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Un mâle dominant à tête bleue, en haut à gauche, défend son territoire et le groupe de femelles, à coloration jaune © Kevin Bryant

Les changements de sexe sont banals chez les poissons, puisqu’ils concernent quelque 500 espèces. Mais quel est le mécanisme moléculaire à l’œuvre dans cette transformation ?

C’est la question à laquelle vient de répondre une équipe internationale en étudiant le passage de la femelle au mâle chez la girelle à tête bleue, un joli poisson tropical. Pour cela, les chercheurs ont retiré les mâles dominants de leurs groupes sociaux : c’est ce qui, typiquement, déclenche le changement de sexe chez ces poissons. Le stress induit par l’absence de mâle dominant entraîne un changement de comportement en quelques heures seulement chez certaines femelles, les plus grandes : leur couleur commence à changer et elles adoptent une attitude plus « masculine », plus agressive et flirtant avec les femelles.

Cette vidéo suit une femelle, à la coloration plus foncée, en train de devenir un mâle, avec une attitude dominante et un début de courtisage des femelles, à la coloration jaune © John Godwin and William Tyler

Les chercheurs ont prélevé des échantillons de cerveau et de gonades des poissons restants pendant les huit à dix jours au cours desquels le changement de sexe a eu lieu et ont utilisé le séquençage de l’ARN pour mesurer les différences d’expression génétique. Comme il était prévisible, ils ont observé peu de variations dans l’expression des gènes dans le cerveau. En revanche, ils ont remarqué des différences frappantes dans l’expression des gènes dans les gonades, avec l’apparition à titre provisoire de cellules de transition durant les phases intermédiaires : autrement dit, le changement de sexe ne se résume pas à une proportion différente de tissus masculins et féminins. 

Le processus se déroule de la manière suivante, tel que l’équipe a pu le reconstituer. Tout d’abord, le gène de l’aromatase est réprimé : il code l’enzyme qui convertit les hormones androgènes masculines en œstrogènes. Les cellules germinales meurent et la synthèse de l’androgène est favorisée. En outre, l’isotocine – une hormone liée à la territorialité et à l’agressivité chez le poisson – augmente. Au total, le processus de changement de sexe s’étale sur une dizaine de jours, un délai suffisant pour la régression des ovaires et l’apparition de testicules fonctionnels.