Un sexe amovible, une arme de compétition spermatique

Savez-vous pourquoi les chimpanzés ont, proportionnellement à leur corps, des testicules plus gros que ceux des gorilles ? Parce que chez les premiers, une femelle peut s’accoupler avec plusieurs mâles, alors que chez les seconds, les femelles se reproduisent le plus souvent avec un seul mâle. C’est un exemple d’adaptation morphologique liée à la compétition spermatique. L’idée est que la rivalité entre mâles pour assurer la transmission de ses gènes à la descendance existe avant l’accouplement, pendant l’acte, mais également après, à l’intérieur même de la femelle ! Les chimpanzés ont de gros testicules pour produire une grande quantité de sperme afin de diluer celui des rivaux.

Cette guerre post-accouplement a conduit à la sélection de nombreuses stratégies dont certaines sont très… ingénieuses, voire perverses. Quelques exemples avant d’en arriver à la bestiole du jour.

Chez les agrions, des insectes proches des libellules et connus sous le nom de demoiselles, le pénis est une sorte de goupillon qui « nettoie » les voies génitales des femelles et ôte le sperme des précédents mâles.

La demoiselle Coenagrion puella. © Sylfred

Autre stratégie, plutôt efficace : faire durer l’accouplement, afin de laisser le temps aux spermatozoïdes de féconder les ovules de la femelle. C’est ce que font certains phasmes, tel Necroscia sparaxes, qui peut rester dans la femelle près de… 80 jours.

Un phasme mâle de la famille des Necrosciinae. © B. Kneubuehler

La mouche Drosophilia bifurca a choisi une autre option : les mâles produisent des spermatozoïdes de six centimètres de longueur, soit 30 fois la longueur de l’individu ! La cellule empêcherait ainsi le passage à d’autres spermatozoïdes.

Un mâle Drosophilia bifurca et son spermatozoïde géant enroulé autour de l’insecte. © S. Pitnick

A ce stade, plusieurs questions se posent. D’abord, la femelle participe-t-elle à cette compétition spermatique ? La réponse est oui. Chez les insectes, les femelles contrôleraient l’ouverture et la fermeture des spermathèques (les réceptacles à la semence mâle) afin de privilégier tel ou tel mâle. Autre interrogation, l’espèce humaine est-elle au-dessus de ces contingences ? Non, le gland, dont la taille est « surdimensionnée » par rapport à celle de la verge remplirait le même rôle que le goupillon chez les agrions !

Au Japon, en 1936, un fait divers pourrait illustrer une stratégie compétition spermatique chez les humains mettant en scène une femme. Sada Abe, geisha devenue prostituée puis servante, fut arrêtée après plusieurs jours d’errance avec le sexe de son amant Kichizo. L’affaire inspira le réalisateur Nagisa Oshima qui en tira L’Empire des sens, film présenté au Festival de Cannes en 1976. Voici la bande annonce :

L’homme avait été mutilé, car chez les humains le sexe n’est pas amovible. En revanche, chez la limace de mer Chromodoris reticulata, le pénis est détachable et abandonné après la copulation. L’équipe de Ayami Sekizawa, de l’Université d’Osaka, a en outre montré qu’un nouvel organe est disponible en 24 heures !

Chromodoris reticulata est un nudibranche qui vit sur les fonds rocheux des côtes Ouest de l’océan Pacifique, notamment près des îles nippones Honshu et Ryukyu. Long d’environ six centimètres et couvert de motifs réticulés rougeâtres, le mollusque se nourrit d’éponges.

Une limace de mer Chromodoris reticulata. © A. de Bock

Quand vient la saison des amours, du printemps au début de l’été, deux individus s’accouplent. Précisons qu’à l’instar des escargots, ils sont hermaphrodites, et ce de façon simultanée, c’est-à-dire que les organes mâles et femelles sont fonctionnels au même moment. Lors de l’acte, qui dure d’une dizaine de secondes à quelques minutes, le pénis de l’un pénètre dans l’orifice femelle de l’autre, et vice-versa. Jusque-là, rien que de très ordinaire.

Les biologistes nippons ont observé qu’ensuite, l’organe mâle est abandonné, en l’occurrence sur le fond de l’aquarium du laboratoire. Enfin, et ce fut une surprise, 24 heures après, les animaux disposaient de nouveaux organes mâles ! Par quel mécanisme ?

L’examen anatomique a révélé que la limace dispose d’un sexe mâle très long dont une grande partie est enroulée en spirale dans le corps. Ainsi, elle se débarrasse d’une première partie après l’accouplement initial, puis « extrude » un deuxième segment de l’organe. Elle peut encore renouveler l’opération une seconde fois. Étonnamment, le niveau de différenciation des cellules varie au long du pénis entier : celles de la zone spiralée sont encore immatures, tandis que celles de la partie distale, à l’extérieur de l’animal, sont spécialisées. La différenciation se ferait à mesure que l’organe est renouvelé.

Autre caractéristique, le pénis (dans sa zone mature) est hérissé de petites épines, dirigées vers l’arrière à la façon d’un harpon. À quoi servent-elles ? Selon A. Sekizawa et ses collègues, le premier rapport serait l’occasion d’expulser les spermatozoïdes recueillis par le partenaire lors d’une copulation antérieure avec un rival. De la sorte, un individu s’assure que seules ses cellules sexuelles, transmises lors d’un deuxième voire troisième rapport, féconderont les ovules du partenaire. Un bel exemple de compétition spermatique qui passe par une mutilation.

Deux Chromodoris reticulata s’accouplent (a et b) en s’introduisant mutuellement leur pénis qu’ils abandonnent ensuite (c et d). L’extrémité de cet organe, où une masse se spermatozoïdes est attachée (sp), est gonflée et hérissée d’épines (e) où les cellules sexuelles sont enchevêtrées (f). Les flèches blanches et noires indiquent le sens d’introduction dans l'orifice femelle du partenaire. © A. Sekizawa et al.

Chromodoris reticulata n’est pas le seul cas d’espèce animale où le pénis est abandonné (on observe ce phénomène chez certaines araignées, des limaces terrestres et des escargots aquatiques), mais ce serait la première fois que l’on met en évidence une régénération. On peut alors imaginer une suite à L’Empire des sens, après régénération de l’organe coupé !

Pour en savoir plus sur la limace Chromodoris reticulata…

• A. Sekizawa et al., Disposable penis and its replenishment in a simultaneous hermaphrodite, Biology Letters, vol. 9, 20121150, 2013.

…et sur les autres exemples de compétition spermatique

• S. Wigby et T. Chapman, Sperm competition, Current Biology, vol. 14, pp. R100-R103, 2004.
• J. Andersson et al. Sexual Cooperation and Conflict in Butterflies : A Male-Transferred Anti-Aphrodisiac Reduces Harassment of Recently Mated Females, Proceedings of the Royal Society of London (B), vol. 267, pp. 1271-1275, 2000.
• A. Cordoba-Aguilar, Male copulatory sensory stimulation induces female ejection of rival sperm in a damselfly, Proceedings of the royal society of London B, vol. 266, 1999, p. 779-784, 1999.
• T. Karr et S. Pitnick, Sperm competition : Defining the rules of engagement, Current Biology, vol. 9, pp. R787-R790, 1999.
• R. Short, Sexual selection and its component parts, somatic and genital selection, as illustrated by man and the great apes, in Advances in the Study of Behaviour, vol. 9, pp. 131-158, 1979.
• G. A. Gangrade, A Contribution to the Biology of Necroscia sparaxes Westwood (Phasmidae: Phasmida), The entomologist, vol. 96, pp. 83-93. 1963.