Ces grenouilles (en bonne santé) peuvent mystérieusement changer de sexe

Qu'est-ce qui détermine si un animal devient mâle ou femelle ? 

Comme chez les reptiles et les poissons, la détermination du sexe d'une grenouille peut être fortement influencée par l'environnement. Les tortues de mer qui grandissent dans un sable plus chaud ont plus de chances de devenir des femelles, par exemple. Chez les mammifères, en revanche, cela est beaucoup plus lié à la génétique. Si vous êtes génotypiquement un mâle dans l'utérus, il est probable que vous vous développiez extérieurement comme tel.

Les amphibiens, comme les grenouilles, se situent entre les deux. Ils sont principalement influencés par la génétique, mais l'environnement joue également un rôle. En laboratoire, il a été démontré que certains polluants tels que les œstrogènes synthétiques et les herbicides incitent les grenouilles génétiquement mâles à se développer en tant que femelles.

Des recherches suggèrent également que ce phénomène se produit dans la nature. En 2014, un article publié dans Proceedings of the National Academy of Sciences a révélé que les eaux de ruissellement chargées d'éléments polluants dans les étangs de banlieue aux États-Unis pourraient transformer les larves mâles d'amphibiens en femelles.

Toutefois, des travaux menés par le même groupe de recherche montrent que l'inversion sexuelle se produit également dans des étangs forestiers plus vierges, ce qui suggère qu'il s'agit également d'un phénomène naturel, du moins chez cette espèce.

Une étude publiée dans la revue PeerJ a trouvé des grenouilles à sexe inversé dans la majorité des plans d'eau étudiés. Elle n'a pas non plus mis en évidence de lien entre le degré d'aménagement de la zone autour des étangs et la proportion d'animaux à sexe inversé.

« Il ne s'agit pas seulement d'une histoire de pollution, mais cela suggère que les grenouilles peuvent adapter leur destin sexuel à des éléments circonstanciels », qui peuvent inclure des variations de température ou d'autres variables environnementales, déclare Rick Shine, chercheur à l'université Macquarie et à l'université de Sydney, en Australie.

« Cela semble ridiculement sophistiqué pour une simple grenouille, mais des études récentes ont documenté exactement la même sophistication chez quelques espèces de lézards » et d'autres animaux, souligne Shine, qui n'a pas pris part à la récente étude.

INSPECTION DES ÉTANGS

Les auteurs ont étudié des grenouilles vertes (Rana clamitans) dans dix-huit étangs du Connecticut, dont les paysages variaient en fonction du degré de développement suburbain ; quatre d'entre eux étaient situés dans des zones entièrement boisées.

L'équipe a analysé le sexe génotypique des grenouilles à l'aide d'une nouvelle technique génétique et l'a comparé au sexe extérieur, ou phénotypique, de l'animal. Ils ont également recherché des cellules ressemblant à des œufs dans les testicules des grenouilles.

Les grenouilles vertes femelles ont deux chromosomes X, tandis que les mâles ont un X et un Y. Les chercheurs ont constaté que les mâles étaient plus nombreux que les femelles dans chacun des dix-huit étangs étudiés, sauf un. Dans sept de ces étangs, ils ont trouvé des grenouilles génotypiquement femelles qui s'étaient transformées en mâles (mâles XX), et dans huit, ils ont observé des grenouilles génétiquement mâles qui s'étaient transformées en femelles (femelles XY). La proportion d'animaux à sexe inversé était généralement inférieure à 5 %, mais elle a atteint 10 % dans un étang.

Onze des étangs présentaient des quantités significatives de grenouilles mâles dont les testicules contenaient des cellules ressemblant à des ovules. Dans l'un d'entre eux, situé dans une zone essentiellement forestière, 44 % des grenouilles présentaient ces caractéristiques dites « intersexuées », bien que la proportion soit plus faible dans la plupart des cas.

Les chercheurs ne sont pas en mesure de dire pourquoi certains étangs présentent des taux plus élevés de grenouilles à sexe inversé ou intersexuées que d'autres. Selon Max Lambert, chercheur à l'université de Californie à Berkeley et auteur des deux études, il n'y a pas de lien direct avec la température, la composition chimique synthétique ou une autre variable mesurée par l'équipe.

DES GÈNES PLUS SAINS ?

Lambert explique que les grenouilles mâles peuvent parfois développer naturellement des cellules femelles. Imaginons qu'un individu XX commence à développer des ovaires, puis, au début de sa vie larvaire, se transforme en mâle - mais que certaines cellules ressemblant à des ovules subsistent. Il se pourrait aussi que des conditions environnementales encore inconnues entraînent le développement de cellules femelles au cours du développement normal des testicules.

« Nous pensons que les deux hypothèses sont probablement vraies, et pour l'instant, ce qui provoque l'un ou l'autre reste un mystère sexuel », déclare Lambert, qui a publié cette recherche alors qu'il était doctorant à Yale.

Chez les grenouilles, le développement sexuel (et l'inversion) se produit lorsque les animaux sont encore des larves, ou têtards. Une fois que les grenouilles atteignent l'âge adulte, elles ne peuvent pas changer de sexe, pour autant que nous le sachions, ajoute Lambert.

Bien qu'elle puisse sembler contre nature, l'inversion sexuelle chez les grenouilles pourrait avoir au moins une fonction utile : stimuler la diversité génétique, explique Jodi Rowley, biologiste spécialiste des amphibiens à l'université de Nouvelle-Galles du Sud, en Australie, et exploratrice National Geographic.

« Habituellement, les mâles transmettent le chromosome Y à leur progéniture et celui-ci n'a pas l'occasion de se recombiner comme les chromosomes X », explique Jodi Rowley.

Le fait qu'une femelle dotée d'un chromosome Y se reproduise donne au chromosome Y la possibilité de créer de nouvelles versions « plus saines » et, éventuellement, de se débarrasser de certaines mauvaises mutations.

LES EFFETS DE LA POLLUTION

Les résultats n'exonèrent en rien les polluants tels que l'atrazine, un herbicide largement utilisé, soulignent les scientifiques.

Des études ont montré, par exemple, qu'en laboratoire, l'exposition d'œufs de grenouilles à 0,1 partie par milliard d'atrazine donne une plus grande proportion de femelles qu'un groupe témoin d'œufs de grenouilles dans lequel aucun produit chimique artificiel n'a été ajouté, explique Tyler Hoskins, chercheur à l'université de Purdue.

« Il ne fait aucun doute que nous rejetons des polluants dans les cours d'eau et que ces produits chimiques peuvent provoquer une inversion de sexe », déclare M. Rowley.

« Si cette étude montre que l'inversion sexuelle est relativement fréquente chez une espèce, il est encore trop tôt pour savoir à quel point ce phénomène est répandu dans la nature... et chez les quelque 7 000 espèces de grenouilles connues. »

Pour Shine, cette étude n'est qu'un exemple de plus du peu de connaissances que nous avons sur certains des animaux les plus communs de la planète.