S’il devait y avoir un prix de « meilleur papa » dans le règne animal, les hippocampes seraient à l’honneur. En effet, ce sont les mâles, et non les femelles, de ces poissons particuliers qui portent leurs petits jusqu'à terme. Ils fécondent et nourrissent les œufs déposés sur leur corps dans des « poches à couvain » spécialisées qui fonctionnent un peu comme le ventre d'une mère. En étudiant la formation de ces poches, les chercheurs ont découvert de nombreuses similitudes entre les grossesses masculines et féminines, à une grande exception près.
Chez les femmes et autres animaux gravides, les hormones femelles stimulent les tissus reproducteurs pour former un utérus et un placenta. Chez ces hippocampes, une hormone mâle est à la base de la « maternité », rapportent des chercheurs le 11 novembre dans Écologie de la nature et évolution.
« L'évolution de la poche couvante n'a pas été découpée dans du tissu entier de novo mais il a été construit comme une courtepointe avec différentes parcelles de gènes et de cellules qui fonctionnent de la même manière chez différents animaux », explique Bill Cresko, généticien évolutionniste à l'Université de l'Oregon à Eugene, qui n'a pas participé à l'étude. « C'est vraiment cool. »
Cette découverte aide à expliquer comment la grossesse aurait pu évoluer plus de 150 fois chez les animaux, bien que presque exclusivement chez les femelles.
La plupart des animaux pondent des œufs, ou bien ce sont les mères qui couvent leurs petits. « Les hippocampes renversent tout cela », explique Oliver Griffith, biologiste évolutionniste à l'Université Macquarie de Sydney. Ainsi, les hippocampes et leurs parents – les syngnathes et les dragons de mer – fascinent depuis longtemps les biologistes.
Un arbre généalogique construit il y a plus de 20 ans a révélé une augmentation progressive des activités de maternité masculine au fil de l'évolution chez ce groupe de poissons. De manière plus primitive, les mâles de certaines espèces fournissent simplement une plaque collante pour maintenir les œufs attachés à leur corps à mesure qu'ils mûrissent. D'autres fournissent un abri ouvert sur leur queue ou leur ventre. Et quelques-uns, les hippocampes, ont développé cette poche à couvain fermée et fournissent aux jeunes à l'intérieur de l'oxygène et des nutriments.
« Je ne connais aucun autre exemple où l'inversion des rôles sexuels soit allée aussi loin », déclare Axel Meyer, biologiste évolutionniste à l'Université de Constance en Allemagne.
La traduction du premier livre d'instructions génétiques sur un hippocampe a ouvert la voie à Yali Liu, biologiste évolutionniste à l'Institut d'océanologie de la mer de Chine méridionale de l'Académie chinoise des sciences à Guangzhou, pour découvrir les gènes qui sont à l'origine de la grossesse masculine. Elle a prélevé des cellules abdominales sur 10 hippocampes tapissés (Hippocampe érigé) à différents stades du développement du mâle et mesuré le degré d'activité des gènes des cellules à chaque stade.
«À notre grand étonnement», dit-elle, un ensemble distinct de cellules cutanées était impliqué. Ces cellules activent certains des mêmes gènes dont dépendent les femelles d'autres animaux pendant leur grossesse, ont découvert Liu, Meyer et leur équipe. «Cela révèle un profond point commun dans la biologie de la grossesse, quel que soit le sexe», dit-elle.
Mais au lieu d’être activés par des hormones féminines, les gènes de l’hippocampe semblaient être activés par une hormone mâle. On ne sait pas si cette hormone était de la testostérone ou un autre androgène. Mais lorsque Liu et ses collègues ont exposé les hippocampes femelles à la testostérone, qui chez les humains provoque généralement la pousse de la barbe et une voix plus grave chez les jeunes hommes, les poissons femelles ont également développé des poches à couvain. Cette découverte a confirmé le rôle d’une hormone mâle dans les grossesses des hippocampes – même si les mâles ont aussi des hormones féminines.
Chez les hommes enceintes, l’hormone a également stimulé l’épaississement de la poche nouvellement occupée afin qu’elle puisse fournir aux embryons de l’oxygène et des nutriments, un peu comme le fait le placenta. Mais dans ce cas, ce « placenta » provenait uniquement de la peau du père et non du tissu reproducteur comme chez tous les autres animaux femelles, explique Meyer.
Ces travaux « représentent un exemple tout à fait phénoménal de la façon dont les réseaux génétiques peuvent être recâblés pour atteindre le même objectif », déclare Thomas Boehm, immunologiste à l'Institut Max Planck de biologie de Tübingen.
Camilla Whittington, biologiste évolutionniste à l’Université de Sydney, a assisté à un recâblage similaire en 2022, lorsque son équipe a comparé l’activité des gènes chez des mammifères femelles enceintes, des reptiles et des requins. Même si certains des mêmes gènes sont utilisés chez ces espèces, d’autres gènes sont uniques, dit-elle. « Il existe plusieurs voies évolutives qui peuvent produire le même résultat : la grossesse. »
