Une histoire naturelle de la sexualité Plus d’un milliard d’années d’évolution

Collection : Sciences & philosophie

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Qu’est-ce que la sexualité  ? Quand et comment est-elle apparue ? Quels sont les principaux traits de son évolution ? Fort de sa compétence en génétique et en biologie évolutive, Jean Génermont propose des réponses et des pistes de réflexion issues de ses propres travaux, tout en s’appuyant sur de nombreux exemples pris aussi bien chez les animaux que chez les plantes terrestres.

Jean Génermont effectue ici une étude comparative des caractéristiques de la sexualité chez les représentants actuels de diverses lignées eucaryotes. Il en ressort que la fonction ancestrale de la sexualité est d’apporter par la fécondation un accroissement de robustesse vis-à-vis des variations du milieu, dont découle la fonction de brassage génétique. À ces deux fonctions universelles s’ajoute, uniquement chez les pluricellulaires, la fonction reproductrice.

À partir de ces conclusions, Jean Génermont élabore des scénarios sur la naissance de la sexualité, initialement sans sexes  ; sur sa structuration par émergence et diversification des incompatibilités sexuelles et de la différenciation sexuelle ; sur l’acquisition de sa fonction reproductrice lors de chaque transition de l’unicellularité vers la pluricellularité.


Auteurs Jean Génermont
Titre Une histoire naturelle de la sexualité
Sous-titre Plus d’un milliard d’années d’évolution
Édition 1re édition
Date de publication Décembre 2014
ISSN 2275-9948
ISBN 978-2-919694-75-4
eISBN 978-2-919694-74-7
Support eBook PDF (hypertextualisé) ; papier
EAN13 Papier 9782919694754
Nombre de pages 376
Nombre de figures 36 figures noir et blanc
Dimensions 17 x 24 cm
Prix livre papier 23 €
Prix eBook PDF 14,99 €
Dewey 573, 576
Prologue (page 6)

Introduction (page 9), Les cellules, unités élémentaires de vie et de reproduction : un archétype, trois avatars, trois « domaines » du vivant

1] Une cellule est un édifice fondamentalement apte à se reproduire

2] Les mutations, accrocs de la reproduction à l’identique

3] Trois sortes de cellules, un même plan de fonctionnement

3.1] L’organisation cellulaire eucaryote

3.2] L’organisation cellulaire procaryote

3.3] Les trois domaines du vivant

3.4] La profonde unité du monde vivant

4] Le mystère de la partition du monde vivant en trois domaines

Chapitre 1 (page  23), À la recherche de l’essence de la sexualité

1] Les animaux ont pour la plupart une reproduction « sexuée »

1.1] La fécondation : 1 + 1 =  1 ?

Les acteurs

L’action

1.2] Le cycle de reproduction sexuée

Après la fécondation, le développement

Deux changements d’état complémentaires

1.3] La diversité des cycles de reproduction sexuée des animaux

Sexe d’un gamète, sexe d’un individu, statut sexuel d’une espèce

Quelques avatars de la fécondation et du développement

Certains animaux ont aussi une reproduction asexuée

2] Un unicellulaire doué de sexualité

2.1] L’organisme et sa reproduction asexuée

2.2] Quand le milieu se dégrade…

2.3] Comparaison à la sexualité des animaux

3] Qu’est-ce que la sexualité ?

Chapitre 2 (page  47), Une immense diversité, une fonction universelle

1] L’arbre des eucaryotes

1.1] Premier coup d’œil

1.2] Unicellularité et pluricellularité

1.3] La sexualité, caractère ancestral

2] La place de la sexualité dans la biologie de quelques espèces

2.1] Le toxoplasme (lignée des apicomplexés)

2.2] Les opalines parasites des grenouilles

2.3] Les ciliés

2.4] L’ulve ou laitue de mer (lignée des ulvophytes)

2.5] Les foraminifères

2.6] Une fougère, le polypode (lignée des plantes vertes terrestres)

2.7] Le coprin (lignée des champignons)

3] Bilan

3.1] Sexualité et reproduction

3.2] La diversité des cycles

3.3] Gain de robustesse par la fécondation, fonction universelle de la sexualité

Chapitre 3 (page  73), Divisions cellulaires, réduction chromatique et seconde fonction universelle de la sexualité

1] L’équipartition des chromosomes lors de la division cellulaire banale ou mitose

2] La méiose, première approche : le ballet des centromères

2.1] Premier acte

2.2] Deuxième acte

2.3] Une conséquence, la recombinaison entre chromosomes

3] La méiose, deuxième approche : coupé-collé sur les bras des chromosomes

3.1] Principe

3.2] Le coupé-collé, source de recombinaisons génétiques

3.3.] Erreurs de coupé-collé et mutations

4] Recombinaisons génétiques et diversification entre individus

5] Le brassage génétique, seconde fonction universelle de la sexualité

Chapitre 4 (page 87), Comment, dans un lointain passé, la sexualité est-elle née ?

1] Chez quels êtres ?

1.1] Des unicellulaires groupés en populations et soumis à la sélection naturelle

1.2] Avec quelle organisation cellulaire ?

2] La toute première ébauche de la sexualité

2.1] Des avortements de la mitose ?

2.2] Fusion cellulaire par cannibalisme  ?

2.3] De l’aptitude à la phagocytose à la fusion accidentelle entre cellules

3] Une préfiguration du cycle sexué

4] De la préfiguration à la sexualité véritable

4.1] Derniers pas vers la diploïdie

4.2] Une réduction chromatique imparfaite, en une seule division

4.3] Enfin méiose vint !

5] De la naissance de la sexualité à son omniprésence chez les eucaryotes

6] Bilan

Chapitre 5 (page 111), L’émergence de la pluricellularité et l’entrée de la sexualité au service de la reproduction

1] Des étapes vers et dans la pluricellularité chez des cousins des chlamydomonas

1.1] Un mode original (et complexe) de développement

1.2] Quelques exemples précis

1.3] Des niveaux de pluricellularité

2] Des algues vertes unicellulaires aux plantes à fleurs

2.1] De l’unicellularité à une pluricellularité très fruste

2.2] Un peu plus sophistiquée, la pluricellularité de l’ulve

2.3] Les characées

2.4] Les plantes vertes terrestres

Les mousses

Les plantes à fleurs

2.5] Une hiérarchie à nombreux grades

2.6] Interprétation évolutive de la hiérarchie

3] Les animaux, nés de parents inconnus

4] Sexualité et reproduction

4.1] L’acquisition par la sexualité de sa fonction reproductrice

4.2] Différenciation cellulaire et organes reproducteurs

5] Au-delà de la pluricellularité, vie coloniale et vie sociale

5.1] Vie coloniale et sexualité

Anémones de mer et coraux

Diversité anatomique et division du travail dans une colonie

Que dire des plantes à fleurs  ?

5.2] Vie sociale et sexualité

Histoires de famille chez les mésanges bleues

Les troupes de lions, familles recomposées

Les familles nombreuses des abeilles

6] Quelques commentaires généraux

Chapitre 6 (page 151), Incompatibilité sexuelle et différenciation sexuelle : un scénario et son illustration dans la « lignée verte »

1] Un scénario d’émergence d’une incompatibilité sexuelle

1.1] Une ébauche : incompatibilité présexuelle

1.2] La méiose entre en scène  : un problème et sa résolution

2] Incompatibilité et différenciation sexuelles chez Chlamydomonas reinhardtii et ses cousins pluricellulaires

3] Évolution de l’incompatibilité et de la différenciation sexuelles chez les plantes terrestres

3.1] Mousses et fougères : différenciation sexuelle en phase haploïde

Incompatibilités et différenciation sexuelles primaires et secondaires

De la séparation des sexes à l’hermaphrodisme

De l’hermaphrodisme à la séparation des sexes : le retour

3.2] La différenciation sexuelle envahit le diplonte

Pas très différente d’une fougère, une sélaginelle

Différenciation sexuelle entre pièces florales

La différenciation sexuelle est contagieuse

La fécondation chez les plantes à fleurs

Incompatibilités sexuelles chez les plantes à fleurs

L’incompatibilité sexuelle est parfois contournée

Chapitre 7 (page 175), Différenciation sexuelle et incompatibilités sexuelles chez les animaux

1] De la genèse des gamètes à la fécondation : différenciation structurale et différenciation sexuelle

1.1] Des cellules germinales dispersées dans l’organisme

1.2] Organes reproducteurs clos et leurs annexes dans une lignée emblématique

Annélides et mollusques : de proches parents

Les annélides polychètes : esquisse de deux tendances évolutives

Moins d’organes génitaux, plus de complexité  : lombrics et sangsues

Un cas extrême, l’escargot

Bilan, avec comparaison aux plantes vasculaires

1.3] Grenouille, mésange et souris, une comparaison instructive

La grenouille rousse

La souris domestique

La mésange bleue

Bilan

1.4] Les caractères sexuels secondaires

Armes, ornements, outils sexuels

La sélection sexuelle

Il y a aussi des mâles vraiment discrets

2] Les incompatibilités sexuelles

2.1] Déterminisme chromosomique du sexe

Espèce humaine et autres mammifères

La drosophile

Les oiseaux

Généralisation

Déterminisme chromosomique du sexe sans chromosomes sexuels

2.2] Déterminisme « environnemental » du sexe

Le sexe des tortues…

… et celui de la bonellie

2.3] Les changements de sexe

Valse des sexes dans les lagons

Histoires de mollusques

2.4] Hermaphrodisme simultané et incompatibilité sexuelle

L’autofécondation est le plus souvent impossible…

… mais il y a des exceptions…

… et de fausses exceptions

Chapitre 8 (page 229), Quand la sexualité se dégrade… ou se perd

1] La parthénogenèse cyclique

1.1] Le cas des pucerons

1.2] Autres exemples

1.3] Bilan

2] Des lignées animales sans mâles, à parthénogenèse indéfinie

2.1] Des mollusques américains illustrent la situation la plus simple, plutôt rare

2.2] Plus compliqué, la parthénogenèse alliée à la polyploïdie

2.3] Autre complication : parthénogenèse associée à hybridation entre espèces

2.4] La très complexe histoire des lézards américains Aspidoscelis

3] Autres modes dégradés de reproduction sexuée chez des animaux

3.1] La gynogenèse, une parthénogenèse déclenchée grâce à un mâle

3.2] L’hybridogenèse

3.3] Une antigynogenèse, l’androgenèse

4] Les dégradations de la reproduction sexuée des plantes à fleurs

4.1] Qu’est-ce qu’une graine  ? Comment se forme-t-elle  ?

4.2] Une plante parthénogénétique

4.3] La multiplicité des modes de reproduction du millepertuis

4.4] Généralisation et discussion

5] Origines des modes dégradés de reproduction sexuée

5.1] Des reproductions presque toujours clonales

5.2] Des gamètes diploïdes

5.3] Parthénogenèse et gynogenèse accidentelles

5.4] Du double accident bénéfique à la parthénogenèse facultative, puis systématique

5.5] Hybridation entre espèces et genèse de modes dégradés de reproduction sexuée

5.6] Dégradations de la reproduction sexuée et polyploïdie

6] Pertes de la reproduction sexuée

7] Avenir évolutif des dégradations ou pertes de la reproduction sexuée

7.1] La règle : un avenir plutôt sombre

7.2] Une exception remarquable

8] Des fantaisies de l’évolution ?

Chapitre 9 (page 267), Des recombinaisons génétiques sans véritable sexualité

1] Pléthore de voies de recombinaison entre procaryotes

1.1] Capture d’ADN en liberté dans l’habitat

1.2] Transfert de matériel génétique par contact direct entre cellules

1.3] Et les virus s’en mêlent

1.4] De la recombinaison au brassage génétique

2] Du partenariat à la domestication d’unicellulaires chlorophylliens

2.1] Les coraux constructeurs de récifs

2.2] Des ciliés verts  !

2.3] Un endosymbiote bien dégradé

2.4] Un endosymbiote donneur de gènes

2.5] Interprétation évolutive des associations à endosymbiotes chlorophylliens

2.6] Et l’endosymbiote devint chloroplaste  !

2.7] Valses de chloroplastes  !

3] Endosymbiotes non chlorophylliens

3.1] Des endosymbiotes qui « manipulent » la sexualité de l’hôte

Incompatibilités sexuelles dues à des endosymbiotes

Des cloportes à déterminisme du sexe plutôt spécial

Généralisation

3.2] Comment se nourrir de sève  ? Encore des histoires de pucerons !

3.3] L’origine symbiotique des mitochondries

4] Transferts horizontaux chez les eucaryotes

4.1] Transferts horizontaux et succès évolutifs

4.2] Transferts horizontaux artificiels : organismes génétiquement modifiés

5] La recombinaison génétique, aussi ancienne que la vie ?

6] Faut-il redéfinir la sexualité ?

Chapitre 10 (page 301), De la robustesse de l’ancrage à la versatilité des finitions, les trois temps de l’édification de la sexualité moderne

1] Fondations

2] Architecture

2.1] L’alternance des phases haploïde et diploïde

2.2] Incompatibilité sexuelle

2.3] Aux origines de la différenciation sexuelle

3] Finitions (1) : sexualité et adaptations au parasitisme

3.1] Parasites unicellulaires

3.2] Parasites animaux

4] Finitions (2) : la rencontre des gamètes et ses suites chez les animaux

4.1] Quand les gamètes doivent se rencontrer en pleine eau

4.2] Le cas des épinoches

Préliminaires à la reproduction

Parade nuptiale

Après la fécondation

Sexualité et spéciation

4.3] Tenants et aboutissants de la rencontre des gamètes des mammifères

À titre de référence, quelques aspects de la biologie sexuelle humaine

Le cerf

Le lapin de garenne

L’éléphant de savane d’Afrique

Commentaires et éléments de généralisation sur le rapprochement sexuel

Par-delà la rencontre des gamètes, l’adaptation au cycle saisonnier

Sélection sexuelle

4.4] La diversité des stratégies sexuelles

Le petit coq de bruyère

Le chant des cigales

D’un papillon à un autre, c’est le jour et la nuit  !

Les bals des lampyres

Généreux mâles  !

Donateur ou victime  ? Entretenue ou meurtrière  ?

Des mâles qui protègent leur progéniture

Des mâles qui protègent leurs gamètes

5] Finitions (3) : la pollinisation chez les plantes à fleurs

5.1] Les orchidées ont besoin d’aides à la procréation

Le type floral « orchidée »

Orchidées « décevantes »

Le cas du vanillier

Des champignons discrets, mais incontournables

5.2] Pollinisation et chauves-souris

6] Bilan

Epilogue (page 365)

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