Gynogenèse

La gynogenèse est un mode de développement dans lequel le génome nucléaire de la descendance est d’origine maternelle. Un spermatozoïde active l’ovocyte, mais son matériel génétique nucléaire ne participe normalement pas à celui de l’embryon. Ce mécanisme existe naturellement dans certaines lignées de poissons et peut être provoqué expérimentalement. Il ne signifie pas, à lui seul, que tous les descendants sont des clones.

Activation et origine du génome

Le rôle du spermatozoïde et la transmission des chromosomes sont dissociés. L’activation met en route le développement, tandis que l’hérédité nucléaire demeure maternelle. La gynogenèse se distingue ainsi de la parthénogénèse strictement autonome, dans laquelle le développement ne dépend pas de l’intervention d’un spermatozoïde.

Dans les systèmes naturels, les modalités de formation des ovocytes et de maintien du nombre de chromosomes peuvent différer de celles utilisées au laboratoire. Les résultats d’une induction expérimentale chez une espèce diploïde ne décrivent donc pas automatiquement toutes les lignées gynogénétiques naturelles.

Deux voies d’induction expérimentale

Chez les poissons à fécondation externe, une méthode consiste à irradier le sperme pour inactiver son génome tout en préservant sa capacité à activer les ovocytes. Sans restauration du nombre de chromosomes, le développement conduit généralement à un embryon haploïde non viable à terme. Un traitement physique, thermique ou hydrostatique, peut permettre d’obtenir des descendants diploïdes.

Dans la gynogenèse méiotique, le traitement empêche l’expulsion du second globule polaire. Le complément chromosomique retenu résulte de la méiose maternelle ; les recombinaisons permettent de conserver de l’hétérozygotie à certains loci. Les descendants ne sont donc pas nécessairement identiques entre eux ou à leur mère.

Dans la gynogenèse mitotique, le traitement intervient sur la première division de segmentation et conduit à la duplication d’un complément haploïde. Un double haploïde est, en principe, homozygote sur l’ensemble de son génome nucléaire. Des ovocytes différents peuvent toutefois porter des combinaisons différentes d’allèles maternels : obtenir plusieurs doubles haploïdes ne suffit pas à constituer un clone unique. La production de lignées clonales nécessite des étapes reproductives supplémentaires à partir d’un géniteur approprié.

Intérêt génétique et limites

La gynogenèse sert à analyser la transmission des caractères, à étudier les mécanismes de détermination sexuelle et à établir des lignées expérimentales. Une descendance exclusivement femelle n’en est pas une conséquence universelle : le résultat dépend du système de détermination du sexe et des génotypes maternels. L’origine uniquement maternelle du génome nucléaire n’équivaut pas non plus à une absence de variabilité phénotypique liée au milieu.

Le succès dépend de l’efficacité de l’inactivation du sperme, du stade du traitement et de la qualité des gamètes. Une irradiation insuffisante peut laisser une contribution paternelle ; un traitement mal synchronisé peut produire des descendants dont la ploïdie n’est pas celle attendue. L’homozygotie peut également révéler des allèles récessifs défavorables et réduire la survie.

La vérification associe donc l’analyse du nombre de jeux chromosomiques à celle de marqueurs parentaux. L’aspect du zygote, le sexe apparent ou la ressemblance des jeunes avec leur mère ne démontrent pas, isolément, une gynogenèse complète. Ces distinctions séparent le mécanisme recherché des résultats effectivement obtenus.