Reproduction

Reproduction humaine

La reproduction sexuée comporte différentes étapes et la fécondation humaine est l'une de ces étapes.

Le système reproducteur a pour fonction de produire des gamètes : des ovules et des spermatozoïdes.

La reproduction sexuée chez les humains (et les autres animaux) implique la fusion d'un spermatozoïde (gamète mâle) et d'un ovule (gamète femelle) pour produire un zygote diploïde (ovule fécondé).

La production de gamètes chez l'homme se fait selon les processus suivants :

• l'ovogenèse (production d'ovules) ;

• la spermatogenèse (production de spermatozoïdes).

Lors de la fécondation, les noyaux de ces cellules fusionnent pour former un zygote ou un ovule fécondé. La fécondation se déroule selon la série d'étapes et de réactions suivantes :

• les spermatozoïdes se lient à la couche externe de l'ovule, la zone pellucide, et creusent un tunnel à travers celle-ci à l'aide d'enzymes digestives : c'est la réaction acrosomique ;

• la membrane du spermatozoïde et celle de l'ovule fusionnent avant que le noyau du spermatozoïde ne pénètre dans le cytoplasme de l'ovule. S'ensuit la réaction corticale, qui est essentiellement le durcissement de la zone pellucide. Cette réaction empêche que plusieurs spermatozoïdes ne fécondent le même ovule ;

• lorsque les noyaux de l'ovule et du spermatozoïde fusionnent, un zygote est formé ;

• l'ovule fécondé se divise ensuite plusieurs fois pour former un blastocyste et s'implanter dans la paroi de l'utérus.

Fig. 1 - La réaction acrosomique

Appareil reproducteur féminin

Bien que les structures suivantes de l'appareil reproducteur féminin remplissent des fonctions différentes, elles contribuent ensemble à la création et au maintien d'un ovule :

Fig. 2 - Structure de l'appareil reproducteur féminin

Ovogenèse

L'ovogenèse est le processus qui produit les ovules. Elle se produit dans les couches externes des ovaires. La figure 3 donne un aperçu de l'ovogenèse.

Fig. 3 - Le processus de l'ovogenèse

1. Les cellules germinales, qui sont les cellules reproductrices dans l'ovaire, se divisent par mitose pour former des oogones. Les oogones sont des cellules reproductrices immatures qui sont diploïdes, ce qui signifie qu'elles contiennent deux jeux complets de chromosomes, un de chaque parent.

2. Avant la naissance de la femme, un oogone se développe pour devenir un ovocyte primaire. Cet ovocyte primaire reste en phase de repos jusqu'à la puberté.

3. À chaque cycle menstruel, généralement un seul ovocyte primaire reprend sa division méiotique (1ʳᵉ division méiotique) pour devenir un ovocyte secondaire, qui est un ovule immature. Cet ovocyte est une cellule haploïde, ce qui signifie qu'il ne contient que la moitié des chromosomes de la cellule d'origine. C'est maintenant le jeu de chromosomes féminins qui sera présent dans le zygote. En outre, une petite cellule, appelée premier corps polaire, se détache de l'ovocyte.

4. Les corps polaires sont également des cellules haploïdes, mais ils ne peuvent pas être fécondés et dégénèrent généralement.

5. L'ovocyte secondaire ne subit la deuxième division méiotique (2ᵉ division méiotique) que si la fécondation par un spermatozoïde a lieu. Dans ce cas, l'ovocyte secondaire forme un ovule mature et un autre corps polaire. Si la fécondation n'a pas lieu, l'ovocyte secondaire ne termine pas la deuxième division méiotique et ne devient pas un ovule mature. La maturation de l'ovocyte, pour former un ovule, est suspendue en prophase II jusqu'à l'ovulation (après la puberté). Ensuite, la division méiotique peut se poursuivre, mais elle s'arrête à nouveau au stade de la métaphase II. L'ovocyte secondaire reste alors bloqué dans cette phase jusqu'à ce que la fécondation par un spermatozoïde ait lieu.

Appareil reproducteur masculin

Bien que les structures suivantes de l'appareil reproducteur masculin remplissent des fonctions différentes, elles contribuent ensemble à la création et au stockage des spermatozoïdes :

Fig. 4 - Structure de l'appareil reproducteur masculin

Spermatogenèse

Fig. 5 - Le processus de la spermatogenèse

La spermatogenèse est le processus qui produit les spermatozoïdes. Elle se produit dans les testicules, les gonades masculines.

1. Les cellules germinales subissent plusieurs divisions cellulaires par mitose pour former des spermatogonies.

2. Les spermatogonies se multiplient par mitose, puis elles se développent pour devenir des spermatocytes primaires.

3. Les spermatocytes primaires subissent une méiose pour former des spermatocytes secondaires.

4. Les spermatocytes secondaires subissent la méiose pour la deuxième fois, formant les spermatides, qui sont des cellules sexuelles haploïdes.

5. Les spermatides se différencient (mûrissent) pour devenir des spermatozoïdes.

Reproduction sexuée des plantes

La reproduction sexuée chez les plantes suit des principes similaires à la reproduction sexuée chez l'homme ; les noyaux des gamètes mâles et femelles fusionnent pour former un zygote. Il existe cependant quelques différences significatives.

Les gamètes mâles sont produits dans les anthères de la fleur et se trouvent dans les grains de pollen, tandis que les gamètes femelles sont produits dans les ovaires de la fleur et stockés dans les ovules. Chez les plantes, les ovules sont des structures qui se transforment en graines lorsqu'elles sont fécondées.

Fig. 6 - Structure générale d'une fleur

La fécondation chez les plantes se produit sous la forme d'une double fécondation. Au cours de ce processus :

1. Un grain de pollen atterrit sur le stigmate du carpelle et forme un tube pollinique qui se développe vers le bas dans l'ovule (qui se trouve dans l'ovaire).

2. Lorsque le tube pollinique pénètre dans la paroi du sac embryonnaire de l'ovule, son extrémité éclate, ce qui permet à un gamète mâle (dans le tube pollinique) de féconder l'ovule et de former un zygote.

3. Un autre gamète mâle (également dans le tube pollinique) fusionne avec deux noyaux polaires (noyaux femelles situés au centre du sac embryonnaire), produisant un noyau d'endosperme.

4. Le noyau de l'endosperme se divise et forme un endosperme, qui fournit des nutriments et de la nourriture à l'embryon en pleine croissance.

Ces deux événements de fécondation sont connus sous le nom de double fécondation.

La reproduction sexuée chez les champignons

Les champignons (et les plantes) peuvent se reproduire à la fois de manière sexuée et asexuée. Dans les deux cas, les champignons produisent des spores libérées dans l'environnement. Ces spores atterrissent et se développent en champignons lorsque les conditions environnementales sont favorables.

La reproduction sexuée chez les champignons se déroule en trois étapes :

1. la plasmogamie ;

2. la caryogamie ;

3. la méiose.

Reproduction asexuée

La reproduction asexuée se produit uniquement par mitose, par laquelle une cellule se divise pour produire des cellules filles génétiquement identiques. De nombreux organismes utilisent la mitose pour se reproduire au lieu de la reproduction sexuelle par les gamètes.

Reproduction asexuée chez les champignons

Les champignons peuvent se reproduire de manière asexuée par fragmentation, bourgeonnement ou sporulation (production de spores).

Reproduction asexuée des plantes

Les plantes peuvent subir deux grands types de reproduction asexuée : la reproduction végétative et l'apomixie.

Fig. 7 - Reproduction végétative. Dans cet exemple, de nouvelles plantes bourgeonnent à partir du stolon

• La reproduction végétative fait appel à la structure végétative de la plante mère pour former de nouveaux individus génétiquement identiques grâce à des processus tels que le bourgeonnement. Cette forme de reproduction ne nécessite pas de graines ou de spores.

• L'apomixie est une forme de reproduction asexuée qui produit des graines sans fécondation. L'ovule donne naissance à une nouvelle graine.

Reproduction asexuée chez les procaryotes

Les procaryotes, comme les bactéries, sont des organismes unicellulaires qui ne contiennent pas de noyau distinct ni d'autres organites liés à une membrane. Ils se reproduisent par reproduction asexuée, qui se produit par un processus connu sous le nom de fission binaire. Le processus de fission binaire est le suivant :

1. L'ADN de la cellule procaryote se réplique, doublant ainsi le nombre de chromosomes. Rappelle-toi que, contrairement aux cellules eucaryotes, le matériel génétique des procaryotes n'est pas contenu dans un noyau. L'ADN se trouve donc en vrac dans le cytoplasme, mais dans une région spécialisée appelée nucléoïde.

2. Les chromosomes se séparent aux extrémités opposées de la cellule. La cellule s'allonge également, formant un septum au milieu.

3. Une nouvelle paroi cellulaire est formée à partir du septum, qui se divise par le milieu, libérant deux cellules procaryotes génétiquement identiques.

Reproduction sexuée VS asexuée

Chaque méthode de reproduction présente plusieurs avantages distincts ; cependant, elles ont chacune leur lot d'inconvénients.