Version classiqueVersion mobile
OpenEdition Books

Le développement durable à découvert

 | 
Agathe Euzen
, 
Laurence Eymard
, 
Françoise Gaill

Première partie - Du développement durable à un devenir soutenable

11. Environnement et développement animal

Catherine Jessus

Texte intégral

1Le développement animal couvre la période du devenir de l’œuf en un organisme juvénile* autonome. Selon les modalités du développement, l’embryon et la larve, quand elle existe, sont confrontés plus ou moins directement à l’environnement extérieur. Les embryons et fœtus des mammifères bénéficient d’un milieu de vie protégé et stable, leur développement ayant lieu au sein de l’organisme maternel. Mais chez la majorité des espèces, qualifiées d’« ovipares* », l’œuf est pondu dans le milieu externe (océans, mers ou eaux douces), où s’effectue le développement. Certaines espèces ovipares vivent en milieu terrestre (insectes, reptiles, oiseaux) et leurs embryons sont alors protégés par des enveloppes imperméables.

Développement larvaire et transitions écologiques

2Selon les espèces, l’embryon produit, soit une forme juvénile qui deviendra adulte suite à une phase de croissance, soit une forme transitoire appelée « larve », qui subira une métamorphose pour se transformer en adulte. Les juvéniles occupent plus ou moins le même milieu de vie que celui où s’est effectué le développement embryonnaire et où vivra l’adulte. En revanche, à l’exception des larves terrestres des insectes, les larves se développent en milieu aquatique, dans un habitat très différent de celui de l’adulte. L’existence d’une phase larvaire permet donc de dissocier dans le temps et dans l’espace les besoins et les fonctions des larves et des adultes, limitant la compétition intraspécifique. Elle permet d’élargir la gamme des biotopes* colonisables et d’assurer la dispersion géographique de l’espèce. Expansion géographique, exploration, colonisation et adaptation à de nouveaux milieux caractérisent donc les espèces dotées d’un développement larvaire.

L'environnement, acteur et régulateur du développement

3Les recherches sur la compréhension des mécanismes régissant le développement ont majoritairement consisté à décrypter leur déterminisme génétique intrinsèque. La question du rôle joué par l’environnement envahit désormais les laboratoires. Elle concerne principalement les ovipares chez lesquels embryons et larves sont directement exposés aux variations de température, de photopériode* et d’équilibre hydrominéral. Une taille anormale des populations larvaires ralentit leur croissance et leur métamorphose, que les densités soient trop élevées, ce qui induit un risque de compétition trophique*, ou trop basses, ce qui induit un risque d’isolement.

4Le déclenchement de la métamorphose est contrôlé chez la majorité des espèces par la température et la photopériode, et donc déterminé par les rythmes saisonniers et les variations climatiques. Le choix par les larves du substrat* où elles vont se fixer et se métamorphoser est important, puisqu’il détermine la survie de l’adulte. Ce choix est la plupart du temps guidé par des facteurs environnementaux : nature du substrat, accessibilité à la nourriture, présence d’adultes de la même espèce. Par ailleurs, la symbiose avec des micro-algues ou des bactéries peut être indispensable au développement de certains organes.

5Pour de nombreux poissons et reptiles, c’est l’environnement, et notamment la température, qui détermine le sexe du futur individu. Cette stratégie fixe les ratios de production de mâles et de femelles et optimise la reproduction sexuelle. Chez plusieurs insectes, la formation de femelles parthénogénétiques alterne avec des générations de femelles et mâles interféconds selon les saisons, assurant la production de formes résistantes lors des périodes de contraintes environnementales. Notons également les cas où un signal environnemental, changement saisonnier ou facteur nutritionnel, induit la génération d’individus dotés de nouveaux phénotypes*. Certains papillons produisent ainsi des générations d’individus de couleurs très différentes selon les saisons, ce qui leur procure un camouflage optimal spécifique de la végétation de la saison (figure). Un autre exemple bien connu est la différenciation chez les abeilles des ouvrières et des reines, selon la nourriture ingérée. Cette série d’exemples montre que les facteurs environnementaux régulent le développement embryonnaire et larvaire, de manière à garantir des conditions de vie et de pérennité optimales pour les individus et les espèces.

L'environnement, perturbateur du développement

6L’œuf est souvent équipé d’agents chimiques protecteurs vis-à-vis de certains stress environnementaux (filtres ultraviolets, systèmes de réparation du génome, composés répulsifs vis-à-vis de certains prédateurs). Ce petit arsenal fournit une protection minimale à l’œuf puis à l’embryon. Il n’en reste pas moins que les possibilités des embryons et des larves d’échapper aux agressions environnementales sont extrêmement limitées et que celles-ci auront donc des retombées directes sur leur développement. Des variations de température ou de photopériode ralentissent ou accélèrent les pontes, le développement et les métamorphoses, exposant potentiellement les adultes à un milieu inapproprié à leur vie et leur reproduction. Chez les espèces où la température détermine le sexe des individus, des perturbations de la température locale peuvent conduire à des populations composées exclusivement d’individus du même sexe, et donc condamnées à une extinction rapide.

Exemple du papillon Bicyclus anynana dont le phénotype varie selon les saisons. À gauche : forme produite pendant la saison humide et chaude, arborant des ocelles qui dissuadent les attaques des prédateurs. À droite : forme produite en saison sèche et froide, mimant les feuilles mortes de son habitat. Source :htttp://animal.memozee.com

7Hormis les facteurs physiques, la présence de composés chimiques ou de virus dans l’environnement peut avoir de graves répercussions sur le développement. Chez les espèces ovipares, où embryons et larves sont plongés dans un milieu aquatique, ces substances sont susceptibles de pénétrer directement au travers de l’épiderme ou d’être ingérées lors de la prise alimentaire. Chez les mammifères, c’est la mère qui transmet les composés chimiques qu’elle a absorbés au fœtus, via le placenta.

8Par ailleurs, les processus hormonaux, qui contrôlent le développement, peuvent être altérés par la présence de substances exogènes appelées « perturbateurs endocriniens* » d’origines diverses et retrouvés dans l’eau, l’alimentation, les sols, l’atmosphère (cf. V.12-14) : hormones naturelles rejetées par les organismes vivants, hormones de synthèse (contraceptifs, additifs alimentaires pour animaux…), produits chimiques utilisés dans l’industrie, dans l’agriculture (pesticides) ou dans des biens de consommation (additifs aux matières plastiques, isolants). Après le scandale du distilbène* (molécule de la famille des œstrogènes*) dans les années 1970, de nombreuses études révèlent aujourd’hui les effets toxiques sur le développement d’un autre perturbateur endocrinien voisin, le bisphénol A*, qui sert à la fabrication de plastiques constituant de nombreux récipients alimentaires. Il peut donc migrer dans les aliments et boissons contenus dans ces récipients (cf. IV.10).

9Nos connaissances actuelles sur les interactions entre développement et environnement représentent la partie émergée de l’iceberg. C’est en confrontant l’étude de nombreux organismes, invertébrés et vertébrés, en combinant les approches de biologie, de modélisation et de statistiques, de biophysique et de chimie, que nous progresserons, non seulement dans le souci finalisé de préservation de la biodiversité et de la santé humaine, mais aussi sur des questions fondamentales, comme celle du degré de plasticité des processus génétiques du développement en fonction de l’environnement, une composante intrinsèque des mécanismes de l’évolution et de l’adaptation du vivant.

Bibliographie

Références bibliographiques

• J. HOURDRY, P. CASSIER, J.-L. D’HONDT et M. PORCHET – Métamorphoses animales, Hermann, 1995.

• MEDDE – Programme National de Recherche sur les Perturbateurs Endocriniens (PNRPE), www.pnrpe.fr.

Table des illustrations

Légende Exemple du papillon Bicyclus anynana dont le phénotype varie selon les saisons. À gauche : forme produite pendant la saison humide et chaude, arborant des ocelles qui dissuadent les attaques des prédateurs. À droite : forme produite en saison sèche et froide, mimant les feuilles mortes de son habitat. Source :htttp://animal.memozee.com
URL http://books.openedition.org/editionscnrs/docannexe/image/10585/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 402k

Auteur

Biologiste du Développement et de la Reproduction, Directrice de Recherche au CNRS, Directrice de l’Institut des Sciences biologiques du CNRS, LBD, Paris.
catherine.jessus@upmc.fr

© CNRS Éditions, 2013

Conditions d’utilisation : http://www.openedition.org/6540