Les vies sexuelles variées d'un type d'algues vertes ont permis à un chercheur de l'Université d'Adélaïde de tester une théorie expliquant pourquoi il y a des mâles et des femelles.

La question de savoir pourquoi différents types de cellules sexuelles ont évolué, tels que le sperme et les ovules (collectivement appelés gamètes), reste incertain.

"Pourquoi y aurait-il des mâles et des femelles ? Pourquoi une situation évoluerait-elle où certains individus produisent de petits gamètes mobiles ou capables de mouvement (les mâles) et d'autres produisent de gros gamètes, les gamètes immobiles (les femelles) ?", déclare le Dr Jack da Silva, Maître de conférences à l'École des sciences biologiques de l'Université d'Adélaïde.

« La reproduction sexuée ne nécessite ni mâles ni femelles, tout ce qu'il faut, c'est la fusion de cellules sexuelles issues de deux types d'accouplement différents."

La théorie classique pour expliquer l'évolution de cellules sexuelles de tailles différentes et donc de sexes différents est la théorie de la sélection perturbatrice et a été proposée dans les années 1970. Il décrit comment une population évolue de différents types d'accouplement produisant des cellules sexuelles de même taille (ou gamètes) à des types d'accouplement produisant des gamètes de différentes tailles, comme là où il y a des mâles et des femelles distincts.

Le Dr da Silva a fourni le premier test spécifique à cette théorie - en utilisant les stratégies de reproduction des algues vertes.

"La théorie est qu'à mesure que les organismes évoluent pour devenir plus gros, l'embryon unicellulaire (ou zygote) est également sélectionné pour être plus gros. Cela nécessite des gamètes plus gros pour stocker plus de nutriments pour donner à l'embryon une longueur d'avance dans le développement, " dit le Dr da Silva.

"Les organismes ont un budget limité pour produire des gamètes. Donc s'il y en a plus, ils seront plus petits, s'il y en a moins, ils seront plus gros. Parce qu'un plus grand nombre de gamètes donne à un type d'accouplement un avantage sélectif - plus de chances de réussite de la fécondation - l'autre type d'accouplement sera obligé de produire plus gros, et donc moins, gamètes pour permettre la production du plus gros zygote."

Publié dans la revue Écologie et évolution , Le Dr da Silva a testé cette théorie en utilisant les données d'études sur les algues Volvocine, dans lesquelles les espèces varient considérablement dans leurs modes de reproduction :certaines dans lesquelles deux types d'accouplement produisent des gamètes de la même taille qui peuvent se déplacer (mobiles); d'autres qui produisent des gamètes mobiles de différentes tailles; et d'autres dans lesquels un type d'accouplement produit de petits, les gamètes mobiles et l'autre type d'accouplement produit de gros gamètes non mobiles (mâles et femelles).

Il a dérivé une prédiction d'un modèle mathématique existant de la théorie de la sélection perturbatrice qui stipule que pour que l'évolution des hommes et des femmes reste stable, le rapport entre la taille du plus gros gamète et le plus petit des gamètes doit être supérieur à trois. Les maths disent que si le rapport est inférieur, ils évoluent toujours vers la même taille.

« Les algues étaient parfaites pour tester cette théorie :elles ont montré toute la gamme de variation des différences de taille des gamètes. Et la théorie a tenu. Partout où il y avait des gamètes de différentes tailles, les plus gros étaient toujours au moins trois fois plus gros.

"Cela fournit le premier test spécifique à cette théorie - les tests précédents portaient sur des prédictions communes à cette théorie et à des théories similaires. À ce jour, il n'y a pas eu beaucoup de preuves solides à l'appui de l'une des théories concurrentes, mais ici nous avons confirmé que la théorie classique est probablement sur la bonne voie.

Le Dr da Silva dit qu'il est important de comprendre cette évolution car elle nous aide à comprendre les différences entre les hommes et les femmes, comme leur morphologie et leur comportement. « Ces différences entre mâles et femelles découlent de cette évolution originale de la taille et de la motilité des cellules sexuelles, " il dit.