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Dans cette communauté d'insectes rupestres brésiliens, les femmes portent littéralement les pénis

Dans les grottes de l'est du Brésil, vit un groupe d'insectes ailés qui s'accouplent d'une manière qui vous étonnera.

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En montant sur le mâle, les femelles du genre Neotrogla pénètrent les mâles avec un organe semblable à un pénis, dans une situation de verrouillage standard. De minuscules pointes fixent le pénis de la femme au mâle et elle aspire le sperme de celui-ci via l'organe semblable à un pénis.

C'est bizarre - même pour le monde naturel, qui est rempli d'animaux qui font des trucs sexuels étranges. Mais, c’est peut-être le premier exemple d’organes sexuels inversés chez un animal. Une équipe internationale de scientifiques décrit ce comportement de reproduction dans une étude publiée aujourd'hui dans Current Biology .

Il y a près de deux décennies, Rodrigo Ferreira, écologiste spécialiste des grottes à l'Université fédérale de Lavras au Brésil, a découvert les insectes lors d'une expédition de spéléologie, mais le jeune âge du spécimen a rendu l'identification impossible. Récemment, des scientifiques travaillant dans le laboratoire de Ferreira sont tombés sur un autre spécimen d'insecte. Ils ont donc commencé à enquêter en faisant une boucle avec le taxonomiste Charles Lienhard au Musée suisse d'histoire naturelle de Genève.

Après avoir disséqué les organismes, les chercheurs ont réalisé que les femelles avaient une structure interne semblable à un pénis (elles ne s'étaient probablement étendues que pendant l'accouplement) et que les hommes avaient un vagin ressemblant à une poche. Rien dans la grande famille des insectes des cavernes ne ressemble à cela, et ils se sont rendus compte qu'il s'agissait d'un genre entièrement nouveau avec des organes sexuels inversés. Au total, ils ont trouvé quatre espèces distinctes dans ce genre, appelé Neotrogla .

«La chose la plus impressionnante à propos du pénis féminin est sa morphologie complexe», explique Ferreira. Après dissections, l’équipe a découvert que chaque structure féminine ressemblant à un pénis est spécifique à une espèce. Les épines ou les soies du pénis d’une espèce spécifique correspondent à de minuscules poches dans la poche de son homologue masculin.

Mais couper un bogue pour en examiner les organes sexuels est différent de voir comment fonctionnent ces organes sexuels. Les chercheurs ont également observé des paires d'insectes d'une espèce ( N. curvata) en train d'effectuer l'acte en laboratoire. Les insectes ont également passé beaucoup de temps à s'accoupler - entre 40 et 70 heures. C'est beaucoup de temps à passer sur le sexe, en particulier parce que le sexe laisse les insectes ouverts à la prédation.

Deux insectes de N. curvata en train de s'accoupler en laboratoire. (Photo: Yoshizawa et al.) Une femelle de N. aurora libère son organe ressemblant à un pénis, en vue de l'accouplement. (Photo: Yoshizawa et al.) Vue des ancres épineuses (en rouge, violet et vert) d'une femelle Neotrogla attachée à des poches dans le vagin masculin. (Photo: Yoshizawa et al.) L'écologiste Rodrigo Ferreira collecte un spécimen de Neotrolga dans une grotte de l'est du Brésil. (Photo: Yoshizawa et al.) Un pénis porte un insecte femelle N. curvata . La coloration chimique colorée met en évidence différents tissus dans l'organe. (Photo: Yoshizawa et al.) L'entrée d'un écosystème de grottes dans l'est du Brésil. On peut parfois voir le jeune Neotrogla près de l’entrée de la grotte, tandis que les adultes préfèrent les coins et recoins plus sombres d’un abîme. (Photo: Yoshizawa et al.) Des épines qui décrivent la membrane de la structure du pénis de ce spécimen de N. aurora . (Photo: Yoshizawa et al.)

Lors de l'accouplement, le pénis épineux de la femelle est fermement ancré dans le canal du sperme du vagin masculin, permettant ainsi à la femelle de recevoir le sperme. En d'autres termes, ce pénis fonctionne plus comme une paille que comme un bec. Si le mâle essayait de se séparer, son abdomen se déchirerait et il perdrait ses parties génitales de façon dramatique. Ces insectes femelles s'accouplent également avec plusieurs mâles et peuvent stocker deux lots de sperme dans le corps.

Les scientifiques pensent que le pénis a généralement évolué en raison de la concurrence des mâles pour les femelles fertiles et que de nombreuses contraintes évolutives devraient être remplacées pour permettre un retournement aussi spectaculaire. «Cela nécessite des évolutions harmonieuses des organes génitaux masculins et féminins et de leur correspondance exacte», explique Kazunori Yoshizawa, entomologiste à l'Université d'Hokkaido au Japon et co-auteur de l'étude.

Alors, quelles contraintes évolutives pourraient conduire ce scénario de flexion des sexes? Les scientifiques ont l’impression que le sperme a une valeur nutritionnelle, car les insectes des cavernes femelles finissent par stocker puis par consommer le sperme avant de produire des œufs.

Les environnements de cavernes sont sombres, secs et pauvres en nourriture - pour les insectes, il s'agit de caca de chauve-souris et de chauves-souris mortes. «La pénurie de nourriture semble être très importante pour déterminer quelles espèces sont capables de coloniser ces environnements», déclare Ferreira. "Le pénis féminin, dans ce contexte, est certainement un bon outil pour obtenir une ressource nutritive des hommes." Ainsi, le sperme masculin constituerait un "cadeau nuptial" sur le plan scientifique.

Et il existe un précédent pour de tels cadeaux nuptiaux: les katydidés mâles ( Poecilimon sp.) Transmettent la nourriture avec leur sperme, et les femelles se disputent un sperme nutritif - elles ont même un appendice au coude spécial pour pousser les femelles opposées. Les insectes des cavernes vivent peut-être sous des pressions évolutives similaires, mais la confirmation de ces soupçons exige des études supplémentaires.

C’est à peine le premier pénis épineux du monde biologique: les coléoptères du charançon du haricot, les mouches du fumier, les ouistitis, certains pythons et les chats domestiques ont tous un pénis ensaché. Certains de ces organes stimulent la femelle; tandis que d'autres pourraient servir à attacher violemment la femme.

Ce qui distingue vraiment les femelles Neotrogla, c’est qu’elles ont un organe épineux ressemblant à un pénis et qu’il maintient ce mâle en place. C'est un renversement total du rôle dans les conflits sexuels. Marlene Zuk, biologiste de l'évolution à l'Université du Minnesota à St. Paul et non associée à l'étude, souligne le pénis de la mouche des cavernes femelle "souligne cette gamme de variations dans ce que signifie être un homme et une femme dans le règne animal."

Les organes ressemblant à un pénis féminin apparaissent chez d’autres espèces, mais aucun n’est tout à fait semblable à celui-ci: une femme d’une ancienne espèce d’acarien préservée dans l’ambre possède un tube qui, selon les scientifiques, aurait pu être utilisé pour saisir le mâle lors de rapports sexuels; Les femelles hippocampes transfèrent les œufs aux mâles via un organe tubulaire appelé ovipositeur, qui donne naissance à un mâle; et enfin, les hyènes femelles copulent, font pipi et donnent naissance à travers un clitoris allongé appelé pseudo pénis.

«Il est évident que des recherches supplémentaires sont nécessaires, mais le tout est complètement sauvage», déclare Zuk.

«Les gens ont tendance à avoir cette vision comique de la situation sexuelle des années 1950 dans le monde animal», a expliqué Zuk, mais, «la sélection selon le sexe se manifeste de multiples façons - des mâles dominants aux femelles dominantes, en l'occurrence, organes génitaux inversés. "

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