histoires de rencontres amoureuses - dossier de presse inra

Histoires de rencontres amoureusesLa reproduction et les comportements sexuels animaux vus par lInra

Janvier 2012

Il ny a pas que le sexe dans la vie ! Et pourtant Chez les

animaux notamment, le sexe est au cur dune fonction essentielle la survie des espces : la reproduction. Dame Nature a tout de mme ajout une touche de posie la rencontre sexuelle animale qui sapparente alors une rencontre amoureuse. Cette dernire connat plusieurs temps : la recherche dun partenaire, puis lattirance et la prfrence qui mnent laccouplement. Pour attirer un partenaire, lodeur joue un rle primordial : les phromones sont une vritable arme de sduction laquelle les insectes succombent irrsistiblement. Dans le cas des mammifres, lorsquelle concide avec la priode ovulatoire dune femelle, lodeur peut galement tre source dexcitation pour le mle. La femelle se montre parfois slective dans le choix de son partenaire sexuel. Ses critres de prfrence sont alors surprenants. Ainsi saventure-t-elle vers de nouveaux territoires pour sapparier, telle la femelle chevreuil, dordinaire sdentaire. Dans dautres cas, llu sera un partenaire capable de protger sa progniture. La reproduction chez lanimal fait aussi appel linsmination artificielle, courante en levage. LINRA consacre de nombreuses recherches des mthodes innovantes en matire de reproduction, allant dans le sens de la durabilit. Dans ce dossier : des rsultats indits, des rvlations tonnantes, la reproduction et les comportements sexuels animaux vus par lINRA.

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Service de presse - 01 42 75 91 86 - [email protected]

Lamour a-t-il une odeur ?Le parfum de lamour Dexcitantes effluves La pubert prend de lavancep. 4 p. 6 p. 7

Chacun sa prfrenceQuand lherbe est plus verte ailleurs Bon pre, bon partenaire ?p. 8 p. 9

Les artifices de la reproductionPour une reproduction durable Froid de canard sur les semencesp. 10 p. 12

Btes de sexeLe saumon de plus en plus prcoce Il ny a pas que le sexe dans la vie !p. 13 p. 14

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Lamour a-t-il une odeur ?

Le parfum de lamourLibres par la plupart des espces animales, y compris lhomme, les phromones sont lun des principaux vecteurs de communication chimique. Ces substances, particulirement importantes dans la reproduction sexuelle de nombreuses espces dinsectes, trouvent dintressantes applications en agriculture. Les chercheurs de lINRA ont mis au point de nouvelles mthodes de lutte contre les insectes ravageurs, bases sur lutilisation de phromones.Accouplement de papillons Antherea

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Pour beaucoup danimaux, lunivers est olfactif avant dtre visuel ou auditif. Parfums de fleurs, odeurs de fruits, relents de prdateurs et fragrances de partenaires sexuels potentiels guident tout moment leur comportement. Parmi ces messagers olfactifs, on trouve les phromones. Ces substances chimiques, propres chaque espce, sont libres dans le milieu extrieur et dclenchent chez un autre individu un comportement ou une raction physiologique spcifique. Elles constituent le principal mcanisme de communication de nombreux insectes dont lodorat est parmi le plus dvelopp du monde vivant. Les phromones sexuelles, en particulier, jouent un rle essentiel pour la reproduction.

Une phromone pour chaque instant de la vieIl ny a pas que les phromones sexuelles dans la nature. Voici quelques-unes des diffrentes phromones utilises par les animaux : Phromones de territoire : lorsquun chien laisse sa marque durine sur un rverbre, cest ce type de phromones quil dpose. Phromones de piste : elles permettent par exemple aux fourmis de suivre un mme chemin pour aller de la fourmilire notre sucrier. Phromones dalarme : chez les abeilles, ces phromones dclenchent immdiatement une dfense agressive de la ruche. Phromones dagrgation : elles permettent aux espces grgaires, cafards, charanons, punaises, dinfester un mme lieu riche en nourriture. Phromones sociales : elles assurent dans les socits dinsectes la cohsion et lorganisation de la colonie (ex : phromone royale chez les abeilles).

La nuit, laissez-vous guider par les odeursChez les papillons nocturnes, les chances dun accouplement seraient trs faibles sans mission et rception de phromones. En mettant un signal odorant depuis une glande abdominale, la femelle attire le sexe oppos. Chaque espce possde sa propre phromone, trs souvent un mlange de plusieurs molcules volatiles. Libre en trs faibles quantits, entre 1 et 100 milliardimes de grammes, elle est pourtant perue par les mles plusieurs centaines de mtres la ronde. Le signal les invite remonter le panache odorant pour retrouver la femelle. Dimportantes recherches ont t menes lINRA depuis les annes 70 sur les phromones des papillons de nuit qui ont une action dvastatrice en particulier sur les cultures marachres, le mas, la vigne ou les fruits. Elles ont permis notamment didentifier les phromones des principales espces de ravageurs afin den raliser la synthse chimique, mais aussi les mcanismes comportementaux et neuronaux mis en jeu. Ces travaux ont t conduits des fins exprimentales dabord, puis pour la conception de nouvelles mthodes de lutte contre les ravageurs. Les mcanismes de lolfaction impliqus dans la communication phromonale des insectes sont maintenant bien connus. On sait que les antennes sont quipes de neurones olfactifs munis de rcepteurs membranaires trs spcifiques pour les phromones. On sait aussi que des zones du cerveau de linsecte comportent des structures ddies au traitement des informations nerveuses fournies par ces neurones. De ce fait, des molcules antagonistes pourraient bloquer ces rcepteurs, empchant la dtection du signal et, par consquent, la rencontre des sexes.4



Dautres recherches sont en cours sur les facteurs environnementaux qui modulent la rponse comportementale de linsecte la phromone. Ainsi, les odeurs vgtales, en prsence de la phromone, peuvent-elles modifier le comportement de linsecte : les mles de plusieurs espces de papillons sont plus attirs, par exemple, par des mlanges de phromone et de composs volatils provenant de plantes dont se nourrissent les chenilles ou de fleurs visites par ces papillons. Mieux comprendre ces synergies entre odeurs vgtales et phromones pourrait permettre le dveloppement de nouvelles stratgies de lutte contre les ravageurs, et lamlioration des mthodes de pigeage sexuel.

Quand les papillons en perdent la raisonLes phromones sont dj une arme couramment employe pour lutter contre les papillons nocturnes. La mthode dite de confusion sexuelle protge en effet de nombreuses cultures, vignes, pommes, prunes, mas, coton, des dgts provoqus par les micro-lpidoptres de la famille des tortricids (tordeuses). Les entomologistes du centre INRA Bordeaux-Aquitaine ont ainsi beaucoup travaill sur cette mthode de protection dans le cas de la vigne. Lide de la confusion sexuelle est toute simple : il sagit de dtourner la fonction des phromones pour gner la reproduction des papillons de nuit. En saturant lespace cultiv de phromones sexuelles attractives, on empche ainsi par diffrents mcanismes les mles et les femelles de se rencontrer. On peut y parvenir en utilisant diffrentes techniques de diffusion dodeurs destines librer rgulirement des phromones de synthse. Les mles, devant cette effusion massive dodeurs attractives ne savent plus o donner de la tte. De plus, un rsultat rcent indique que les femelles modifient aussi leur comportement et leur succs reproducteur. Les chercheurs testent ainsi le rle de la phromone sexuelle comme rgulateur de la comptition sexuelle des femelles sur un territoire donn. Au final, le taux daccouplement chute sans tuer un seul insecte, et les grappes sont protges tout au long de la saison.ns les vignes s da ne o om

La confusion sexuelle en chiffres 100 000 hectares de vigne environ sont protgs par confusion sexuelle en Europe. Environ 20 000 hectares en France dun vignoble qui fait un peu moins de 900 000 ha. Environ 60 000 hectares en Allemagne. 5 ha : cest la surface minimum conseille quil faut traiter par confusion sexuelle pour que la mthode soit efficace. 500 : cest le nombre homologu de diffuseurs placer pour protger un hectare de vigne. 200 250 euros : cest le prix payer, selon le type de diffuseur, pour protger un hectare de vigne par confusion sexuelle pendant 5 mois.

La confusion sexuelle, une mthode respectueuse de lenvironnementLimpact de cette mthode sur lenvironnement est infiniment moindre que la technique habituelle daspersion dinsecticides. Pourtant, bien quelle ait dmontr son efficacit, seuls 3% des vignobles franais sont aujourdhui protgs par confusion sexuelle. Un chiffre bien bas compar ceux de la Suisse et de lAllemagne, o respectivement, 43% et 65% des vignobles bnficient de cette technique. Pourquoi cette diffrence ? Dune part, lhabitude qui pousse lutilisation de pesticides, mais surtout labsence de subventions qui, en France, a limit le dveloppement de la confusion sexuelle. En effet, la confusion sexuelle reste plus onreuse et requiert laccrochage manuel des diffuseurs. Mais les temps et les mentalits changent. Grce au Grenelle de lEnvironnement et aux efforts raliss pour limiter lutilisation des pesticides, les phromones semblent faire lobjet dun regain dintrt en France.

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Contacts scientifiques

Michel RenouUnit Physiologie de linsecte : signalisation et communication Centre INRA Versailles [email protected] 01 30 83 32 32

Denis ThiryUnit Sant et agrocologie du vignoble Centre INRA Bordeaux-Aquitaine [email protected] 05 57 12 26 18

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Dexcitantes effluvesLodeur de lstrus1 nest pas propre chaque espce, comme le dmontrent des expriences menes par des chercheurs de lINRA. Ceux-ci ont pu identifier cinq molcules odorantes qui, chez la rate, la jument et la renarde, indiquent le moment o elles sont dans leur priode dstrus. Cette dcouverte pourrait tre la base de biosenseurs olfactifs2 capables de reconnatre lstrus chez les animaux dlevage et permettant ainsi de cibler prcisment les priodes favorables une insmination.Comme souvent en science, la dcouverte provient dun hasard heureux : des chercheurs de lINRA voulaient savoir si lodeur des excrments de renard provoquaient un comportement de peur chez les rats. Le rsultat fut pour le moins inattendu : lodeur causait non seulement la peur mais aussi des rections chez les mles. Les fces, comme ils lont remarqu par la suite, provenaient dune renarde en priode dstrus.

Des biosenseurs qui ont du nezEn quoi la reconnaissance dune odeur signature de lstrus peut-elle tre intressante ? Une autre quipe de chercheurs INRA de la mme unit, implique dans le projet europen collaboratif BOND 3, est charge de mettre au point des biosenseurs olfactifs. Ces biosenseurs exploiteront les rcepteurs prsents chez lanimal la surface des neurones olfactifs chargs de dtecter les odeurs. Pour raliser les biosenseurs, les chercheurs identifient dabord les rcepteurs permettant de dtecter lodeur cible ; ils les font synthtiser ensuite par une levure modifie. A partir de cette levure, ils prparent des nanosomes, petites sphres de 100 nm de diamtre portant leur surface les rcepteurs voulus. La prsence de la molcule odorante modifie de faon dtectable les proprits lectriques des rcepteurs et des nanosomes dposs sur des lectrodes. Les chercheurs imaginent dj un dispositif utiliVue sc h m sant des biosenseurs spcifiques lodeur de lstrus. Les leveurs disposeraient ainsi dun moyen simple et rapide pour identifier le moment exact o leurs juments, leurs vaches ou leurs brebis sont prtes tre insmines.at

Trois espces, une mme odeurLes chercheurs ont rpt lexprience avec des fces de rate et de jument en chaleur, obtenant les mmes rsultats : les rats mles ont prouv quils reconnaissaient lodeur dstrus par des rections. Pour la premire fois, il tait dmontr quune espce pouvait tre excite sexuellement par des odeurs provenant dune autre espce. Poursuivant leur tude, les chercheurs ont ralis une analyse sur les molcules volatiles dgages par ces excrments et isol cinq composs chimiques communs aux trois espces, cinq acides carboxyliques. Ces molcules taient en moindre concentration dans les excrments des femelles en priode dstrus. Les chercheurs ont ensuite fait sentir aux rats des mlanges contenant ces molcules diffrentes concentrations. Ainsi ont-ils t les premiers obtenir un mlange artificiel susceptible de provoquer lrection chez le rat.

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Un nez artificiel prsent partoutLes chercheurs pensent dautres applications pour ces biosenseurs : Diagnostic mdical par la dtection dodeurs corporelles associes des pathologies comme le cancer, la schizophrnie ou lasthme. Contrle de processus industriels ou naturels comme le dveloppement darmes ou la maturation de fruits. Scurit par la dtection dexplosifs ou de drogues. Scurit alimentaire par la dtection de produits toxiques.

BOND (Bioelectronic Olfatory Neuron Device) : projet europen pour le dveloppement dune nouvelle gnration de nez biolectroniques bass sur les rcepteurs olfactifs, pour la dtection dodeurs cibles (http://bondproject.org/).

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Edith [email protected] 01 34 65 25 64

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strus : priode durant laquelle une femelle mammifre est fcondable et recherche laccouplement en vue de la reproduction. Biosenseur olfactif : dispositif dorigine biologique permettant la dtection dodeurs.

[email protected] 01 34 65 24 12 Unit Neurobiologie de lolfaction et modlisation en imagerie Centre INRA Jouy-en-Josas

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La pubert prend de lavanceLa pubert survient chez les jeunes souris femelles lge de 30 32 jours. Mais si lon expose des femelles prpubres des odeurs de mle contenues dans lurine ou de la litire souille, leur pubert est avance de deux ou trois jours, ce qui, dans la courte vie dune souris, nest pas ngligeable. Des chercheurs de lINRA sintressent ce phnomne, connu depuis les annes 60 sous le nom d effet Vandenbergh .La fonction de reproduction peut tre contrle par de nombreux facteurs de lenvironnement et en particulier par les signaux sociaux provenant de partenaires sexuels potentiels. Parmi ces signaux, les informations olfactives jouent un rle prpondrant dans les relations entre mles et femelles, tant au niveau physiologique que comportemental.

Une odeur qui modifie le cerveau des sourisDes recherches menes lINRA tentent de mieux comprendre les circuits neuronaux impliqus dans cette acclration du dveloppement pubertaire. Elles ont montr que lexposition ces phromones mises par le mle pouvait agir sur les neurones dits Kisspeptine. Ces derniers sont situs au centre du cerveau, dans lhypothalamus, et ils contrlent la fonction de reproduction ainsi que larrive de la pubert. Lexposition des souris aux odeurs de mle induit un dveloppement plus rapide de ce groupe de neurones. Les neurones RFRPs pourraient tre Ne une deuxime cible. linverse des neurones Kisspeptine, ceux-ci inhibent la fonction de reproduction. Les phromones libres par le mle, en bloquant laction de ces neurones, pourraient ainsi causer le dveloppement prcoce des souris.

Effet mle sur lapparition de la pubertEn particulier chez les rongeurs, il a t montr que lexposition des odeurs de mle acclrait lapparition de la pubert chez la femelle et ainsi sa capacit reproductive. Une femelle pr-pubre expose des odeurs de mle partir du sevrage (21 jours dge) prsente une ouverture vaginale plus prcoce (un signe externe dapparition de la pubert) ainsi quun poids plus important de lutrus, un tissu sensible la monte dstrognes. Ce sont les phromones contenues dans lurine des souris mles et lies au taux de testostrone qui dclenchent cet effet baptis Vanderbergh . Lurine de mles castrs ne produit aucun effet sur les jeunes souris.

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Kisspeptine

Que deffets mlesEn plus de leffet Vandenbergh, les souris mles produisent dautres ractions chez les femelles qui ont t largement tudies : Effet Bruce : lexposition dune femelle enceinte lurine dun mle inconnu provoque une interruption de la gestation. Effet Whitten : lorsquun groupe de femelles souris est mis en prsence dun mle, automatiquement leurs cycles ovulatoires se synchronisent. Effet Lee-Boot : lorsque, au contraire, un groupe de femelles est isol des mles pendant une priode prolonge, leurs cycles menstruels sallongent et peuvent mme finir par tre inhibs.

Et pour le futur ?Ces recherches pourraient dboucher sur des applications. Pour les leveurs, on peut imaginer la mise au point dodeurs qui acclrent le dveloppement pubertaire des animaux de ferme. Des applications mdicales pourraient galement voir le jour. En effet, si un mcanisme analogue existait chez lHomme, il serait imaginable de traiter, grce des phromones de cette nature, les personnes ayant des troubles du dveloppement sexuel, ou des retards importants.

Partenaire particulire cherche partenaire particulierLes chercheurs de lINRA ont tudi galement les consquences plus long terme de cette exposition olfactive pri-pubre aux odeurs de mles. Ils ont montr que cette exposition induisait chez la femelle une prfrence plus prcoce pour ces odeurs. Ces donnes suggrent que les signaux olfactifs mis par un partenaire sexuel avant la pubert pourraient influencer le choix ultrieur de la femelle, une fois celle-ci apte se reproduire.7

Contact scientifique

Matthieu KellerUnit Physiologie de la reproduction et des comportements Centre INRA Tours [email protected] - 02 47 42 72 75


Chacun sa prfrence

Quand lherbe est plus verte ailleursLa femelle du chevreuil serait volage Elle soffrirait parfois une petite escapade hors de son domaine habituel afin de rencontrer de nouveaux partenaires sexuels : cest ce que semblent montrer les observations ralises par des chercheurs de lINRA. Selon eux, la chevrette ne se contenterait pas du mle dominant le territoire quelle habite.afin que leurs descendants ne souffrent pas de consanguinit. Une autre la diffrence des cerfs, les chevreuils sont des animaux plutt solitaiexplication serait lie lstrus* de la chevrette qui a lieu seulement res pendant la priode de reproduction. De nature sdentaire, mles et une fois par an et dont la dure nexcde pas 36 heures : pour ne pas femelles occupent une aire de quelques dizaines dhectares quils ne perdre cette occasion de sapparier, la femelle du chevreuil se mettrait quittent que trs rarement. Ds le mois de mars, les mles se dotent dun alors la recherche dun partenaire sexuel hors de son territoire si le territoire exclusif : toute intrusion dun rival mne un conflit, voire un mle dominant est dj occup avec une autre femelle rceptive. Les combat violent qui peut, dans de rares cas, conduire la mort. Jusqu chercheurs voquent une troisime hypothse selon laquelle la femelle prsent, on pensait que toutes les femelles rsidant sur le territoire ddj fconde, pourrait tre harcele durant cette priode par les fendu par un mle devaient accepter celui-ci comme parteJeune chevr eui attentions dun mle territorial trop entreprenant et tcherait naire sexuel. Mais de nouvelles observations menes par l de le fuir. lINRA semblent montrer quelques exceptions.q

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Les chevreuils en FranceOn estime le nombre de chevreuils en France prs dun million et demi. Ceux-ci sont rpartis sur tout le territoire, sauf les bords de mer et la trs haute montagne. Ils vivent essentiellement en fort mais ils sadaptent trs bien aux paysages mixtes ou fragments. Chasss sur 87 dpartements franais, leur population ne cesse pourtant daugmenter, tout comme la surface boise en France. En Europe, on les trouve de lEspagne jusquau cercle arctique en Scandinavie.

Les chercheurs pensent dj de nouvelles campagnes dobservation, des analyses de paternit et des expriences avec des chevreuils en semi-captivit, afin de mieux comprendre les surprenantes escapades reproductrices de la femelle chevreuil.

Prendre un chevreuil au filetAttraper une trentaine de femelles et les quiper de colliers GPS nest pas une tche facile ! Pour cela, les chercheurs, ont d installer 4 km de filets (80 panneaux de 50 m de long pour 2 m de haut) autour dune zone habite par ces animaux. Puis, avec laide dtudiants de lyces agricoles, ils ont organis des battues pour diriger les chevreuils vers les filets. Les animaux ainsi pris ont t introduits dans des caisses de contention. L, les chercheurs leur ont pos le collier GPS et ont effectu des prlvements de peau et de sang avant de les relcher. Ces captures ont t faites avec laccord de la prfecture et des chasseurs locaux.

Quand le mle dominant ne suffit plusDes chercheurs de lINRA ont tudi une population de chevreuils habitant les coteaux de Gascogne, au sud-ouest de Toulouse. Ils ont quip de colliers GPS une trentaine de femelles afin de suivre leurs dplacements durant un cycle annuel. Il apparat que lors de la priode du rut, qui survient de la mi-juillet la mi-aot, presque la moiti des femelles adultes soffre une ou deux petites excursions pouvant les mener jusqu cinq ou six kilomtres hors de leur domaine vital habituel. Une distance largement suffisante pour choisir dautres mles. Comment expliquer ce comportement ? Les chevreuils adultes tant sdentaires, ceux qui habitent un secteur donn peuvent prsenter un risque de consanguinit. Or, la consanguinit tend affaiblir une population. Il se pourrait que les femelles chevreuils, par ces excursions, cherchent saccoupler avec un mle qui ne leur soit pas apparent8

* strus : priode durant laquelle une femelle mammifre est fcondable et recherche laccouplement en vue de la reproduction. Contact scientifique

Mark HewisonUnit Comportement et cologie de la faune sauvage Centre INRA Toulouse [email protected] - 05 61 28 51 23


Chacun sa prfrence

Bon pre, bon partenaire ?Difficile dtre une truite femelle au milieu de mles indlicats. Ces derniers prennent parfois la fcheuse habitude de manger les ufs quelle vient de pondre. Pour dfendre ses petits, la femelle pourrait alors prfrer un partenaire sexuel dispos chasser les cannibales. Daprs les observations menes lINRA sur des populations sauvages habitant les rivires pyrnennes, les femelles auraient leurs petites astuces pour faire le bon choix.

Truite Fario

Les truites constituent un modle trs intressant pour tudier les soins que fournissent les parents leur descendance. On le sait, certaines espces animales procurent des soins parentaux attentionns tandis que dautres abandonnent leurs petits leur sort. Cependant, il existe trs peu despces chez qui, linstar de la truite, les soins paternels soient prsents mais facultatifs.

Le pre la rescousseLa femelle cherche viter le pillage en recouvrant son nid de gravier, mais pendant quelques minutes, les ufs exposs la vue des mles sont en grand danger. Or, il arrive que le pre sefforce de protger le nid en chassant ses rivaux le temps que la femelle parvienne le recouvrir. Ce comportement est tout fait inhabituel chez les salmonids et constitue un soin paternel indiscutable que les chercheurs de lINRA sont les premiers avoir analys.

Les pilleurs de nidsAu moment de la reproduction, la femelle truite creuse un nid pour y pondre ses ufs. Une poigne de mles vient alors se battre autour delle pour laccaparer, tout en essayant de lui faire la cour. La femelle choisit ce moment un mle son got. Puis, aprs la fcondation, surviennent parfois des actes doophagie (consommation dufs par des adultes). Les hivers sont rudes, et les mles affams peuvent choisir de profiter de cette nourriture disponible. De plus, dans le cadre dune comptition entre individus, dtruire la progniture dun adversaire peut favoriser la sienne. Mais ce phnomne nest pas systmatique : dans certaines rivires, 40% des nids sont pills par les mles tandis que dans dautres cours deau le pourcentage est presque nul.

la recherche du pre responsableLes chercheurs ont alors voulu savoir si la femelle se montrait slective dans le choix de son partenaire sexuel en choisissant de prfrence un mle qui, au lieu de manger ses ufs, les protgerait. Il semblerait en effet que certains critres pourraient lui permettre de faire le bon choix. Il y aurait tout dabord une question de taille : le mle choisi ne doit tre ni trop grand ni trop petit. Un mle trop petit prfrera viter le combat tandis quun mle beaucoup plus grand que la femelle ne sinvestira pas pour une descendance mdiocre et pourra mme manger les ufs quil a lui-mme fconds. Le comportement du mle avant le frai* serait aussi une bonne indication : un mle agressif, chassant ses rivaux avant laccouplement sera probablement un bon pre, comme pourrait ltre aussi un mle passant du temps faire la cour la femelle. Mais pour que ces hypothses, soutenues par bien des observations, soient bel et bien dmontres, il reste encore aux chercheurs peaufiner leurs modles et passer beaucoup dheures sur le bord des ruisseaux pyrnens.Contact scientifique

Les causes du cannibalismeSi chaque mle dvorait les ufs de ses rivaux et les siens, la population pourrait disparatre. Mais selon les chercheurs, le cannibalisme ne se manifeste que sous certaines conditions. Il semblerait que ce comportement soit li une forte densit de population dans une rivire, et aussi une grande quantit de mles sapprochant de la femelle. En effet, sil a beaucoup de rivaux chasser, le mle ne peut pas protger ses ufs et ces derniers peuvent alors tre mangs.

Jacques LabonneUnit Ecologie comportementale et biologie des populations de poissons Centre INRA Bordeaux-Aquitaine [email protected] 05 59 51 59 80 * Frai : ponte des ufs de poissons ou fcondation de ces ufs par le mle.

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Les artifices de la reproduction

Pour une reproduction durableChez les ovins et les caprins, la reproduction est saisonnire et le contrle du cycle ovulatoire est ncessaire toute insmination artificielle. Des chercheurs de lINRA ont mis au point des mthodes alternatives aux traitements hormonaux des brebis et des chvres, pratiques qui permettent de matriser la reproduction afin dtaler la production laitire tout au long de lanne. Ils proposent ainsi une approche pharmacologique innovante qui repose sur lutilisation danticorps ou le recours leffet mle , lintroduction dun mle dans un troupeau de femelles engendrant une reprise des cycles de chaleur.Les ruminants saisonniers, tels que la chvre et le mouton, connaissent une priode reproductive en automne-hiver et une priode de repos sexuel au printemps-t. Mais les leveurs ont souvent besoin de conserver lactivit ovulatoire des femelles durant toute lanne afin de matriser la reproduction contre-saison, les naissances garantissant la production laitire. Pour cela, nombre dentre eux utilisent la progestrone, une hormone strode qui permet de synchroniser le cycle ovulatoire de leurs animaux. Ils ont recours galement dautres hormones telles que la PMSG (Pregnant Mare Serum Gonadotropin), extraite du srum de juments gravides1. Cette hormone est scrte par le placenta en grande quantit et a pour proprit, lorsquelle est injecte, dinduire lovulation chez les mammifres.

Un anticorps pour booster les hormones de lanimalUne quipe de recherche INRA* est en train de mettre au point une alternative pharmacologique unique qui permet dactiver le cycle ovulatoire des petits ruminants. Celle-ci est base sur lutilisation danticorps ayant la proprit damplifier lactivit de certaines hormones ovines. Ces anticorps agissent directement sur les hormones propres lanimal en simulant un pic hormonal pr-ovulatoire ncessaire lovulation. En injectant aux brebis ces anticorps, on peut ainsi ractiver leur cycle menstruel. Les scientifiques nont pas dtect pour linstant deffets secondaires linoculation de ces anticorps. Ces travaux ont fait lobjet dun brevet dpos par lINRA en 2010. Les chercheurs travaillent maintenant la mise au point dun protocole qui soit aussi efficace quun traitement classique avec injection dhormones. Il faudra ensuite un long processus (5 ans au minimum) pour obtenir lautorisation de mise sur le march. Cette alternative aux traitements hormonaux sera commercialise par ReproPharm, lentreprise que ces chercheurs ont cre. ReproPharm, une entreprise primeLquipe INRA lorigine des travaux sur les substituts non hormonaux pour induire lovulation a t rcompense en 2009 lors du concours national daide la cration dentreprises de technologies innovantes, organis par le ministre de lEnseignement suprieur et de la recherche et OSEO. Lentreprise cre, ReproPharm, sera charge de commercialiser ce substitut non hormonal une fois obtenue lautorisation de mise sur le march. Celle-ci commercialise dj avec succs des kits de dosage, dont LH Detect permettant de doser la LH chez de nombreuses espces animales. ReproPharm dveloppe galement un test destin aux leveurs, insminateurs et vtrinaires, permettant de prvoir le moment de lovulation chez les animaux de rente.

Les limites des traitements hormonauxCependant, lutilisation dhormones, indispensable linsmination artificielle, pose certains problmes : environnementaux dune part, car la progestrone se dgrade difficilement et contamine les nappes phratiques ; sanitaires dautre part, car le srum duquel on extrait la PMSG nest pas toujours bien contrl et il peut tre source de contamination par des virus ou des bactries. Mais il existe aussi des problmes defficacit car prs de 70% des brebis traites par PMSG dveloppent des anticorps contre cette hormone et ne ragissent plus au traitement. Sans oublier lexigence du consommateur, qui ne veut pas entendre parler dhormones. Cest pourquoi lINRA a mis au point des alternatives aux traitements hormonaux.

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Gravide : en priode de gestation.

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Leffet mle, un effet bufUne autre quipe INRA** travaille sur une mthode qui met profit un phnomne naturel : leffet mle. Explication : prenez un troupeau de chvres ou de brebis durant sa priode de repos sexuel. Introduisez un mle dans le groupe. Le rsultat est systmatique : la scrtion de LH (hormone lutinisante) de ces femelles est immdiatement stimule et une partie dentre elles connat une ovulation dans les 2 4 jours, suivie peu aprs dune reprise du cycle ovulatoire normal. Cet effet est utilis par certains leveurs, notamment dans le sud de la France. Il leur permet, dune part, de synchroniser les naissances pour les concentrer sur une priode dfinie de lanne, et dautre part, de dclencher lactivit sexuelle des brebis au printemps afin dobtenir des agneaux contre-saison. Lodeur ne fait pas toutLeffet mle est essentiellement olfactif : on peut le mimer simplement en prsentant aux brebis la toison dun blier. Cependant, les molcules effectrices nont pas encore t identifies. Pour que leffet mle soit efficace, la femelle doit dabord avoir appris associer odeur du mle et reproduction. Voil pourquoi les jeunes femelles naves rpondent mal leffet mle. Mais lodeur ne fait pas tout. On sait que les femelles ragissent moins bien si le mle est isol derrire une barrire, et que les bliers au comportement sexuel actif dclenchent une raction plus intense chez les brebis.

mais parfois insuffisantLe problme de leffet mle est que tous les individus ne ragissent pas de la mme faon : certaines femelles connaissent une, et parfois deux priodes ovulatoires raccourcies, sans comportement sexuel, avant de reprendre le cycle normal. De plus, certaines races, notamment les races de brebis du Nord de lEurope, ragissent trs peu leffet mle. Voil pourquoi les scientifiques de lINRA cherchent identifier les facteurs qui font varier son efficacit tant au niveau individuel quau niveau des races. Leffet mle pourrait ainsi tre mis profit par de plus en plus dleveurs.Chevauchement dune brebis par un blier quip dun dtecteur servant identifier la femelle

La lavande fait aussi bien que les bliersVoici une exprience curieuse ralise par les chercheurs de lINRA. Ils ont expos pendant 15 jours des jeunes brebis sexuellement naves un blier fortement parfum leau de lavande. Etonnamment, six mois plus tard, il suffisait de faire sentir ces femelles lodeur de lavande pour stimuler la scrtion de LH. Cette exprience dmontre quune association doit se former entre la reproduction et une odeur particulire pour que leffet mle fonctionne. De ce fait, on ne peut pas considrer les molcules responsables de leffet mle comme des phromones. En effet, ces dernires fonctionnent, elles, toujours automatiquement, sans que lapprentissage soit ncessaire.


* Marie-Christine [email protected] 02 47 42 79 57

** Claude [email protected] 02 47 42 79 75 Unit physiologie de la reproduction et des comportements Centre INRA Tours

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Froid de canard sur les semencesChez les oiseaux domestiques, la moiti des lignes existantes dans le monde est considre comme en voie dextinction. Cre en 2004 linitiative de lINRA et de nombreux partenaires, la Cryobanque Aviaire Franaise conserve -196C des chantillons de sperme de nombreuses races et lignes doiseaux : poules, canards, oies, pintades Le but : prserver la diversit gntique de ces espces et pouvoir reconstituer des populations.Les poulets dlevage que nous consommons nont pas plus de quatre origines gntiques diffrentes. Illustration dun fait inquitant : la biodiversit spuise aussi parmi les animaux dlevage. Les races doiseaux de basse-cour sont particulirement touches, en grande partie cause des pratiques dlevage intensif qui tendent ne conserver que des lignes* trs spcialises. Dautres menaces, comme les pidmies de grippe aviaire, peuvent mener des abattages massifs de volailles avec, pour consquence, la possible disparition dune race. Or, chaque fois quune race steint, ce sont des caractristiques uniques qui se perdent. Congeler la semencePour conserver les chantillons de sperme, il ne suffit pas de les mettre au froid. Avant de plonger les chantillons dans lazote liquide, qui les conserve -196C, les spermatozodes doivent tre protgs grce un agent cryoprotecteur empchant que le froid ne les dtruise. Pour les dcongeler, il faut ensuite tre capable de les faire passer de -196C la temprature ambiante en moins de trois minutes. La technique varie dune espce lautre. Pour certaines volailles, comme la caille, cela demeure encore impossible. Cest pourquoi, la Cryobanque Aviaire Franaise effectue un intense travail de recherche pour amliorer les procds de conglation et augmenter les taux de spermatozodes viables aprs leur passage par lazote liquide. Elle investit galement dans la conservation de cellules embryonnaires capables de transmettre le gnome de races menaces.

Une cryobanque pour conserver la diversit gntiqueCest dans le but de prserver cette diversit en danger qua t cre la Cryobanque Aviaire Franaise. Le patrimoine gntique dune trentaine de lignes ou races de poules, canards et oies est dsormais prserv par le froid. Les pintades le seront bientt. Si ces animaux taient en voie de disparition, leur race pourrait tre reconstitue en insminant le sperme chez des femelles de la mme espce et en effectuant des croisements successifs de la descendance ainsi obtenue jusqu retrouver leurs caractristiques originelles.

Une assurance pour lavenirOn note que certains comportements lis la reproduction se sont perdus. Ainsi, les poules leves actuellement ne savent pas couver leurs ufs. Faute dusage, le gne li cet instinct sest perdu. Mais qui sait si un jour nous naurons pas besoin de poules capables de prendre ellesmmes soin de leurs ufs ? La conservation de la diversit gntique pourrait alors permettre de retrouver certains de ces comportements. La Cryobanque Aviaire est centre aujourdhui sur les races domestiques franaises, mais peu peu elle tendra sa collection aux oiseaux sauvages. Relie un rseau international de cryobanques analogues, elle est dores et dj lune des plus riches au monde. Elle est aussi reconnue pour son travail de recherche, en collaboration avec de nombreux scientifiques sintressant par exemple au systme immunitaire, la reproduction, au mtabolisme ou au comportement des volailles.Contact scientifique

Un patrimoine gntique considrableLa Cryobanque Aviaire Franaise, cest dj : 19 races ou lignes de poules, dont le clbre coq gaulois issu de la race Gauloise Dore. 7 canards de Barbarie. 4 canards Pkin. 1 oie : loie grise des Landes.

Elisabeth BlesboisUnit Physiologie de la reproduction et des comportements Centre INRA Tours [email protected] 02 47 42 78 22

* Les lignes sont des races slectionnes pour homogniser leurs caractristiques.

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Btes de sexe

Le saumon de plus en plus prcoceAvec le changement climatique, les caractristiques des populations de saumons atlantiques, ainsi que leur comportement reproducteur, seraient en train de changer. Des chercheurs de lINRA livrent leurs conclusions aprs 15 annes dobservation sur les saumons de la Nivelle : les rivires abriteraient de plus en plus de juvniles mles capables de se reproduire ds leur premire anne de vie.Le saumon atlantique, un poisson migrateurLe saumon se reproduit en eau douce et grossit en mer. La femelle enfouit ses ufs dans les graviers des rivires. Aprs 1 ou 2 ans de vie en eau douce, les jeunes issus de ces ufs, les tacons, migrent vers la mer. La phase marine dure 1 3 ans avant le retour dans la rivire dorigine pour sy reproduire.

Femelle creusant une frayre

Le changement climatique modifie profondment les caractristiques des rivires : tandis que les eaux se rchauffent, les crues deviennent de plus en plus frquentes et intenses. Mais quel en est limpact sur les saumons ?

Des mles matures ds la premire anne de vieLes eaux chaudes favorisent une croissance plus rapide des poissons. De plus, les crues des rivires dtruisent un grand nombre de frayres, ces abris creuss par la femelle pour y dposer ses ufs. En consquence, la densit de population diminue et les saumons survivants, moins nombreux, se dveloppent plus rapidement. Ces deux phnomnes expliqueraient la tendance observe parmi les saumons de la Nivelle : de plus en plus de mles juvniles sont aptes la reproduction au bout dun an. Ces derniers prfrent alors rester en eau douce plutt que dentreprendre le prilleux voyage vers lAtlantique Nord. ins de saE cl

Grands mles versus mles prcocesLes mles qui, en revanche, nont pas atteint la maturit sexuelle, ainsi que les femelles, partent vers locan. Dans les eaux glaces de lAtlantique Nord, ils trouvent une nourriture abondante qui leur permet de multiplier leur poids par 50 ou 100 en un an ou deux. Lorsque ces gros saumons reviennent leur rivire dorigine, il sensuit une comptition reproductive avec les mles prcoces rests sur place. Les grands mles bnficient dun avantage qui leur assure la prfrence des femelles : leur taille. Ajoute une quantit importante de sperme, et leur forte agressivit, ils devraient sassurer une victoire sans partage. Mais les petits saumons sont vifs, nombreux et astucieux, et, en se cachant prs des frayres, ils nont aucun mal fconder eux aussi les ufs en se glissant sous le couple. Les chercheurs ont montr que prs de 80% des ufs taient fconds, certaines annes, par ces petits mles prcoces de la Nivelle. Cette tude INRA montre que le changement climatique, en modifiant la composition des populations de saumons, modifie les tactiques de reproduction des individus, les jeunes saumons dveloppant leurs propres stratgies reproductives. Ce phnomne semble plus vident dans les rivires qui, comme la Nivelle, sont situes la limite Sud de laire de rpartition de lespce*. Face au rchauffement climatique, les capacits dadaptation observes sur le saumon atlantique sont rassurantes quant la survie de lespce.Contact scientifique

Comment protger les saumons ?Deux menaces principales, lies au changement climatique, fragilisent les saumons. Dune part, les variations de dbit de la rivire : les crues dtruisent les frayres des saumons tandis que les scheresses, quand leau de la rivire devient rare, soumettent les poissons un stress intense et accrot la comptition entre eux. Dautre part, la hausse des tempratures compromet leur reproduction car celle-ci doit tre infrieure 11C lors du frai. Pour aider lespce survivre, il faut maintenir lintgrit et la diversit des rivires (radiers, rapides, calmes, profonds, sous berges) car cest ce qui permet aux saumons de trouver des abris et aux diffrentes cohortes de coexister. Dans le mme temps, il faut leur permettre laccs aux zones hautes des rivires, l o les eaux sont plus fraches.

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Edward BeallUnit Ecologie comportementale et biologie des populations de poissons Centre INRA Bordeaux Aquitaine [email protected] - 05 59 51 59 82

*Laire de rpartition du saumon atlantique comprend tous les pays au-dessus du Nord du Portugal et du fleuve Hudson. La Nivelle se trouve donc plutt au Sud de cette aire de distribution.

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Btes de sexe

Il ny a pas que le sexe dans la vie !Des chercheurs de lINRA ont mis en vidence chez une espce de fourmi, Wasmannia auropunctata, un systme de reproduction particulier et unique dans le monde animal : les reines et les mles sont issus dune reproduction par clonage, et seules les ouvrires proviennent dune reproduction sexue. Cette caractristique a probablement favoris la colonisation par cette espce de larges territoires, sur toute la ceinture tropicale et au-del.

Wasmannia auropunctata : reines et ouvrires

Il ny a pas que le sexe dans la vie ! La reproduction clonale a aussi une place considrable dans le monde vivant. Bien des animaux, essentiellement parmi les invertbrs, se passent trs bien du mlange des chromosomes parentaux et prfrent transmettre la totalit de leur patrimoine gntique leur descendance.

Des gnotypes clonaux trs invasifsWasmannia est trouve en forte densit dans des habitats anthropiss et donc cologiquement perturbs. Originaire des forts primaires dAmrique Centrale et du Sud, elle a dj colonis, avec laide de lHomme, toute la ceinture tropicale. Daprs les chercheurs, cest son mode de reproduction qui, indirectement, lui a permis denvahir de vastes territoires. En effet, une fois quune combinaison de gnes permettant une bonne rsistance aux nouveaux environnements coloniss apparat, celle-ci est conserve. Tel est lavantage du clonage. Mles et reines se perptuent lidentique de gnration en gnration. Sur dimmenses territoires comme au Gabon, on ne trouve quune seule combinaison de gnotypes parentaux clonaux. Cette trange faon de faire serait en fait assez rcente. Il se pourrait que lanthropisation des territoires ait favoris ce mode de reproduction clonale. Et sil venait ces fourmis lide de revenir une reproduction sexue ? Chaque territoire rcemment conquis nayant quun seul gnotype mle et femelle, les problmes lis la consanguinit pourraient conduire lextinction de la population en trs peu de temps, comme cela semble tre le cas en Nouvelle-Caldonie.Reproduction clonaleLa reproduction asexue peut sobserver chez de nombreuses espces dinvertbrs (nmatodes, polychtes, oligochtes, arthropodes), mais aussi parmi les vertbrs comme certains poissons (requin marteau) et reptiles (dragon de Komodo, gecko). Chez les mammifres, cela na jamais t observ lexception du clbre tatou.

La menace WasmanniaComme pour beaucoup despce envahissantes, lHomme est trs probablement le meilleur alli de W. auropunctata dans sa conqute du monde. Dune part, il lui fournit en abondance les milieux quelle est capable de coloniser, les cosystmes anthropiss comme des terrains rcemment dfrichs. Dautre part, il lui permet de voyager. En 1920, des agronomes lont introduite au Gabon, et depuis, elle a conquis toute lAfrique Centrale. Ct Pacifique, elle saute dle en le grce aux bateaux. Elle a t dcouverte en 2004 Tahiti et en 2006 en Australie. Fourmi tropicale, elle a pourtant t observe en 2006 en Isral, tout aussi vigoureuse et envahissante. Partout, elle constitue une srieuse menace pour la biodiversit : l o elle est prsente, de nombreuses espces dinsectes et de reptiles disparaissent. Sa piqre venimeuse peut rendre aveugle le btail et les animaux de compagnie.

Mles clones du pre, reines clones de la mreLa fourmi Wasmannia auropunctata, appele aussi fourmi lectrique ou petite fourmi de feu en raison de ses piqres trs urticantes, en est un exemple frappant, comme la dmontr une quipe de lINRA. Les reines sont produites par parthnognse : les ovules nont pas besoin dtres fconds pour donner naissance une nouvelle reine. La reproduction clonale mle se ferait par llimination de la partie femelle du gnome dans luf fcond ou par la fcondation dun uf anucl, autrement dit dpourvu de gnome femelle. Seules les ouvrires, striles, sont produites par reproduction sexue. Ce cas est tout fait atypique chez les fourmis, chez qui, gnralement, les reines comme les ouvrires proviennent dune reproduction sexue alors que les mles se dveloppent partir dufs non fconds.14


Arnaud Estoup ou Benot FaconCentre de Biologie pour la gestion des populations Centre INRA Montpellier [email protected] ou [email protected] 04 99 62 33 38


CRDits PhOtOs Couverture : FOTOLIA / Malena und Philipp K Pages 4 - 5 : INRA / Jacques Gambier : accouplement de papillons Antherea INRA / Jacques Barthes : glande phromone dun papillon femelle INRA / Vincent Dumas : grappe de pinot noir INRA / Christian Slagmulder : pige phromones dans les vignes Page 6 : INRA / Bertrand Nicolas : rat de laboratoire BOND : vue schmatique dun nanosome dpos sur une lectrode, porteur de rcepteurs olfactifs sur lesquels viennent se fixer les ligands odorants Page 7 : INRA / Matthieu Keller : souris INRA / Matthieu Keller : neurone Kisspeptine Page 8 : INRA / Ren Canta : chevrette INRA / Bruno Lourtet : jeune chevreuil quip dun collier GPS Page 9 : INRA / Didier Marie : truite Fario INRA / Mathilde Dupont-Nivet : ufs de truite arc en ciel Pages 10-11 : INRA / Florent Giffard : troupeau de moutons en herbage INRA / Christophe Matre : brebis INRA / Franois Bocquier : chevauchement dune brebis par un blier quip dun dtecteur servant identifier la femelle INRA / Jean-Marie Bossennec : lavande en fleur Page 12 : FOTOLIA / Lamio INRA / Christian Slagmulder : tte de coq Page 13 : INRA / Edward Beall : saumon atlantique, femelle creusant une frayre INRA / Claude Marty : closion dalevins de saumon Page 14 : IRD / Herv Jourdan : Wasmannia auropunctata, reines et ouvrires

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histoires de rencontres amoureuses - dossier de presse inra

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