La plupart des mammifères mâles transportent une précieuse cargaison dans un emballage extrêmement précaire. Les testicules externes - qui se balancent délicatement à l'extérieur de la cavité abdominale dans un sac exposé à la peau fine - sont sensibles, capricieux, et constituent une cible évidente pour tous les ennemis des hommes (ainsi que les ballons de football, les genoux errants et les meubles à hauteur de la taille). Il n’est donc pas surprenant que l’évolution des testicules descendants ait des biologistes perplexes et perplexes pendant des décennies.
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Une étude publiée aujourd'hui dans PLOS Biology offre une réponse à l'un des plus grands débats du mystère: nos premiers ancêtres les ont-ils usés? Les chercheurs concluent que les premiers mammifères présentaient déjà ce trait ahurissant, des millénaires de descendants ayant ensuite hérité des joyaux de la famille. Pourtant, étrangement, il semble que depuis lors, les testicules internes ont évolué au moins quatre fois.
Au cours du développement embryonnaire chez l'homme, les structures reproductrices se transforment en prototestes profondément dans l'abdomen (chez la femme, ces mêmes structures forment des ovaires). Avant la naissance, les testicules descendent dans l'abdomen et dans le scrotum en deux étapes. Cette migration descendante est déclenchée par l'action de deux gènes clés, INSL3 et RXFP2 . La suppression de l'un ou l'autre de ces «gènes scrotaux» chez la souris déforme complètement la trajectoire vers le sud des testicules.
Les quelques hommes qui naissent avec des testicules non descendus (entre 2 et 4%) peuvent avoir des problèmes: si la maladie persiste à l'âge adulte, elle peut contribuer aux hernies, à la stérilité et au cancer des testicules. Mais pour un groupe de mammifères totalement différent, ne pas avoir de scrotum est la norme. Les espèces de mammifères du clade Afrotheria (qui comprennent les éléphants, les lamantins, les taupes dorées et les hyrax des rochers) conservent leurs testicules à l'intérieur de l'abdomen dans un état appelé «testicondie».
Ces caractéristiques divergentes ont constitué un casse-tête pour les biologistes de l'évolution: l'ancêtre commun de tous les mammifères vivants, tels que les Afrotherians et les mammifères femelles, a-t-il conservé ses précieux organes reproducteurs dans son abdomen? Ou, comme les humains et la plupart des autres lignées de mammifères, les a-t-il emportés hors de son corps pour que tous les voient? Parce que les tissus mous comme les testicules sont mal conservés dans les archives fossiles, il ne reste aucune trace physique de testicules ancestraux et la localisation des testicules de mammifères ancestraux est restée inaccessible.
L'auteur principal Virag Sharma et l'auteur principal Michael Hiller, génomiciens de l'Institut Max Planck de biologie moléculaire et génétique à Dresde, en Allemagne, ont abordé le débat avec une approche génétique. Sachant à quel point les gènes scrotaux étaient critiques pour l’ascendance testiculaire, ils ont estimé que la comparaison de ces gènes dans diverses lignées de mammifères constituerait le moyen le plus direct de déterminer l’état ancestral. (Cette méthode contourne les limites des archives fossiles, qui peuvent parfois produire des informations contradictoires ou vagues sur les relations entre les espèces.)
«Pouvoir utiliser des données moléculaires pour répondre à une question comme celle-ci était une chose que nous ne pouvions pas faire il y a 10 ans», déclare le génomiste du Smithsonian National Zoo, Natalia Prado-Oviedo, qui n'était pas affiliée à l'étude. Fait important, la méthode de Sharma et Hiller «fonctionne [avec n'importe quelle interprétation des archives fossiles]».
Vous penseriez peut-être que l'évolution des testicules serait un fruit à portée de main, mais il s'avère que la situation est beaucoup plus complexe que les chercheurs n'auraient pu l'imaginer. Les éléphants ne sont qu'un groupe de testicules nichés dans l'abdomen. (baluda / Pixabay) Lorsque Sharma compara les gènes du scrotum chez 71 mammifères, il découvrit que quatre espèces afrothiennes dépourvues de testicules descendants - lamantins, taupes dorées, musaraignes et tétrecs (de minuscules mammifères piqueurs ressemblant à des hérissons) - portaient toutes des copies défaites des gènes scrotaux . Sharma a ensuite utilisé cette information génétique pour établir une approximation du moment où l'un des gènes avait perdu sa fonctionnalité chez chaque espèce. Lorsque les gènes deviennent non fonctionnels, il n'y a plus de pression pour maintenir la cohérence, ils commencent à se décomposer et à accumuler des mutations par négligence. Plus une séquence de gènes comporte d'erreurs, plus il y a longtemps qu'elle a probablement été perdue.
En travaillant à rebours, Sharma a également suivi la perte de descente testiculaire chez les quatre espèces il y a 23 à 83 millions d'années - des exemples plus récents que la divergence estimée de la lignée Afrothienne d'il y a 100 millions d'années. Contrairement aux autres mammifères, les Afrotherians se sont séparés du peloton principal et leurs testicules n'ont pas réussi à faire de même.
Sharma a également constaté que les types d'erreurs génétiques trouvées chez ces quatre espèces différaient les unes des autres et apparaissaient apparemment à des moments différents. S'ils avaient été des mutations identiques, Sharma aurait déduit qu'un seul ancêtre ascrotal avait transmis les mêmes gènes brisés à la fois aux quatre espèces. Mais la variation a montré que la scrota avait disparu à quatre reprises au cours de l'histoire de l'évolution. En d’autres termes, l’évolution a «inventé indépendamment» des testicules non descendus quatre fois.
Les scientifiques savent depuis des années que l'un des avantages les plus importants de la scrota est la ventilation: le sperme de mammifère mûrit et se conserve mieux à une température de 2, 5 à 3 degrés Celsius inférieure à celle du reste du corps, et le largage de ces organes les garde au frais. Mais nous sommes beaucoup moins sûrs que ce soit la raison pour laquelle la scrota a évolué. C'est un dilemme classique entre l'œuf et le coq: les testicules ont peut-être fui de l'abdomen parce que les températures sont trop rôties ou le sperme s'est peut-être adapté au froid parce qu'ils ont déjà été évincés pour une autre raison.
(D'autres théories abondent, y compris l'idée que les testicules sont des ornements vantant la virilité masculine. Ou peut-être, comme le croit l'urologue pédiatrique John Hutson, les testicules ont été expulsés en tant que sous-produit - ou erreur - d'un autre réarrangement anatomique.)
Mais si la température est le facteur principal, il reste encore un casse-tête auquel les chercheurs doivent répondre. Les musaraignes des éléphants et de la cape des éléphants - dont les testicules sont enfermés dans l'abdomen - ont une température corporelle interne similaire à celle de l'homme. Comment font-ils face?
En Afrique, les coûts (exposition, vulnérabilité) pourraient tout simplement dépasser les avantages (température légèrement plus froide), explique Hiller. Ou peut-être que ces mammifères utilisent une méthode encore inconnue pour maintenir leur froid. Pour relier ces phénomènes à la rétention testiculaire, les généticiens devront probablement s'allier à des physiologistes.
«Nous ne pouvons pas nous fier uniquement à la génétique ou aux archives fossiles», explique la biologiste en informatique Melissa Wilson Sayres de l'Arizona State University. "La génomique est puissante, mais nous devons la comprendre de concert avec l'histoire naturelle et l'anatomie."
Pour le moment, le reste d'entre nous reste en suspens.
