Dans une nouvelle étude révolutionnaire de l’Université Duke, des chercheurs ont découvert que non seulement des températures plus chaudes rendent les œufs de tortues plus susceptibles d’éclore en tant que femelles, mais que ces femelles peuvent également être mieux équipées pour se reproduire.
Les résultats, publiés dans la revue Biologie actuelle, expliquent pourquoi de nombreux animaux ont une détermination du sexe dépendant de la température, malgré les risques inhérents à une telle stratégie face aux fluctuations climatiques. De plus, ces découvertes pourraient également prédire l’avenir de ces espèces dans un monde qui se réchauffe rapidement.
Des résultats intrigants
L’étude a été dirigée par l’auteur principal, le professeur Blanche Capel, et le chercheur postdoctoral Boris Tezak. Selon les résultats, le nombre de «cellules germinales» ou pré-œufs qu’un embryon porte est accru par des températures d’incubation plus élevées. Curieusement, les chercheurs ont découvert que ces cellules germinales elles-mêmes contribuent à la féminisation de l’embryon.
« La détermination du sexe par la température n’est pas qu’un seul mécanisme », a expliqué le professeur Capel. « Des températures plus élevées semblent affecter la détermination du sexe de manière progressive à travers plusieurs types de cellules dans l’embryon. »
Ces cellules germinales, dans leur nombre accru, semblent alimenter le processus de féminisation, a expliqué Tezak. « Les températures qui produisent les femelles sont aussi les températures qui augmentent le nombre de cellules germinales », a-t-il déclaré.
Ce processus ne se limite pas non plus aux tortues. Le professeur Capel a souligné qu’un nombre plus élevé de cellules germinales régit également le développement des femelles chez les poissons. Pour valider leur théorie selon laquelle un plus grand nombre de cellules germinales conduit à des tortues femelles, les chercheurs ont retiré certaines cellules germinales d’embryons de curseurs à oreilles rouges incubés à une température censée produire des proportions égales de mâles et de femelles. Le résultat a été une augmentation surprenante des nouveau-nés mâles.
Développement sexuel dépendant de la température
On pense que l’énigme du développement sexuel dépendant de la température, connue des scientifiques depuis des décennies et apparente dans diverses parties de l’arbre de la vie, a évolué de diverses manières. « Il a surgi partout », a déclaré Tezak. La question se pose alors : « Pourquoi cette stratégie apparemment risquée, surtout dans le contexte des variations météorologiques et du changement climatique, persisterait-elle ?
L’équipe Duke pense que la réponse réside dans l’avantage reproductif que ce système offre. « Une femelle qui éclot avec plus de cellules germinales est probablement plus apte à la reproduction – cela augmente son potentiel de reproduction pour porter plus d’œufs », a déclaré Tezak.
« Nous avons lié la voie féminine à l’augmentation du nombre de cellules germinales, et si cela la rend plus apte à la reproduction, cela contribuerait grandement à expliquer pourquoi le développement sexuel dépendant de la température persiste. »
Alors que le réchauffement climatique continue de s’intensifier, des inquiétudes émergent quant au sort des tortues et autres reproducteurs sensibles à la température. Tezak a exprimé la nécessité d’évaluer les effets de nouvelles augmentations de température sur le pool de cellules germinales. « Est-ce que cela produira des femmes moins en forme? »
Comment la recherche a été menée
Pour enquêter, Tezak a nourri des couvées d’œufs de curseur à oreilles rouges dans un environnement contrôlé. Chaque couvée, provenant d’un éleveur de Louisiane, a été incubée dans une boîte en plastique remplie de milieu humide et maintenue à une température constante.
Un phénomène intéressant est apparu lorsque des œufs incubés à différentes températures ont été comparés. Les embryons incubés à des températures plus élevées (31 degrés Celsius, optimal pour la production de femelles) étaient sensiblement plus gros et plus actifs que ceux incubés à une température plus froide de 26 degrés Celsius, ce qui donne plus de mâles.
« Nous émettons l’hypothèse qu’il existe un ‘sweet-spot’ de température », a déclaré le professeur Capel. « Il y a une courte plage où vous obtenez un grand nombre de cellules germinales, et au-delà, vous commencez à voir des déclins. »
Cette théorie a été encore soulignée par Tezak, qui a rapporté des résultats particuliers lorsque les œufs étaient incubés à 33,5 degrés Celsius, à peine deux degrés et demi de plus que la température optimale pour les femelles. « Cela a créé des embryons vraiment bizarres – il y avait des cyclopes et des embryons à deux têtes. Nous n’avons pas encore compté leurs cellules germinales.
La recherche future
Pour étendre ses recherches, le laboratoire Capel se prépare à recevoir une livraison d’œufs d’alligator. Notamment, les alligators présentent un schéma différent de détermination du sexe en fonction de la température par rapport à la tortue à oreilles rouges. Ils produisent des femelles à basse température et des mâles à température élevée.
Curieusement, la basse température des alligators s’aligne sur la température élevée des tortues, ce qui conduit les deux espèces à produire des femelles à 31 degrés Celsius.
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