes femelles (ovocytes). La fusion des deux gamètes, ou fécondation, rétablit la diploïdie et forme le zygote. La méiose réduit de moitié le stock chromosomique et assure le brassage génétique (brassage intrachromosomique par crossing-over, brassage interchromosomique par répartition aléatoire des chromosomes homologues).
Selon la répartition des sexes, on distingue le gonochorisme (testicules et ovaires portés par des individus distincts, mâles et femelles : cas le plus fréquent) et l'hermaphrodisme (les deux gonades chez le même individu, comme l'Escargot ou le Ver de terre ; l'autofécondation reste rare). Selon la morphologie des gamètes, on parle d'isogamie quand les gamètes mâle et femelle sont identiques, et d'anisogamie quand ils diffèrent ; l'oogamie est le cas extrême où un petit gamète mobile féconde un gros gamète immobile riche en réserves, situation générale chez les Métazoaires.
3. Les modalités de développement
La fécondation se fait toujours en milieu aqueux. Elle est externe dans l'eau chez la plupart des espèces aquatiques (Oursin, Poissons, Amphibiens) et interne, dans les voies génitales femelles, chez tous les Vivipares et tous les Ovipares terrestres (Insectes, Reptiles, Oiseaux). Selon le lieu de développement de l'œuf, on distingue quatre modes : l'oviparité (développement de l'œuf pondu hors de l'organisme maternel : Insectes, Amphibiens, Oiseaux), la viviparité (développement dans l'organisme maternel avec relations fœto-maternelles par un placenta : Mammifères), l'ovoviviparité (œuf indépendant mais incubé et éclos dans le corps maternel : Requins, Guppy, Boa) et la paraviviparité (œuf pondu puis repris et incubé dans une cavité du corps d'un parent : Hippocampe).
Le développement post-embryonnaire est direct quand le jeune ressemble à l'adulte et ne subit que des changements quantitatifs (Homme, Oiseaux), et indirect quand une larve très différente de l'adulte subit une métamorphose, discrète (Criquet) ou radicale (chenille → papillon, têtard → grenouille).
4. Les exceptions de la reproduction sexuée
Trois altérations de la fécondation ou du développement constituent des exceptions à la règle. La parthénogenèse est le développement d'un ovule en organisme viable sans participation du spermatozoïde ; elle existe chez de nombreux Arthropodes, certains Lézards et le Dindon, et peut être obligatoire, cyclique (alternance avec une phase sexuée) ou facultative. On la classe selon le sexe des descendants : thélytoque (uniquement des femelles, Phasme Carausius morosus), arrhénotoque (uniquement des mâles : chez l'Abeille, les œufs non fécondés donnent des mâles haploïdes) et deutérotoque (les deux sexes). La gynogenèse (ou pseudogamie) est le développement d'un œuf activé par un spermatozoïde sans amphimixie, donc sans apport du génome paternel : c'est le mode de reproduction de certaines espèces unisexuées de Poissons et d'Amphibiens. La polyembryonie enfin est la production de plusieurs embryons à partir d'un seul œuf fécondé, comme chez le Tatou ou les vrais jumeaux humains.
Séparation des sexes : les gonades mâles et femelles sont portées par deux types d'individus distincts. C'est la situation la plus fréquente chez les Métazoaires, par opposition à l'hermaphrodisme.
Développement d'un gamète femelle non fécondé en un individu complet, indépendamment de tout spermatozoïde. Chez l'Abeille, elle produit les mâles (faux-bourdons) haploïdes.
| Reproduction asexuée | Reproduction sexuée | |
|---|---|---|
| Division impliquée | Mitose | Méiose puis fécondation |
| Gamètes et gonades | Non | Oui (testicules, ovaires) |
| Descendance | Clones identiques au parent | Individus génétiquement variés |
| Avantage | Rapide, un seul individu suffit | Adaptation aux milieux changeants |
| Exemples | Hydre, Éponges, Planaires | Arthropodes, Vertébrés (exclusive) |
Reproduction asexuée et reproduction sexuée
- Asexuée = mitose, clones, pas d'adaptation ; sexuée = méiose + fécondation, brassage génétique.
- Gonochorisme (sexes séparés) vs hermaphrodisme (deux gonades chez le même individu).
- Isogamie (gamètes identiques) vs anisogamie ; oogamie = gros ovocyte immobile + petit spermatozoïde mobile.
- Oviparité, viviparité (placenta), ovoviviparité (Requins), paraviviparité (Hippocampe).
- Parthénogenèse = sans spermatozoïde ; gynogenèse = spermatozoïde activateur sans amphimixie ; polyembryonie = plusieurs embryons d'un seul œuf.
Les QCM de la FSSM, de la FS Tétouan ou de la FP Safi portent surtout sur les définitions : ne confonds pas ovoviviparité (l'œuf éclot dans la mère, sans placenta) et viviparité (relations fœto-maternelles). Retiens les trois types de parthénogenèse avec un exemple chacun, et sache que la parthénogenèse arrhénotoque de l'Abeille donne des mâles haploïdes.