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

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)