Gambusia affinis

Chez les poissons gonochoriques, l'existence d'un déterminisme génétique du sexe a été suggérée dès les années 1920, grâce à l'étude de la ségrégation de marqueurs colorés liés au sexe chez Poecilia reticulata et Orysias latipes, puis confirmée par la mise en évidence d'hétérochromosomes chez Gambusia affinis. Néanmoins, du fait de leur faible différenciation morphologique, des chromosomes sexuels, n'ont ensuite été révélés que chez une faible proportion d'espèces (10% environ). Aucun marqueur lié au sexe n'a pu être identifié chez Danio rerio, Takifugu rubripes (Fugu) et Tetraodon nigroviridis, trois poissons dont le génome (presque) entièrement séquencé ne contient pas de chromosomes sexuels reconnaissables.

Ce n'est que dans les années 1980 qu'un déterminisme environnemental (ESD) a été mis en évidence chez une espèce de poisson gonochorique (Menidia menidia). Une thermosensibilité de la différenciation sexuelle a ensuite été mise en évidence chez un nombre grandissant d'autres espèces.

Facteurs de l'environnement influençant la différenciation

Le déterminisme du sexe chez les poissons est fréquemment sous l'influence de facteurs environnementaux comme la température ou le pH de l'eau, et une inversion du sexe phénotypique est généralement possible soit spontanément soit par traitement avec des hormones stéroïdes. Peu de données sont actuellement disponibles concernant les mécanismes moléculaires et évolutifs gouvernant la variabilité du déterminisme du sexe chez poissons ; cette variabilité pourrait jouer un rôle important dans les processus de spéciation.

La température apparaît, comme le facteur le plus efficace pour influencer le sexe-ratio ; on parle alors de thermosensibilité de la différenciation ou TSD. D'autres facteurs comme le pH, la salinité, la photopériode, ou les interactions sociales ont parfois fait l'objet d'analyses moins spécifiques, ne permettant généralement pas de conclure. Cependant, chez certaines espèces, le pH, seul ou à travers des interactions avec la température, influence fortement le sexe-ratio.

Influence du pH sur le sexe-ratio

Chez Xiphophorus helleri, des populations monosexes mâles ou majoritairement femelles, sont respectivement obtenues à un pH acide de 6,2 ou légèrement basique de 7,8. Il en est de même chez un autre poecilidae, Poecilia melanogaster ou chez 7 des 37 espèces d'Apistogramma étudiées chez lesquelles, la proportion de femelles augmente avec la diminution de l'acidité ; ainsi chez Apistogramma caetei, des populations mixtes sont observées à pH très acide (53-60% mâles à pH 4,5-5,5), tandis qu'en conditions proches de la neutralité, les lots sont proches d'une population monosexe femelle (4% de mâles à pH 6,5).

Influence des facteurs sociaux

Les facteurs sociaux, jusqu'alors peu pris en compte chez les gonochoriques, peuvent eux-aussi modifier fortement le sexe-ratio chez certaines espèces : chez Macropodus opercularis l'isolement des individus favorise l'expression du sexe mâle (89% de mâles), tandis que le regroupement induit des proportions de femelles d'autant plus fortes que les densités sont élevées (66% de femelles à fortes densités).

Influence de la température ou thermosensibilité de la différenciation

La température élevée de l'eau pouvant influencer le sexe des alevins (Oreochromis niloticus), nous procédons à la sélection génétique des parents qui donnent une descendance sensible à ce caractère héritable explique Jean-François Baroiller, chercheur à l'UPR Aquaculture et gestion des ressources aquatiques. En effet, chez Oreochromis niloticus, à l'intérieur d'une même souche, les descendances génétiquement femelles les plus sensibles issues de néomâles XX, produisent respectivement 98% de mâles à fortes températures (36°C) et 100% de femelles dans les conditions thermiques optimales (28°C) de l'espèce.

Influence du taux d'oxygène

Lorsque des embryons de Danio rerio sont élevés dans une eau appauvrie en oxygène, ils ont plus tendance à devenir des mâles. C'est une des conclusions d'une étude de Rudolf Wu et ses collaborateurs de l'université de Hongkong, publiée, le 1er mai 2006, dans la revue Environmental Science and Technology. En laboratoire, ils ont comparé des poissons élevés pendant trois mois en hypoxie à leurs congénères élevés dans des conditions d'oxygénation normales. En analysant le sex-ratio de la première population, les chercheurs ont observé une surreprésentation significative des mâles. Ils ont mis en évidence des perturbations des taux d'hormones sexuelles (testostérone et oestradiol) et, au niveau génétique, des variations de l'expression de gènes contrôlant la synthèse de ces hormones.