Chez les mammifères, les plus connus étant les humains, la concurrence darwinienne pour la survie ne se produit pas seulement au niveau des comportements des individus, de la naissance jusqu’à la mort. Elle a lieu de façon déterminante cher les futurs parents, avant la fécondation.

Elle repose en particulier sur la concurrence que se livrent après la pénétration et au moment de l’éjaculation des millions de spermatozoïdes provenant du mâle . Les spermatozoïdes, ou gamètes mâles, sont de petites cellules (3µ de large et 60µ de long) très mobiles dont la structure a pour but d’amener les chromosomes paternels à l’intérieur de l’ovocyte. L’ovocyte est la cellule reproductrice féminine, Les ovocytes sont stockés dans les ovaires (ovaire droit et ovaire gauche) depuis la naissance., en attendant un éventuel rapprochement avec un spermatozoïde;

Au moment de l’éjaculation, des millions de spermatozoïdes se lancent dans une course pour décider lequel aura la chance de rencontrer l’ovule et ainsi transmettre son patrimoine génétique. Mais leur course commence bien avant ce départ, dans les testicules, où chaque spermatozoïde se prépare pour la course.

A ce moment-là, lors d’un processus nommé spermatogenèse, le génome de ces cellules se charge de mutations à une vitesse accélérée, selon une étude publiée le 21 décembre 2022 dans la revue Nature ) Et si jamais ces mutations favorisent la reproduction, le spermatozoïde ou ses descendants auront des atouts supplémentaires pour affronter cette compétition.

Cette accumulation de mutations survient pendant la dernière étape de la spermatogenèse, lorsque le génome de ces cellules est compacté au maximum. “Durant cette étape, une grande partie des histones (des protéines autour desquelles l’ADN est enroulé),  est remplacée par d’autres protéines appelées protamines, afin de condenser l’ADN dans la tête du spermatozoïde”, selon Florent Murat, chargé de recherche à l’Inrae à Rennes et auteur de l’étude (https://www6.rennes.inrae.fr/lpgp/Les-chercheurs/Florent-Murat)

Référence

The molecular evolution of spermatogenesis across mammals

Nature 
volume613,  pages 308–316 (2023

Abstract

The testis produces gametes through spermatogenesis and evolves rapidly at both the morphological and molecular level in mammals1,2,3,4,5,6, probably owing to the evolutionary pressure on males to be reproductively successful7. However, the molecular evolution of individual spermatogenic cell types across mammals remains largely uncharacterized. Here we report evolutionary analyses of single-nucleus transcriptome data for testes from 11 species that cover the three main mammalian lineages (eutherians, marsupials and monotremes) and birds (the evolutionary outgroup), and include seven primates. We find that the rapid evolution of the testis was driven by accelerated fixation rates of gene expression changes, amino acid substitutions and new genes in late spermatogenic stages, probably facilitated by reduced pleiotropic constraints, haploid selection and transcriptionally permissive chromatin. We identify temporal expression changes of individual genes across species and conserved expression programs controlling ancestral spermatogenic processes. Genes predominantly expressed in spermatogonia (germ cells fuelling spermatogenesis) and Sertoli (somatic support) cells accumulated on X chromosomes during evolution, presumably owing to male-beneficial selective forces. Further work identified transcriptomal differences between X- and Y-bearing spermatids and uncovered that meiotic sex-chromosome inactivation (MSCI) also occurs in monotremes and hence is common to mammalian sex-chromosome systems. Thus, the mechanism of meiotic silencing of unsynapsed chromatin, which underlies MSCI, is an ancestral mammalian feature. Our study illuminates the molecular evolution of spermatogenesis and associated selective forces, and provides a resource for investigating the biology of the testis across mammals.