Les mâles qui font face à une concurrence plus rude pour les femelles risquent d'avoir une progéniture avec un plus grand nombre de mutations nuisibles dans leur génome que les mâles sans rivaux. Des chercheurs de l'Université d'Uppsala ont découvert cette corrélation chez les espèces de coléoptères Callosobruchus maculatus. Leur étude est publiée dans la revue scientifique Écologie et évolution de la nature.
De nombreux chercheurs travaillant dans les domaines de la biologie de la reproduction humaine et de la théorie évolutive plus générale s'y sont intéressés. L'hypothèse n'est pas nouvelle en soi mais peu d'expériences ont été menées pour la tester. C'est là que nous espérons que notre étude pourra apporter une pièce importante du puzzle. «
David Berger, Département d'écologie et de génétique de l'Université d'Uppsala
Tout comme avec les poissons, les oiseaux et les mammifères, dans le monde des insectes, plusieurs mâles s'accouplent souvent avec la même femelle. Cela conduit à une forme de sélection sexuelle dans laquelle les spermatozoïdes des mâles rivalisent pour fertiliser les ovules de la femelle. Les mâles qui produisent des spermatozoïdes plus nombreux ou plus compétitifs gagnent souvent la compétition et deviennent pères.
Des recherches menées au Département d'écologie et de génétique de l'Université d'Uppsala ont réussi à démontrer qu'une concurrence accrue entre les mâles peut entraîner un taux plus élevé de mutations nuisibles chez la progéniture.
L'ADN génomique est endommagé à chaque division cellulaire, mais ces dommages sont généralement évités ou réparés par un système de surveillance cellulaire efficace mais coûteux. La nouvelle étude montre que la production de sperme chez les mâles concurrents de l'espèce Callosobruchus maculatus, ou charançon du niébé, se fait au détriment de cette surveillance cellulaire.
Dans les expériences, les coléoptères mâles ont été exposés à des radiations afin d'endommager leur génome. Après une période de récupération, les mâles ont été autorisés à s'accoupler avec des femelles et à devenir pères. Les chercheurs ont ensuite suivi leur progéniture pour mesurer la qualité variable des générations suivantes et ont découvert que les mâles maintenus en groupe, avec le risque concomitant de compétition de sperme, avaient une progéniture avec un plus grand nombre de nouvelles mutations nuisibles que celles qui vivaient seules.
Les chercheurs à l'origine de l'étude soulignent cependant que la compétition entre hommes ne doit pas conduire à une détérioration de la santé des gènes à long terme. En effet, comme le montre également l'étude, les mâles issus de populations à forte compétition de spermatozoïdes sur plusieurs générations s'adaptent aux nouvelles conditions en produisant plus de spermatozoïdes et de progénitures plus viables que les mâles adaptés à une vie de monogamie.
«Même si l'effet direct de la compétition des spermatozoïdes est d'augmenter le nombre de mutations chez la progéniture, l'effet paradoxal à long terme de la sélection sexuelle peut être un taux de mutation plus faible», explique David Berger.
Les chercheurs à l'origine de l'étude expliquent que ces deux mécanismes jouent un rôle important dans la façon dont la variation génétique se produit et se maintient chez les espèces où les mâles rivalisent pour s'accoupler. Cela peut à son tour affecter le potentiel d'adaptation évolutive, qui dépend de la variation génétique.
La source:
Référence de la revue:
Baur, J et Berger, D. (2020) Preuve expérimentale des effets de la sélection sexuelle sur les taux de mutation dépendant de la condition. Écologie et évolution de la nature. doi.org/10.1038/s41559-020-1140-7.
