Le mâle a disparu. Que va-t-il se passer ?
Dans les Caraïbes, sur un récif où vivent des labres à tête bleue, un mâle dominant occupe un territoire de reproduction. Sa présence influence les comportements des autres poissons, notamment ceux des femelles qui fréquentent le secteur. Puis le mâle disparaît.
Ce qui se produit ensuite a été observé lors d'une expérience scientifique publiée en 1991. Les biologistes ont retiré des mâles dominants de plusieurs groupes et suivi les réactions des poissons restants. La réponse a été étonnamment rapide. Certaines grandes femelles ont commencé à adopter des comportements masculins quelques minutes seulement après le retrait du mâle. Des individus qui participaient auparavant à la reproduction comme femelles ont même été observés en train de frayer dans le rôle comportemental du mâle le jour même.
Pourtant, leurs organes reproducteurs n'avaient pas encore achevé leur transformation.
Le changement de coloration a commencé à apparaître dès le lendemain. Quelques jours plus tard, les différences devenaient beaucoup plus nettes. Et dans certains cas, huit jours ont suffi pour qu'une ancienne femelle produise des spermatozoïdes matures. Les chercheurs ont vérifié la transformation en examinant les gonades des poissons. Il ne s'agissait pas simplement d'une femelle qui imitait un mâle : son organisme avait changé de fonction reproductrice. Comment une information aussi simple que l'absence d'un congénère peut-elle provoquer une transformation aussi profonde ? Chez ces poissons, la fonction reproductrice peut changer au cours de la vie adulte.
Deux chemins, deux histoires
Chez certains poissons, un individu peut produire des ovules pendant une partie de son existence, puis acquérir la capacité de produire des spermatozoïdes. Chez d'autres, le parcours s'effectue dans l'autre sens.
Les biologistes parlent d'hermaphrodisme successif. Lorsqu'un poisson fonctionne d'abord comme femelle puis comme mâle, le changement est appelé protogynie. C'est le cas de nombreux labres et de certains mérous. Lorsque le poisson fonctionne d'abord comme mâle puis devient femelle, il s'agit de protandrie. Les poissons-clowns en fournissent un exemple particulièrement connu. Il existe aussi des espèces capables de changer dans les deux directions. Mais pourquoi la transformation s'effectue-t-elle vers le mâle chez certains poissons et vers la femelle chez d'autres ?
La réponse dépend en partie de la manière dont leur taille et leur organisation sociale influencent leurs possibilités de reproduction. Chez certaines espèces, un grand mâle peut féconder les œufs de plusieurs femelles. Devenir mâle après avoir grandi peut alors procurer un avantage. Chez d'autres, une grande femelle peut produire beaucoup plus d'œufs qu'une petite. Il peut être avantageux de commencer sa vie reproductrice comme mâle, puis de devenir femelle en grandissant. Cette explication, connue sous le nom de modèle de l'avantage de taille, permet de comprendre une partie de ces stratégies. Elle ne suffit cependant pas à expliquer chaque transformation : les relations sociales, la physiologie et les conditions de reproduction interviennent également. Et c'est précisément chez les poissons-clowns que le contraste avec les labres devient le plus surprenant.
Le poisson-clown qui attend son tour
Dans une anémone de mer, plusieurs poissons-clowns peuvent partager un espace très réduit. Chez les espèces bien étudiées, comme Amphiprion ocellaris, le groupe possède une hiérarchie liée à la taille. Le plus grand individu est la femelle reproductrice. Le deuxième est le mâle reproducteur. Les poissons plus petits occupent des rangs subordonnés et ne se reproduisent généralement pas. Cette organisation limite les possibilités de reproduction des individus dominés.
Mais elle possède une particularité extraordinaire : si la femelle disparaît, le mâle reproducteur peut devenir femelle. Le plus grand individu non reproducteur peut alors accéder à la fonction de mâle reproducteur. La disparition de la femelle modifie donc l'avenir reproducteur de deux poissons.
Pourtant, contrairement au labre à tête bleue, le changement ne s'accomplit pas en quelques jours. Chez Amphiprion ocellaris, les études expérimentales montrent une transformation progressive qui peut demander plusieurs mois. Une recherche publiée en 2023, portant sur des poissons élevés en captivité, a conclu qu'au moins cinq mois de cohabitation étaient nécessaires pour achever le changement de sexe dans les conditions étudiées. Pourquoi cette différence considérable avec les labres ? Une partie de la réponse se trouve dans l'organisation des gonades. Chez le mâle poisson-clown, les tissus reproducteurs comprennent une région testiculaire fonctionnelle et des tissus ovariens qui peuvent se développer. Lorsque le changement s'engage, la partie testiculaire régresse progressivement tandis que le tissu ovarien se développe. Mais les gonades ne se transforment pas seules. Le cerveau et les hormones participent également au processus. Et une découverte récente a montré que cette transformation était beaucoup moins simple qu'on ne l'imaginait.
Le comportement et le corps à des rythmes différents
Pendant longtemps, il semblait logique de penser qu'un poisson changeant de sexe modifiait progressivement son comportement, ses hormones et ses gonades dans une même direction. Les expériences ont révélé une réalité plus complexe. Chez le labre à tête bleue, le comportement masculin peut apparaître avant la transformation complète des gonades.
Chez le poisson-clown, une étude publiée en 2022 a montré presque l'inverse.
Les chercheurs ont suivi pendant six mois des Amphiprion ocellaris engagés dans une transformation de mâle vers femelle. Ils ont étudié leurs comportements, notamment l'agressivité et les soins parentaux, ainsi que leurs hormones sexuelles. Le résultat les a conduits à remettre en question la chronologie attendue. Les poissons en transition conservaient longtemps des comportements caractéristiques des mâles. Leur comportement ne devenait pas progressivement féminin au même rythme que les modifications hormonales et gonadiques. Le changement comportemental apparaissait donc plus tardivement que chez les labres protogynes, et pouvait suivre l'achèvement de la transformation des gonades.
D'autres travaux ont mis en évidence une réorganisation de la région préoptique du cerveau, impliquée dans la régulation de fonctions reproductrices. Certaines modifications de son organisation cellulaire s'étendent sur plusieurs mois, voire davantage. Le cerveau, les hormones et les organes reproducteurs suivent donc des calendriers qui ne sont pas nécessairement identiques. Mais comment une gonade déjà fonctionnelle peut-elle se transformer à ce point ? La réponse nous conduit à l'intérieur même des cellules.
