La continuité cyclique des êtres vivants trouve dans les phénomènes de reproduction les anneaux de liaison entre générations successives.
La reproduction est réalisée à différents niveaux de l'échelle évolutive, dans les différentes ramifications des règnes végétal et animal, chez les différentes espèces vivantes, avec une telle variété de mécanismes qui justifient à eux seuls tout un traité.
Une première classification des phénomènes de reproduction doit distinguer les organismes unicellulaires des organismes multicellulaires, car ce n'est que dans le premier cas que la division cellulaire coïncide avec la reproduction.
Dans la reproduction multicellulaire peut être agamique ou sexée (ou gamica).
La reproduction agamique, relativement moins fréquente, repose sur le mécanisme de la mitose, de sorte que la variabilité de l'espèce est plutôt liée à la répétition de mutations.
Il existe également différents mécanismes, tels que la strobilisation, la sporulation, etc., tandis que chez les plantes, on trouve des formes de régénération bien connues en agriculture (boutures, margots, etc.).
Le mécanisme de reproduction le plus répandu dans les formes supérieures, cependant, est celui sexué, correspondant à l'apparition de la méiose, à la formation des gamètes et à leur fusion dans le zygote (fécondation).
Chez les espèces primitives, les gamètes ne sont pas différenciés morphologiquement: on parle ici d'isogamétie. Il existe cependant toujours deux séries de gamètes, identifiées par les symboles (+) et (-) et la fécondation ne peut avoir lieu qu'à partir de la rencontre de gamètes de signe opposé: il existe donc une différence biologique, non encore exprimée morphologiquement.
Au fur et à mesure des progrès de l'échelle évolutive apparaît alors la différenciation morphologique et fonctionnelle, qui distingue un type de gamètes femelles généralement dotées d'un matériel de réserve abondant (deutoplasme ou veau, qui assurera le développement de l'embryon jusqu'à ce qu'il puisse être métaboliquement indépendant ) et un type de gamètes mâles avec une motilité à atteindre les femelles. Les gamètes sont toujours haploïdes et sont le résultat de la méiose. Leur fusion donne naissance au zygote diploïde.
Une série de générations cellulaires haploïdes peut se produire entre le meíosi et le zygote, de même qu'une série de générations de cellules diploïdes peut se produire entre le zygote et la méiose, les différentes variétés de cycles génératifs étant exprimées par l'alternance de générations.
Une espèce diplomate (à organisme diploïde) se caractérise par la méiose gamétique: la méiose produit, c'est-à-dire directement les gamètes, qui en fondant reconstituent immédiatement l'état diploïde. C'est le cas dominant des Metazoi, y compris l'homme.
Gamétogenèse
En prenant en compte la reproduction avec la gamétique méiotique, qui se produit chez l'homme, nous voyons comment préciser comment dans la gamétogenèse (formation de gamètes) la méiose est insérée.
Dans le développement embryonnaire, dans la gamétogenèse masculine et féminine (appelées spermatogenèse et ovogenèse), il existe une différenciation précoce entre les cellules destinées à former le corps (lignée somatique) et celles destinées à produire des gamètes (lignée germinale). Les cellules initiales de la lignée germinale s'appellent protogonis. Avec la différenciation de la gonade au sens masculin ou féminin, les cellules germinales se différencient respectivement en spermatogonies et en ovogènes.
En regardant la spermatogenèse, nous voyons qu'il existe une série de générations cellulaires dans la spermatogonie, une série qui se poursuit tout au long de la vie. Seule une partie des spermatogonies ainsi produites de manière continue diffère du cycle mitotique normal et commence par la méiose.
La cellule germinale dans laquelle débutera la méiose (réduplication puis première division) est appelée spermatocyte du premier ordre; sa division est à l'origine de deux spermatocytes de second ordre qui, avec la seconde division, produisent un total de quatre spermatides.
Nous pouvons graduer la réduction du kit chromosomique 4n des spermatocytes du premier ordre (après la réduplication, nous avons quatre chromatiles pour chaque paire d'homologues) à 2n des spermatocytes du second ordre et au n des spermatides, comme on l'a déjà vu en étudiant la méiose, alors ça se termine. Les spermatides sont donc déjà haploïdes, mais ils ne sont pas encore des gamètes matures. De la structure d'une cellule de type haploïde, la maturation fonctionnelle (appelée spermiohistogenèse) transforme les spermatides en spermatozoïdes, c'est-à-dire en gamètes mâles matures.
Dans la gamétogenèse féminine (ou ovogenèse), des différences différentes sont notées. Tout d'abord, le nombre de gamètes à préparer est beaucoup plus petit. On estime qu'environ 5 x 105 ovogoni sont préparés dans les gonades d'une femelle de l'espèce humaine; sur ce nombre, environ 400 seulement s’intéressent à la maturation du follicule et à l’abattement ultérieur, dans un cycle qui ne touche normalement qu’un follicule par mois pendant une période fertile d’environ 35 ans.
Le nombre différent de gamètes établis chez les deux sexes correspond à la différence de fonction et de comportement déjà mentionnée: les spermatozoïdes sont petits, mobiles et nombreux en ce qui concerne la nécessité de rechercher l'œuf et la faible probabilité de le trouver; les œufs sont gros, inertes et peu nombreux, en ce qui concerne la fonction de garantir à l'embryon le matériel de réserve et la protection que leur procure la fécondation interne (naturellement, surtout dans le cas d'une fécondation externe, même les œufs doivent être plus nombreux).
La nécessité de fournir des gamètes équipés de matériel de réserve correspond à la présence, dans l'ovogenèse, d'une phase d'arrêt de la méiose, au cours de laquelle les chromosomes se désespèrent partiellement. On observe ensuite les «chromosomes en plumes», dans lesquels une série d’extroflexions identifie les traits dans lesquels les gènes responsables de la synthèse du deutoplasme sont déréprimés.
Le plus petit nombre requis pour les gamètes femelles correspond également au fait que, sur les quatre cellules haploïdes produites par la méiose, une seule reçoit la totalité du matériau de réserve et devient un gamète, tandis que les trois autres (polypes ou corps polaires), qui contiennent seulement du matériel chromosomique, ils ne peuvent pas donner naissance à des zygotes et des embryons et sont destinés à régresser.
La fertilisation
La fécondation, c'est-à-dire la rencontre entre les gamètes mâles et femelles, peut être réalisée de différentes manières.Dans le règne animal, nous observons le passage de la fécondation externe (gamètes exposés à un risque environnemental et donc nécessairement très nombreux chez les deux sexes) à la fécondation interne, à laquelle le soin parental est en outre lié au rapport métabolique des mammifères entre mère et fœtus.
La fécondation, une fois que la rencontre entre des gamètes du sexe opposé a eu lieu, doit avoir lieu en assurant deux conditions: la spécificité et l'unicité. En d’autres termes, il faut s’assurer que le spermatozoïde appartient à la même espèce que l’œuf et qu’une fois le premier entré, aucun autre n’entre.
La spécificité est assurée par les caractéristiques biochimiques de l'acrosome et de la surface de l'œuf. En effet, on parle de réactions entre «fertilisine» et «antifertilisine», avec une spécificité comparable à celle de la rencontre entre enzymes et substrat.
L'unicité de la fécondation est garantie par une modification de la structure superficielle de l'ovule ("réaction corticale") qui commence dès la première réaction spécifique de Fertisin / Antifertilisin; après cette réaction, la membrane de l'ovule est altérée, de sorte que tout autre spermatozoïde qui l'atteint ne peut plus déclencher la réaction de fécondation spécifique.
Après la fécondation, la queue du spermotozoon reste en dehors de l'ovule, tandis que le matériel chromosomique pénètre. Celui-ci, appelé "pronucleo mâle", rejoint le "pronucleo féminin" de l'ovule, formant ainsi le noyau diploïde du zygote.
Edité par: Lorenzo Boscariol
