Détermination thermodépendante du sexe

La détermination du sexe en fonction de la température (TSD, pour temperature-dependent sex determination) est un type de détermination du sexe par l'environnement dans lequel les températures subies pendant le développement embryonnaire/larvaire déterminent le sexe de la progéniture[1]. Elle n'est observée que chez les reptiles et les poissons téléostéens[2],[3],[4],[5]. On l'observe aussi chez certains oiseaux, comme le Talégalle de Latham[réf. nécessaire]. La TSD diffère des systèmes de détermination chromosomique du sexe chez les vertébrés. C'est le type de détermination du sexe environnemental (DSE) le plus répendu et le plus étudié. On observe également que d'autres conditions, comme la densité, le pH et la couleur de fond de l'environnement, modifient le rapport des sexes, ce qui pourrait être classé soit comme une détermination du sexe en fonction de la température, soit comme une différenciation du sexe en fonction de la température, selon les mécanismes impliqués[6]. En tant que mécanismes de détermination du sexe, le TSD et la détermination génétique du sexe (GSD) devraient être considérés de manière équivalente[7], ce qui peut conduire à reconsidérer le statut des espèces de poissons qui sont prétendument atteints de TSD lorsqu'ils sont soumis à des températures extrêmes au lieu de la température ressentie pendant le développement dans la nature, puisque les changements du sex-ratio avec la variation de température sont pertinents sur le plan écologique et évolutif[6].

Bien que le TSD ait été observé chez de nombreuses espèces de reptiles et de poissons, les différences génétiques entre les sexes et les mécanismes moléculaires du TSD n'ont pas été révélées[6]. On pense que la voie médiée par le cortisol et la voie de régulation épigénétique sont les mécanismes potentiels impliqués dans le TSD[6],[8]

Les oeufs sont affectés par la température à laquelle ils sont incubent pendant le tiers moyen du développement embryonnaire[9]. Cette période critique d'incubation est connue sous le nom de période de thermosensibilité (PTS)[10]. Le moment spécifique de l'engagement sexuel est connu grâce à plusieurs auteurs qui ont résolu la chronologie histologique de la différenciation sexuelle dans les gonades des tortues avec la PTS[9].

MécanismesModifier

Chez une majorité de reptiles ovipares, en particulier les tortues, les oeufs ne sont initialement ni mâles ni femelles et le sexe va être déterminé pendant la période d'incubation par la température[11].

Contrairement à ceux de la détermination génétique du sexe, les mécanismes de la détermination thermodépendante ont été longtemps incompris. La température pouvait jouer sur n'importe lequel des nombreux gènes autosomes impliqués dans la différenciation sexuelle, y compris ceux qui ne le sont que marginalement, du moment que leur altération est capable de changer le sexe[12].

En 2018 il a été démontré chez la Tortue de Floride (Trachemys scripta elegans) que c'est la transcription du gène KDM6B (un modificateur de la chromatine) qui est sensible à la température et confère sa sensibilité au gène DMRT1, lequel joue un rôle crucial dans la détermination du sexe[11],[12],[13]. On ne sait pas encore, en revanche, si le gène KDM6B répond directement à la température ou s'il est régulé par un autre élément directement sensible comme le gène CIRBP.

Articles connexesModifier

Notes et référencesModifier

  1. Ido Pen, Tobias Uller, Barbara Feldmeyer, Anna Harts, Geoffrey M. While et Erik Wapstra, « Climate-driven population divergence in sex-determining systems », Nature, vol. 468, no 7322,‎ , p. 436–439 (PMID 20981009, DOI 10.1038/nature09512, Bibcode 2010Natur.468..436P)
  2. « The adaptive significance of temperature-dependent sex determination in a reptile », Nature, vol. 451, no 7178,‎ , p. 566–568 (PMID 18204437, DOI 10.1038/nature06519, Bibcode 2008Natur.451..566W)
  3. Doris Bachtrog, Judith E. Mank, Catherine L. Peichel, Mark Kirkpatrick, Sarah P. Otto, Tia-Lynn Ashman, Matthew W. Hahn, Jun Kitano et Itay Mayrose, « Sex determination: why so many ways of doing it? », PLOS Biology, vol. 12, no 7,‎ , e1001899 (ISSN 1545-7885, PMID 24983465, PMCID 4077654, DOI 10.1371/journal.pbio.1001899)
  4. Tree of Sex Consortium, « Tree of Sex: a database of sexual systems », Scientific Data, vol. 1,‎ , p. 140015 (PMID 25977773, PMCID 4322564, DOI 10.1038/sdata.2014.15)
  5. Natalia Ospina-Alvarez et Francesc Piferrer, « Temperature-dependent sex determination in fish revisited: prevalence, a single sex ratio response pattern, and possible effects of climate change », PLOS One, vol. 3, no 7,‎ , e2837 (ISSN 1932-6203, PMID 18665231, PMCID 2481392, DOI 10.1371/journal.pone.0002837, Bibcode 2008PLoSO...3.2837O, lire en ligne)
  6. a b c et d Zhi-Gang Shen et Han-Ping Wang, « Molecular players involved in temperature-dependent sex determination and sex differentiation in Teleost fish », Genetics Selection Evolution, vol. 46,‎ , p. 26 (ISSN 1297-9686, PMID 24735220, PMCID 4108122, DOI 10.1186/1297-9686-46-26)
  7. Christine Grossen, Samuel Neuenschwander et Nicolas Perrin, « Temperature-dependent turnovers in sex-determination mechanisms: a quantitative model », Evolution; International Journal of Organic Evolution, vol. 65, no 1,‎ , p. 64–78 (ISSN 1558-5646, PMID 20722730, DOI 10.1111/j.1558-5646.2010.01098.x, lire en ligne)
  8. Francesc Piferrer, « Epigenetics of sex determination and gonadogenesis », Developmental Dynamics, vol. 242, no 4,‎ , p. 360–370 (ISSN 1097-0177, PMID 23335256, DOI 10.1002/dvdy.23924)
  9. a et b T. Wibbels, J.J. Bull et D. Crews, « Chronology and morphology of temperature dependent sex determination », The Journal of Experimental Zoology, vol. 260, no 3,‎ , p. 371–381 (PMID 1744617, DOI 10.1002/jez.1402600311)
  10. V. Delmas, A.-C. Prevot-Julliard, C. Pieau et M. Girondot, « A mechanistic model of temperature-dependent sex determination in a chelonian: the European pond turtle », Functional Ecology, vol. 22,‎ , p. 84–93 (DOI 10.1111/j.1365-2435.2007.01349.x, lire en ligne)
  11. a et b « Comment est déterminé le sexe de la tortue », sur Sciences et Avenir (consulté le 27 avril 2020)
  12. a et b (en) Arthur Georges et Clare E. Holleley, « How does temperature determine sex? », Science, vol. 360, no 6389,‎ , p. 601-602 (DOI 10.1126/science.aat5993).
  13. (en) Chutian Ge, Jian Ye, Ceri Weber, Wei Sun, Haiyan Zhang et al., « The histone demethylase KDM6B regulates temperature-dependent sex determination in a turtle species », Science, vol. 360, no 6389,‎ , p. 645-648 (DOI 10.1126/science.aap8328).