Une phéromone pour favoriser les fécondations croisées mâles-femelles

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Thèmes : reproduction, Ptéridophytes, phytohormones/phéromones , déterminisme du sexe


 Des chercheurs japonais viennent de publier dans Science une étude qui montre qu'une fougère (Ptéridophyte) nommée Lygodium japonicum contrôle le sexe de ses voisines grâce à des phéromones. 

Le cycle de développement des fougères est rappelé ci-dessous :

Source : http://lesbeauxjardins.com/cours/botanique/8-pteridophytes/filicinees.htm

 Le sporophyte diploïde produit des spores haploïdes qui, une fois disséminées, se développent en un gamétophyte haploïde. En général, ce gamétophyte est hermaphrodite et produit des gamètes mâles (via les anthéridies) et femelles (via les archégones). Il peut alors y avoir auto-fécondation, ce qui facilite la reproduction mais ne favorise pas les recombinaisons génétiques et la diversité génétique qui en découle. Mais il existe des cas où les gamétophytes sont sexués, mâles ou femelles, et leur répartition spatiale ne se fait pas au hasard. 

Les chercheurs ont montré que les gamétophytes femelles sont capables de produire une phéromone (appelée anthéridiogène) qui oriente le développement des gamétophytes plus jeunes aux alentours en gamétophytes mâles, avec seulement des anthéridies. Cette phéromone est un précurseur des gibbérellines (qui est habituellement une phytohormone). Ce précurseur appelé GA9 est méthylé, ce qui n'est pas habituel dans la voie de biosynthèse des gibbérelines mais cela favorise sa sortie de la cellule et il diffuse dans le sol depuis les gamétophytes femelles. Les jeunes gamétophytes absorbent ce précurseur, le déméthylent et terminent la synthèse des gibbérellines qui les convertissent en mâles : il y a inhibition du développement des archégones et stimulation du développement des anthéridies. Ce système favorise un équilibre dans le sex ratio : si il y a trop de gamétophytes femelles dans une zone les nouveaux gamétophytes en développement seront des mâles et ainsi les fécondations croisées seront favorisées.

Reste à trouver les gènes cibles des gibbérellines et les premières pistes sont les gènes orthologues de ceux des Angiospermes qui sont les cibles des gibbérellines dans ses fonctions plus classiques (croissance des entrenoeuds, levée de dormance, contrôle de la floraison).  Ce serait également intéressant de savoir si les gamétophytes mâles ont aussi une phéromone qui favorise les gamétophytes femelles autour d'eux. 

 

Voir cet article. 

Article original :  Science 24 October 2014: Vol. 346 no. 6208 pp. 469-473

DOI: 10.1126/science.1259923

 Antheridiogen determines sex in ferns via a spatiotemporally split gibberellin synthesis pathway