Des températures plus chaudes sont connues pour faire que plus d’œufs de tortues deviennent des nouveau-nés femelles, mais de nouvelles recherches de l’Université Duke montrent que ces femelles ont également une plus grande capacité de production d’œufs, avant même que leur sexe ne soit défini.
Cette découverte peut expliquer pourquoi de nombreux animaux en plus des tortues ont une détermination du sexe dépendant de la température et pourquoi le système persiste, bien qu’il semble être une stratégie risquée. Cela peut également fournir un aperçu troublant de ce qui pourrait nous arriver dans un monde qui se réchauffe.
Ce que les chercheurs ont trouvé, comme publié 23 juin le journal Biologie actuelle, est que le nombre de « cellules germinales » – pré-œufs – qu’un embryon porte est augmenté par des températures d’incubation plus élevées. En fait, ils ont découvert que ces cellules germinales elles-mêmes jouent un rôle dans la transformation de l’embryon en femelle.
« La détermination du sexe par la température n’est pas qu’un mécanisme », a déclaré l’auteur principal Blanche Capel, professeur émérite James B. Duke de biologie cellulaire à la Duke School of Medicine. « Des températures plus élevées semblent affecter la détermination du sexe de manière progressive à travers plusieurs types de cellules dans l’embryon. »
Les cellules germinales plus abondantes semblent elles-mêmes conduire à la féminisation, a déclaré Boris Tezak, chercheur postdoctoral au laboratoire Capel qui a dirigé ce projet. « Les températures qui produisent les femelles sont aussi les températures qui augmentent le nombre de cellules germinales », a-t-il déclaré.
Un nombre plus élevé de cellules germinales est également connu pour contrôler le développement des femelles chez les poissons, a déclaré Capel. Mais pour prouver que plus de cellules germinales conduisent à des tortues femelles, ils ont retiré certaines cellules germinales d’embryons de curseurs à oreilles rouges élevés à une température intermédiaire qui aurait dû donner des proportions de 50 à 50, et ont vu plus de mâles que prévu.
Les scientifiques connaissent le développement sexuel dépendant de la température depuis des décennies et l’ont trouvé dans de nombreuses parties différentes de l’arbre de la vie, apparemment parce qu’il a évolué plusieurs fois de multiples façons.
« Il a surgi partout », a déclaré Tezak. « Cela semble être une stratégie vraiment risquée, en particulier dans le contexte des variations météorologiques et du changement climatique, alors pourquoi ce système persisterait-il? »
Ils pensent que c’est parce que le développement sexuel dépendant de la température crée un avantage reproductif.
« Une femelle qui éclot avec plus de cellules germinales est vraisemblablement plus apte à la reproduction – cela augmente son potentiel de reproduction pour transporter 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 les températures mondiales continuent d’augmenter, la question devient : qu’adviendra-t-il des tortues et autres reproducteurs sensibles à la température ? « Nous examinerons comment de nouvelles augmentations de température affecteront le pool de cellules germinales », a déclaré Tezak. « Est-ce que cela produira des femmes moins en forme? »
Pour répondre à ces questions, Tezak nourrit soigneusement des couvées d’œufs de curseur à oreilles rouges obtenus auprès d’un éleveur de Louisiane dans des boîtes en plastique remplies de milieu humide et conservées à une température constante en laboratoire. Un incubateur fonctionne à 26 degrés Celsius, produisant plus de mâles. Un autre est à 31 degrés, la température optimale pour produire plus de femelles.
Lorsqu’il en sort un de chaque pour vérifier leur progression avec une lumière très vive, l’embryon qui a été incubé plus chaud est nettement plus gros et plus actif à l’intérieur de l’œuf.
« Nous émettons l’hypothèse qu’il existe un » point idéal « de la température », a déclaré 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 », a déclaré Capel.
« Nous avons incubé des œufs à 33,5 degrés, seulement deux degrés et demi de plus que la température optimale pour les femelles », a déclaré Tezak. « 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. »
Le laboratoire est également sur le point de recevoir des œufs d’alligator pour poursuivre les expériences de température. Les alligators sont connus pour produire des femelles à basse température et des mâles à haute température, à l’opposé de la tortue à oreilles rouges. Cependant, la basse température chez les alligators est la même que la température élevée chez les tortues, de sorte que les deux espèces produisent des femelles à 31 degrés Celsius. « La question intéressante est de savoir si nous voyons plus de cellules germinales chez les deux espèces à cette température », a déclaré Tezak.
Plus d’information:
B. Capel, des températures plus élevées augmentent directement le nombre de cellules germinales, ce qui favorise la féminisation des tortues à oreilles rouges, Biologie actuelle (2023). DOI : 10.1016/j.cub.2023.06.008. www.cell.com/current-biology/f … 0960-9822(23)00758-3