Fiche explicative de la leçon: Reproduction asexuée Sciences • Troisième préparatoire

Dans cette fiche explicative, nous allons apprendre à décrire les caractéristiques de la reproduction asexuée et à donner des exemples de méthodes de reproduction asexuée.

La reproduction est un processus vital extrêmement important. C’est la méthode par laquelle un organisme produit une progéniture. Si tous les organismes arrêtaient de se reproduire, les espèces disparaîtraient à un rythme alarmant.

Il y en a deux principaux types : les reproductions sexuée et asexuée. Dans cette fiche explicative, nous nous concentrerons sur les méthodes de reproduction asexuée que les organismes utilisent pour assurer la survie de leurs espèces.

La reproduction sexuée est la méthode de reproduction utilisée chez l’Homme. Elle nécessite deux organismes parents qui combinent leurs cellules sexuelles (gamètes), lors d’un processus appelé fécondation, pour produire une progéniture génétiquement unique. La figure 1 ci-dessous est un schéma simplifié de ce processus.

La production de progéniture par reproduction sexuée permet d’augmenter la variation génétique d’une population. La variation génétique, c’est l’ensemble des différences de matériel génétique entre les individus d’une population. Il est en général avantageux pour une espèce que les individus soient différents les uns des autres. En effet, si l’environnement de l’espèce subit des changements importants, il y aura plus de chances qu’au moins quelques individus soient adaptés pour survivre à ces changements.

Contrairement à la reproduction sexuée, la reproduction asexuée ne nécessite qu’un seul parent. Il y a plusieurs méthodes de reproduction asexuée, mais dans tous les cas elles donnent une progéniture génétiquement identique à l’organisme parent. On parle parfois de « clones » du parent. Cela signifie que, contrairement à la reproduction sexuée, la reproduction asexuée n’apporte pas beaucoup de variation génétique à la population.

La reproduction asexuée est généralement beaucoup plus rapide que la reproduction sexuée, parce que le parent n’a pas besoin de perdre du temps à trouver un partenaire puis à passer par le processus de fécondation. La progéniture peut donc être produite très rapidement.

Maintenant, regardons quelques exemples de reproduction asexuée chez différents organismes.

Les bactéries sont des organismes unicellulaires. Elles sont dites procaryotes, ce qui signifie que leur matériel génétique flotte librement dans la cellule, plutôt que de se trouver pas dans une structure cellulaire spéciale appelée le noyau. La figure 2 est une illustration simplifiée d’une bactérie.

Lorsque les bactéries se reproduisent, elles le font de manière asexuée grâce à un processus appelé la fission binaire. Au cours de ce processus, la cellule mère se divise en deux cellules filles qui lui sont génétiquement identiques. Les grandes lignes de ce principe de fission binaire sont représentées en figure 3.

Sur la figure 7, vous pouvez voir qu’avant la scission, la bactérie réplique son matériel génétique. Vous vous rappelez peut-être que la division cellulaire utilisée par les organismes eucaryotes (ceux dont les cellules ont un noyau), appelée mitose, est un processus très similaire.

La fission binaire est également utilisée par les organismes eucaryotes unicellulaires comme les amibes (Amoeba), les paramécies (Paramecium) et les euglènes (Euglena).

Les champignons sont un grand groupe d’organismes qui sont considérés eucaryotes, car ils possèdent un noyau. Les champignons présentent quelques exemples intéressants de reproduction asexuée.

Les levures sont des champignons unicellulaires. Vous savez peut-être qu’une levure communément appelée levure de boulanger est utilisée pour aider le pain à lever. Les cellules de levure peuvent se reproduire de manière asexuée grâce à un processus appelé le bourgeonnement. Le bourgeonnement dans les cellules de levure est résumé en figure 4.

Vous pouvez également observer le processus de bourgeonnement par vous-même. Ce qui suit est une expérience simple pour observer le bourgeonnement chez les cellules de levure.

Démonstration : Visualisation du bourgeonnement des cellules de levure

Vous aurez besoin d’un échantillon de levure, de sucre, d’eau chaude et d’un microscope avec lames et lamelles.

Étape 1 : Mettez la levure en solution en mélangeant un petit échantillon de levure avec 100 mL d’eau chaude et une cuillère à soupe de sucre.

Étape 2 : Laissez incuber cette solution quelques heures, voire plus longtemps si nécessaire.

Étape 3 : Prélevez une petite quantité du mélange et placez-la sur une lame de verre.

Étape 4 : Placez délicatement une lamelle sur la lame de verre.

Étape 5 : Regardez à travers l’oculaire du microscope avec le plus faible grossissement ; si nécessaire, ajustez la hauteur de la platine pour la mise au point de l’image.

Étape 6 : Une fois que l’image est ajustée, passez à un grossissement plus élevé. Si la levure est en bourgeonnement, vous pourrez voir quelque chose ressemblant à la cellule située en bas de l’amas sur l’image ci-dessous.

Le bourgeonnement est également utilisé par d’autres organismes, comme les éponges de mer ou les hydres d’eau douce (Hydra), comme celle avec un bourgeon latéral sur la photo ci-dessous. Dans tous ces organismes, le processus de bourgeonnement signifie qu’une petite excroissance du parent finit par se détacher et devenir un nouvel organisme, génétiquement identique au parent.

Exemple 3: Décrire le bourgeonnement chez l’hydre d’eau douce (Hydra)

L’organigramme ci-dessous décrit les étapes du bourgeonnement, un processus asexué utilisé par l’hydre.

Laquelle des propositions suivantes complète correctement l’organigramme ? 

1. Le bourgeon se divise en deux nouvelles hydres.
2. Le bourgeon se développe en un petit individu qui se détache du parent.
3. Le bourgeon attire une autre hydre pour qu’elle vienne s’accoupler avec le parent de départ.

Réponse

Il y a de nombreux types de reproduction asexuée que peuvent utiliser les organismes. L’un d’eux est le bourgeonnement, un processus utilisé par les levures, les champignons ainsi que l’hydre, comme mentionné dans la question. Les hydres (Hydra) sont de petits organismes d’eau douce, parfois appelés « polypes d’eau douce », que les scientifiques trouvent très intéressants car elles semblent ne pas vieillir.

Lors du bourgeonnement, la cellule ou organisme parent produit un bourgeon, c’est-à-dire une excroissance. Cette cellule ou organisme parent réplique ensuite son ADN, de sorte que le bourgeon contienne exactement le même matériel génétique que celui du parent.

Lorsque les conditions sont bonnes, le bourgeon continue de croître. Quand il est prêt, il se détache du parent et devient un tout nouvel organisme, génétiquement identique au parent.

Avec ces informations, revenons sur nos options de réponse.

Lors du bourgeonnement, le bourgeon lui-même ne se divise pas en plusieurs organismes. Il grandit simplement puis se détache du parent quand il est prêt. Le bourgeonnement est un processus asexué, ce qui signifie qu’un seul organisme parent est impliqué. Cela signifie qu’en aucun cas le bourgeon n’attirera une autre hydre pour s’accoupler avec l’hydre parentale.

Par conséquent, la bonne affirmation pour compléter l’organigramme est que le bourgeon devient un petit individu qui se détache du parent.

D’autres espèces de champignons, comme celui qui cause la moisissure du pain ou encore la vesse-de-loup géante, peuvent utiliser des structures spéciales appelées spores pour se reproduire de manière asexuée.

Les spores sont des cellules qui ne contiennent que la moitié du matériel génétique des cellules des champignons parents, et sont donc dites haploïdes. L’organisme parent produit des spores et en stocke un grand nombre dans un sac appelé sporange. Une fois prêt, le sporange éclate et libère ces spores.

Lorsque les spores trouvent un environnement propice à leur croissance, elles peuvent se développer en de nouveaux individus sans jamais avoir été fécondées.

La reproduction asexuée dans le règne animal est rare, mais il y a quelques exemples intéressants.

La régénération est un processus asexué utilisé par des organismes comme les étoiles de mer et les vers plats (Planaria). La régénération peut être utilisée par ces organismes pour faire repousser les membres arrachés ou même pour produire un organisme entièrement nouveau.

Par exemple, une étoile de mer (voir photo ci-dessous) peut perdre un de ses bras à cause d’un prédateur ou en se blessant. Tant que son disque central est intact, il pourra faire repousser ce bras perdu.

Bien que ce soit un exemple de régénération, ce n’est pas strictement un exemple de reproduction, car cela n’entraîne pas la production d’un nouvel organisme. Prenons un exemple de régénération qui aboutit à la production d’un organisme complètement nouveau.

Si un ver plat est coupé en morceaux, il sera en mesure de régénérer de nouvelles cellules. Ces cellules se développeront et se spécialiseront, remplaçant éventuellement la partie du ver plat initialement retirée. Ainsi, si un seul ver plat est coupé en deux, il donnera deux vers plats en se régénérant. La figure 7 ci-dessous est un schéma simplifié de ce processus.

Exemple 4: Identifier les différentes méthodes de reproduction asexuée

Le tableau ci-dessous présente quelques méthodes de reproduction asexuée et les organismes qui les utilisent.

Organisme	Méthode	Description
Salmonelles (Salmonella)	Fission binaire	La cellule mère double son matériel génétique, puis se divise en deux cellules.
Levures	Bourgeonnement	La cellule mère forme une « bourgeon » qui se développe en un petit individu puis se détache de la cellule parente.
Vers plats	X	Le ver parent se divise en deux parties, et chacune se développe en un nouvel organisme.

Par quoi le X devrait-il être remplacé ? 

1. sporogonie
2. régénération
3. parthénogénèse
4. propagation végétative

Réponse

La reproduction asexuée est un type de reproduction qui donne une progéniture génétiquement identique à partir d’un seul parent. Cette méthode de reproduction est courante chez les micro-organismes comme les bactéries, et est même utilisée par certains membres du règne animal.

Les vers plats (nom scientifique : Plathelminthes) sont des membres du règne animal qui peuvent utiliser la reproduction asexuée pour produire une progéniture à partir d’un seul parent. Si un ver plat est coupé en plusieurs morceaux, ou perd une partie de son corps, il peut régénérer les parties manquantes. Ceci est représenté dans la figure ci-dessous.

Le processus de repousse de ces parties manquantes par les vers plats est appelé la régénération. Lorsque nous parlons de régénération, nous voulons dire que quelque chose est renouvelé ou restauré. C’est exactement ce qui se passe ici : le ver plat restaure les parties de son corps qui ont été perdues.

Par conséquent, le X dans le tableau doit être remplacé par « régénération ».

Les plantes peuvent également utiliser la reproduction asexuée pour produire rapidement une nouvelle progéniture génétiquement identique.

La méthode de reproduction asexuée souvent utilisée par les plantes s’appelle la multiplication végétative. Avec cette méthode, les plantes peuvent produire de nouveaux organismes à partir d’excroissances sur leurs feuilles, leurs tiges et leurs racines.

Le fraisier est un exemple de plante qui utilise la multiplication végétative. Il étend ses racines à travers le sol, et de nouvelles plantes poussent à partir de ses racines. La figure 8 est un schéma simplifié de cette méthode de reproduction.

La multiplication végétative peut apporter de nombreux avantages. Pour les humains, cela signifie que nous pouvons cultiver beaucoup de plantes d’intérêt. Pour les plantes, cela signifie qu’elles peuvent rapidement former une grande population. Cependant, comme toutes les formes de reproduction asexuée produisent des clones de l’organisme parent, la multiplication végétative n’apporte aucune variation génétique à la population. Cela met l’espèce en danger de ne pas pouvoir s’adapter aux nouvelles conditions de l’environnement.

Résumons maintenant ce que nous avons appris sur la reproduction asexuée dans cette fiche explicative.