Comment les dauphins se sont-ils adaptés pour se reproduire en mer ?

Le sperme des dauphins a été adapté pour permettre la reproduction en mer, selon une étude avec la participation de chercheurs de l’Institut national de recherche et de technologie agricoles et alimentaires du Conseil supérieur de la recherche scientifique (INIA-CSIC). Contrairement à ses parents terrestres, qui utiliser le glucose comme source d’énergie, le sperme du dauphin métabolise les acides gras pour permettre leur motilité et acquérir la capacité de féconder l’ovule. Le travail a été publié dans la revue “Current Biology ».

Il y a 50 millions d’années, lorsque certains herbivores ont décidé de retourner à la mer, ils ont dû évoluer et changer de morphologie pour s’adapter à la nage. Son métabolisme a radicalement changé en substituant des aliments végétaux à une alimentation riche en graisses et en protéines, basée sur la consommation de poisson. Cette transformation a contribué à l’adaptation aux nouvelles conditions de manque d’oxygène pendant de longues périodes.

« En faisant passer leur alimentation des légumes et des polysaccharides d’origine végétale aux protéines et matières grasses, ils ont commencé à utiliser les acides gras comme substrat énergétique », explique-t-il. Alfonso Gutierrez-Adán, l’un des auteurs de l’étude et chercheur à l’INIA-CSIC.

“Les muscles se sont adaptés pour utiliser les graisses comme source d’énergie, tandis que le glucose était réservé à certains tissus spécifiques comme le cerveau”, ajoute le chercheur.

De grandes transformations

Dans ces nouvelles conditions, leurs organes et leurs stratégies de reproduction ont également subi de grandes transformations. Parmi eux, les dauphins ont perdu les glandes séminales qui produisent le liquide séminal qui nourrit le sperme dans leur éjaculat, donc la source d’énergie pour pouvoir déplacer et féconder l’ovocyte devait s’accumuler à l’intérieur.

« Nous avons découvert que de nombreuses enzymes de la voie glycolytique, responsables du métabolisme du glucose dans les testicules, sont inactivées chez le dauphin. En effet, la voie utilisée par les spermatozoïdes pour produire de l’énergie et se déplacer est la phosphorylation oxydative des lipides, ce qui signifie que l’espèce subit une adaptation extraordinaire, indispensable pour se reproduire dans les nouvelles conditions marines », qualifie le scientifique.

Pour arriver à ces conclusions, l’équipe INIA-CSIC a analysé le sperme de dauphin et, en particulier, les besoins en glucose ou pyruvate pour le mouvement, ainsi que leur motilité en inactivant la voie de bêta-oxydation des acides gras mitochondriaux.

Différences avec les autres mammifères

Il a également effectué des analyses métabolomiques pour vérifier ses différences avec le sperme de mammifères terrestres comme le taureau.

Des chercheurs du Centre de recherche marine et environnementale de l’Université de Porto, chargés d’identifier des mutations dans les gènes glycolytiques, ont également participé à l’étude.

La Faculté Vétérinaire de l’Université Complutense de Madrid (UCM) et l’Oceanogràfic de la Cité des Arts et des Sciences de Valence ont également collaboré, qui ont fourni les échantillons de sperme de dauphin.

Les cétacés sont divisés en deux grands groupes, les odontocètes (cétacés à dents) et les mysticetos (baleines à fanons). Alors que les premiers ont des dents, comme les dauphins et les orques, les seconds ont des caroncules pour filtrer, avaler et expulser l’eau de mer à travers les caroncules.

Les chercheurs ont averti que des mutations subies par les dauphins pour s’adapter à la vie en mer ont également été observées chez d’autres espèces au sein du groupe des odontocètes.

Régime protéiné et gras

« Le changement semble essentiel pour leur adaptation à la mer et à un régime de protéines et de graisses. Cependant, les baleines à fanons se nourrissent de krill, petits crustacés marins de diverses espèces qui font partie du plancton et dont la composition est riche en un glucide : la chitine », précise Gutiérrez-Adán.

“Bien qu’il soit difficile de prélever du sperme sur ces animaux et que l’on en sache encore peu sur leur métabolisme, ces mutations dans les gènes glycolytiques n’ont pas été observées chez les mysticètes”, précise-t-il.

Dans la prochaine phase de l’étude, les chercheurs se concentreront sur l’analyse de la source d’énergie et de la stratégie utilisée par les dauphins dans le processus d’entraînement du sperme.

« Comprendre l’ensemble du processus d’adaptation des spermatozoïdes pourrait servir à appliquer ces connaissances aux biotechnologies de la reproduction des espèces animales et aux humains », conclut Gutiérrez-Adán.

Le cétacé le plus fréquent en Méditerranée

Le dauphin rayé (Stenella coeruleoalba) est le cétacé le plus observé d’Espagne et, de loin, le cétacé le plus fréquent de la mer Méditerranée.

Il a un corps très stylisé, mais un peu plus robuste que les autres espèces de son genre. La nageoire dorsale est plutôt faucille. Il a un museau nettement différent du melon et de petite taille.

Les nageoires pectorales sont longues et étroites. Son motif de couleur montre des différences claires dans la direction dorso-ventrale.

La partie ventrale est plutôt claire, tandis que la partie dorsale est gris foncé. Il a une bande grise plus claire qui s’étend de la zone thoracique au pelage de l’animal (partie dorsale derrière la nageoire dorsale).

Il peut être absent chez certains individus. Il y a une bande assez sombre provenant du museau, majoritairement noire, et s’étendant dorsalement, entourant l’œil, jusqu’à la région anale.

Il existe également une autre bande sombre qui commence dans l’œil et s’élargit jusqu’aux nageoires pectorales et une troisième bande, beaucoup plus courte, entre les deux précédentes et qui pend généralement de la première bande, selon l’Association des cétacés.

Il peut atteindre 2,56 mètres de long, bien que sa taille moyenne se situe entre 1,8 et 2,7 mètres. En Méditerranée, la taille varie progressivement du nord au sud, les individus de la marge sud étant d’environ 3 centimètres plus grands que ceux du nord.

Les plus gros spécimens sont entre 5 et 8 centimètres plus petits que les dauphins rayés de l’Atlantique Nord-Est. Aucune différence de taille n’a été trouvée entre les spécimens des zones est et ouest.

Dimorphisme sexuel

Comme dans le reste du monde, le dauphin rayé présente également un certain dimorphisme sexuel en Méditerranée, où les mâles mesurent environ 2 centimètres de plus que les femelles. Les nouveau-nés mesurent entre 90 et 100 cm (entre 90 et 95 en Méditerranée) et pèsent environ 11 kg. Le poids maximum enregistré pour un adulte est de 156 kg.

C’est une espèce qui habite les eaux subtropicales et tempérées du monde entier. C’est le cétacé le plus abondant, et l’un des plus connus de la Méditerranée, où il peut être trouvé réparti dans tout son bassin, bien qu’ils ne soient pas uniformément répartis.

En effet, dans la région occidentale, qui s’étend du détroit de Gibraltar à la péninsule italienne et à la Sicile, le dauphin rayé est très abondant, tandis que dans la région orientale, située de la péninsule italienne aux côtes de la Turquie, son abondance est assez moins. Il n’y a aucune trace de leur présence en mer Noire.

Dans la région la plus occidentale de la Méditerranée, qui est la plus étudiée, on a constaté qu’il y avait plus de spécimens dans la partie nord que dans le sud. Différentes études concluent qu’il est particulièrement abondant dans les zones à plus forte production primaire. En ce sens, il existe deux régions importantes pour le dauphin rayé en Méditerranée.

D’une part, l’espace liguro-provençal qui, grâce à l’affleurement d’eaux profondes riches en nutriments et en zooplancton, est l’une des zones les plus productives de la Méditerranée. D’autre part, la mer d’alboran, bien que dans ce cas, sa productivité élevée soit due à l’entrée des eaux atlantiques, riches en nutriments, par le détroit de Gibraltar.

La productivité élevée dans les deux zones favorise la présence de petits poissons et de céphalopodes, qui sont les principales proies du dauphin rayé. Il existe deux zones avec une présence mineure de ce cétacé, qui correspondent aux eaux qui entourent les îles Baléares, de la péninsule ibérique à la côte nord de l’Afrique.

Cette densité plus faible est due à l’absence de processus océanographiques favorisant la production primaire. On suppose également que cela pourrait être dû au fait que l’épidémie qui a causé la plus grande mortalité de cette espèce au cours des dernières décennies (l’épidémie de morbillivirus des années 1990 et 1992) a commencé et a été plus intense dans cette région.

Des études récentes (Gómez de Segura et al., 2006) suggèrent que la population de dauphins rayés des îles Baléares et de la péninsule ibérique se serait rétablie, atteignant des densités supérieures à celles calculées au début des années 90.

Rapport de référence : https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(21)00760-0

Source : Marseille News – Publié le 13.07.2021
Photo de Une : Romuald Bézard de Pixabay
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