Génétique de l’attraction : le choix du partenaire chez les mouches des fruits

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Drosophila melanogaster est un organisme modèle courant pour l’étude de la
Drosophila melanogaster est un organisme modèle courant pour l’étude de la sélection sexuelle et de l’évolution. (Image : Pixabay)
Biologie de l’évolution

Qualité génétique ou compatibilité génétique ? A quoi les mouches des fruits femelles accordent-elles plus d’importance lors de leur accouplement ? Des chercheurs de l’Université de Zurich montrent que les deux facteurs sont importants à différents stades du processus de reproduction et que les femelles utilisent des stratégies ciblées pour contrôler la condition physique de leur progéniture.

Les mouches des fruits femelles qui aiment se reproduire sont confrontées à un choix difficile : s’accouplent-elles avec le mâle qui possède les meilleurs gènes ou avec celui dont les gènes correspondent le mieux aux leurs ? Des biologistes évolutionnistes de l’Université de Zurich et de l’Université Concordia se sont penchés sur cette question dans le cadre d’une étude, car : ’Les processus qui sous-tendent le choix du partenaire influencent l’évolution des caractéristiques sexuelles masculines et donc la variation au sein d’une population - et pas seulement chez les mouches’, explique Stefan Lüpold, professeur à l’UZH.

Des spermatozoïdes fluorescents révèlent le processus de reproduction

La mouche du vinaigre Drosophila melanogaster est un organisme modèle courant pour l’étude de la sélection sexuelle et de l’évolution. Chez cette espèce, les femelles ne peuvent compter sur aucun soutien direct de la part de leurs partenaires de reproduction, que ce soit en termes de nourriture ou de soins parentaux. Cependant, en choisissant leur partenaire, elles influencent la condition physique de leur progéniture, notamment leur survie, leur croissance et leur reproduction.

L’équipe de recherche de Stefan Lüpold a fait concourir des mouches des fruits mâles pour obtenir les faveurs des femelles. Les concurrents se distinguaient d’une part par la qualité de leurs gènes et d’autre part par leur compatibilité génétique avec la femelle cible. A l’aide de spermatozoïdes marqués par fluorescence, les chercheurs ont suivi l’ensemble du processus de reproduction : depuis les spermatozoïdes dans le tractus génital de la femelle jusqu’aux résultats de la paternité.

Pré-sélection lors de l’accouplement, réajustement lors du stockage des spermatozoïdes

Il s’est avéré que les deux facteurs - la qualité des gènes masculins ainsi que leur compatibilité avec les gènes féminins respectifs - influencent la reproduction. Leur importance varie en fonction du stade de reproduction. Ainsi, les mâles possédant des gènes de haute qualité ont en principe plus de chances de réussir leur accouplement. Les femelles s’accouplent cependant de manière routinière avec plusieurs mâles et expulsent une partie des spermatozoïdes qu’elles ont ingérés après l’accouplement. De cette manière, elles peuvent influencer les spermatozoïdes les plus susceptibles d’être fécondés, même après l’accouplement proprement dit.

Cette éjection de sperme semble être retardée lorsqu’un mâle présente une meilleure qualité génétique ou une plus grande compatibilité génétique avec la femelle que son prédécesseur. Les spermatozoïdes préférés ont ainsi plus de temps pour atteindre les organes de stockage et évincer les spermatozoïdes des rivaux qui y sont déjà stockés. L’interaction complexe de ces processus se répercute finalement sur le résultat de la paternité.

Une combinaison habile de la qualité et de la compatibilité des gènes

’Nos résultats indiquent que les femelles mouches des fruits utilisent des critères différents à chaque étape du processus de reproduction pour influencer le résultat de leur activité d’accouplement’, explique Stefan Lüpold, dernier auteur de l’étude. En choisissant leurs partenaires, elles peuvent présélectionner la qualité des gènes, puis s’assurer que les mâles les plus compatibles sont sélectionnés en expulsant ou en stockant des spermatozoïdes. Cette étude offre de nouvelles perspectives sur les mécanismes et les conséquences du choix d’un partenaire, selon Lüpold : Elle nous aide à mieux comprendre comment les gènes sont transmis, comment la variation génétique est maintenue au sein des espèces et, en fin de compte, comment de nouvelles espèces apparaissent".

Littérature :

Hayat Mahdjoub, Rassim Khelifa, Jeannine Roy, Sonja H. Sbilordo, Valérian Zeender, Jhoniel Perdigón Ferreira, Natalia Gourgoulianni, Stefan Lüpold : Interplay between male quality and male-female compatibility across episodes of sexual selection. Science Advances 9 : adf5559. 29 septembre 2023, DOI : 10.1126/sciadv.adf5559