L’année dernière, j’ai été surpris de constater que ma femelle canard mandarin se transformait en mâle. Même en tant que diplômé de zoologie et quelqu’un qui a gardé des oiseaux dans une volière depuis l’âge de 10 ans, je n’avais absolument aucune idée que cela pouvait arriver, alors j’ai commencé à enquêter, et il s’avère que la façon dont les oiseaux expriment leur sexe est une affaire diaboliquement complexe.
Les canards mandarins sont une petite espèce de canard nichant dans les arbres, originaire de Chine.
Ils sont maintenus en captivité au Royaume-Uni depuis des décennies après que les ornithologues se soient entichés de l’incroyable plumage de reproduction du mâle.
Ce plumage est une caractéristique sexuelle secondaire des mâles, et dépend de la période de l’année, les mâles muant d’une coloration brun terne semblable à celle des femelles en automne.
Ma femelle, étant heureusement appariée avec un mandarin mâle dans ma volière, a contrarié cette tendance en faisant pousser des plumes de mâle. Que s’est-il passé ?
Pour savoir ce qui se passait réellement, il est important de savoir ce qui définit un mâle et une femelle.
Nous avons enquêté sur les canards mandarins après que Du de Singapour nous ait demandé : « Pourquoi avons-nous des mâles et des femelles ? » Si vous avez une question scientifique sur laquelle vous souhaitez que BBC CrowdScience se penche, contactez-nous via le formulaire ci-dessous.
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On pourrait penser que les caractéristiques sexuelles – la présence d’un pénis, ou de glandes mammaires, ou d’un plumage coloré – pourraient déterminer le mâle et la femelle, mais en matière de sexe, la taille fait tout.
La reproduction sexuée se fait presque toujours par la combinaison d’une grande cellule et d’une petite cellule, chacune contenant la moitié de l’information génétique habituelle de deux individus de la même espèce.
Un mâle est simplement l’individu qui fournit la plus petite des deux cellules, tandis qu’une femelle fournit la plus grande. Mais le contrôle génétique de l’individu qui fournit la plus grande et la plus petite des cellules reproductrices – et les caractéristiques sexuelles correspondantes – diffère énormément entre les mammifères, les oiseaux, les reptiles, les poissons et les insectes.
Chez les mammifères et les oiseaux, les chromosomes dictent le sexe. Les humains possèdent 23 paires de ces paquets d’ADN groupés dans chaque cellule du corps, et le sexe est déterminé par la dernière paire connue sous le nom de X et Y.
La présence d’un chromosome Y chez les humains conduit au développement d’un homme (XY), tandis que les femmes ont un chromosome X répété (XX).
Les caractéristiques sexuelles masculines codées sur le chromosome Y entraînent la production de testostérone, qui supprime le développement des seins et des hanches plus larges. On peut donc dire que la femelle est le sexe par défaut chez les humains.
Mais pour comprendre pourquoi les canards femelles peuvent commencer à reprendre une apparence masculine, il faut savoir que leur système de détermination du sexe est inversé par rapport aux mammifères.
Les chromosomes sexuels des oiseaux sont appelés Z et W, et la présence d’un chromosome W entraîne le développement d’une femelle (ZW). Sans cela, les caractéristiques masculines se développent (ZZ) ; et donc pour les oiseaux, le mâle est le sexe par défaut.
Les canards mandarins mâles développent leurs incroyables oranges, verts et rouges lorsqu’ils commencent à devoir courtiser leur partenaire féminine chaque automne. Ainsi, en octobre dernier, j’ai vu le développement normal de mon propre canard mandarin mâle, mais n’ayant qu’un seul mâle, je ne m’attendais pas à ce que son compagnon commence à développer les plumes de voile orange classiques qui distinguent les mâles.
Les caractéristiques masculines sont contrôlées par ce chromosome Z et les « gènes masculins » qu’il contient. Mais la femelle ayant également un chromosome Z, qu’est-ce qui l’empêche de développer chaque année le plumage coloré du mâle ?
La réponse se trouve dans son ovaire. Presque tous les oiseaux ne développent qu’un seul ovaire fonctionnel qui pompe les hormones femelles, dont les œstrogènes. Chez les oiseaux aquatiques, c’est l’ovaire gauche qui fonctionne, tandis que l’ovaire du côté droit reste une minuscule boule de cellules.
L’œstrogène libéré par l’ovaire fonctionnel inhibe les gènes du chromosome Z qui déclencheraient les hormones mâles, et les caractéristiques masculines. L’œstrogène chez les oiseaux est donc l’hormone sexualisante.
L’œstrogène chez les oiseaux a une fonction similaire mais opposée à ce que nous voyons avec la testostérone humaine, qui restreint la production d’hormones féminines.
Défaillance en un seul point
Avec un seul ovaire, les oiseaux femelles ont tous leurs œufs dans un seul panier. Et parfois, cet ovaire peut mourir à cause d’une infection, d’une maladie ou d’une blessure.
Et sans réserve, la perte de l’ovaire arrête complètement la libération d’œstrogènes, supprimant l’hormone qui supprime les gènes mâles sur le chromosome Z.
Le plumage masculin se développe donc sur la femelle en fonction des changements de saison. Mais je n’avais jamais envisagé que mon oiseau puisse changer autre chose que son plumage.
C’était jusqu’à ce que je parle avec l’expert en oiseaux Prof Tim Birkhead.
Ayant été l’un de mes maîtres de conférences à l’Université de Sheffield, je savais que ce que Tim ne savait pas sur le sexe des oiseaux n’avait pas encore été découvert.
Tim m’a dit que dans de rares cas, après la perte des hormones œstrogènes suppressives, l’ovaire droit non développé du canard commence à se développer en réponse à des gènes masculins sur le chromosome Z.
Cela a été constaté par dissection et diverses expériences d’ablation des ovaires d’oiseaux vivants. Sans restreindre les hormones femelles, les cellules de l’ovaire vestigial du côté droit se masculinisent, et peuvent se développer en testicule. Il a même été démontré que ce sperme est fonctionnel et peut conduire à une fécondation réussie des œufs.
Suite tragique
Dans un cas exceptionnel, une conversion femelle-mâle – qui se trouvait être un poulet – a engendré deux poussins. Il est donc possible que des oiseaux changeant de sexe de femelle à mâle se produisent tout à fait naturellement, et deviennent pleinement actifs sur le plan reproductif en tant que mâle.
Mais avec des chromosomes femelles, cela ne signifie-t-il pas qu’elle reste biologiquement femelle ?
Bien que l’oiseau ait changé de sexe physique, génétiquement, elle conserve ses chromosomes Z et W dans chaque cellule. Donc, bien que l’arrangement chromosomique affecte le développement initial des caractéristiques sexuelles, le chromosome W a peu d’effet sur le sexe de l’oiseau après la maturité. Et si l’on considère que la définition d’un mâle biologique nécessite simplement la production de la plus petite cellule sexuelle, l’oiseau peut être considéré biologiquement comme « mâle ».
Mon couple de mandarins est resté ensemble après le changement de sexe de la femelle, et « il » n’a jamais essayé de s’accoupler avec une femelle. Mais nous ne saurons jamais si des canetons ont pu en résulter.
En raison de la condition sous-jacente qui provoque la mort de l’ovaire, les oiseaux qui subissent ce changement naturel de sexe restent rarement en bonne santé. Mon propre canard a développé une maladie mystérieuse et est mort après environ six mois de changement de plumage.
Mais j’ai découvert quelque chose d’incroyable sur les oiseaux et le sexe, donc bien que sa mort soit tragique, son existence était la preuve que dans la nature, tout est possible.