La reproduction mystérieuse des chauves-souris

Une équipe de l’Unil, épaulée par des partenaires néerlandais, ukrainiens, allemands et polonais, a participé à la découverte d’une pratique jusqu’ici méconnue chez les mammifères: un coït  sans pénétration. Une première que les chercheurs nous racontent avec enthousiasme.

«Cette découverte est arrivée un peu par hasard, se souvient Nicolas Fasel, collaborateur scientifique externe à l’Unil. C’est en étudiant l’évolution de la morphologie des spermatozoïdes avec des comparaisons interspécifiques que nous avons remarqué que la sérotine commune (Cnephaeus serotinus) était particulière. La taille de son pénis est surdimensionnée et en forme de cœur inversé, donc non adaptée à la pénétration.» Il a fallu les images vidéo – prises dans une église – d’un retraité passionné par ce chiroptère aux Pays-Bas, pour se rendre compte qu’effectivement, Monsieur sérotine n’entrait pas dans le vagin de Madame. Une reproduction sans intromission? Du jamais-vu chez les mammifères! L’équipe du Département d’écologie et évolution (DEE) a dû faire face à un assaut de critiques consécutif au retentissement mondial qui a suivi la publication de son article en 2023 dans la revue Current Biology.

«Nous nous sommes retrouvés sous un tsunami de réactions. Des scientifiques n’y croyaient pas, car cela contredit tous les présupposés en place. Nous avons même eu droit à une présentation contre nos résultats, informe Nicolas Fasel. Mais personne n’a encore pu prouver le contraire.» Le chercheur, ainsi que Philippe Christe, professeur associé au DEE et directeur du projet, reviennent sur cette incroyable étude tout-terrain, parsemée de coups de chance et de rencontres fructueuses.

Mesurer la démesure

La sérotine commune fait partie des chauves-souris que l’on croise rarement. En Suisse, cette dévoreuse de hannetons possède le statut de vulnérable sur la liste rouge de l’OFEV. «Cela n’a pas encore été démontré, mais il se pourrait que son appétit pour les coléoptères fasse d’elle une prédatrice de choix pour lutter contre l’invasif scarabée japonais…», observe Nicolas Fasel.  Comme la trentaine d’espèces de mammifères ailés qui vivent sur notre territoire, elle est protégée. Son poids varie entre 15 et 35 g, pour une taille de 6 à 9 cm et une envergure de 31 à 38 cm. Ce qui la classe parmi les grandes de notre région, donc. C’est ailleurs qu’il faut regarder pour comprendre son caractère exceptionnel. «Quand j’étudiais la morphologie des spermatozoïdes des chauves-souris, je devais les anesthésier pour récupérer leur semence, précise Nicolas Fasel. Le sperme est ensuite récupéré après une électrostimulation dans le rectum à l’aide d’une sonde. Par chance, lorsqu’on endort les chauves-souris, le pénis se met en érection. Une analyse comparée avec d’autres espèces m’a permis de constater la taille impressionnante du pénis chez la sérotine commune (en érection, environ 22% de la taille du corps).»

Le professeur Philippe Christe ajoute que cet élément a favorisé l’hypothèse qu’une intromission était impossible. «La taille démesurée du pénis reste peu compatible avec celle du vagin, bien qu’il soit extensible. En érection, le pénis d’une sérotine commune mesure un peu moins de  2 cm, tandis que le vagin atteint à peine 2 mm.» Toutefois, relève Nicolas Fasel, «nous aurions pu en rester là, si je n’avais reçu un email au premier abord douteux, titré  pénis et entouré de mots en néerlandais…»

Le message aurait fini dans les spams du chercheur s’il n’avait comporté le nom de l’espèce Eptesicus (l’ancien nom latin de la sérotine commune). Finalement, il provenait d’un retraité passionné, qui vit aux Pays-Bas et qui avait posé 18 caméras dans une église de la ville  de Castenray, afin d’observer les comportements de la chauve-souris. Nicolas Fasel a de la sorte pu visionner plusieurs vidéos de coït sans intromission. Une réelle découverte, car un tel comportement n’avait jamais été décelé sur aucune des 1400 espèces de chiroptères  répertoriées sur Terre, ni sur aucun autre mammifère. «À l’époque, nous travaillions aussi avec un centre de soins et de réhabilitation en Ukraine, souligne le chercheur. Les personnes sur place devaient placer les animaux dans une cage, en captivité temporaire, en attendant de les nourrir. Elles ont entendu des cris et ont aussi pu assister à des copulations sans pénétration.»

Des ébats étudiés en Suisse

Une étude à l’intérieur des mines de Baulmes (anciennes mines de chaux dans le canton de Vaud, fermées dans les années 1960, ndlr), sur un réseau de 17 km de galeries, s’est également avérée précieuse. «Nous y avons  récolté des données sur plus de quinze ans, indique  Philippe Christe, qui a dirigé de nombreux projets sur les chauves-souris. Les accouplements ont lieu en automne, pour certaines espèces, lors de l’essaimage, qui rassemble des milliers d’individus sur un rayon de 40 km autour des mines. On assiste alors à des vols frénétiques. Nos observations ont permis de confirmer qu’elles s’y rendent aussi pour hiberner et transiter. Nous avons une autre hypothèse concernant l’essaimage, à vérifier : les femelles pourraient montrer à leurs jeunes de l’année les bons sites où passer l’hiver.»

Au vu du nombre important d’individus installés dans les mines, les coïts restent difficiles à observer. Mais les recherches révèlent que les chauves-souris font tout, ou presque, la tête en bas. Non seulement dormir, mais aussi mettre bas et se reproduire. Et leurs étreintes paraissent sans fin. «Parmi les résultats les plus fous que nous ayons eus, nous pouvons relever le temps de copulation, signale Nicolas Fasel. Les sérotines communes peuvent rester jusqu’à douze heures en position d’accouplement. On peut estimer que le mâle maintient son pénis contre la vulve longuement afin de s’assurer que les spermatozoïdes remontent bien le tractus génital (ensemble des organes de reproduction, ndlr) de la femelle. Autre hypothèse: ce système pourrait éviter qu’elle contracte ses muscles et renvoie l’éjaculat nécessaire à la fécondation.»

Le professeur Philippe Christe note que les recherches de Nicolas Fasel sur la qualité et le stockage du sperme chez le petit mammifère pourraient donner des applications pratiques sur le stockage de sperme des animaux de rente ou même humain.

Un gland interpellant

Telle la plupart des vertébrés à glandes mammaires (à l’exception notamment des primates, des cétacés, des chevaux, des marsupiaux, des éléphants et des lapins), les chauves-souris possèdent un os pénien, aussi nommé baculum, une sorte de soutien anatomique qui aide à rendre le pénis rigide et augmente les chances de fécondation. «Chez la noctule, l’os pénien se projette hors du gland et pourrait avoir une fonction pénétrative, explique Nicolas Fasel. En revanche, l’anatomie de Monsieur sérotine – un baculum en forme de petit triangle – laisse penser qu’il aurait plutôt pour fonction de protéger l’urètre durant l’érection. Le pénis étant tellement énorme, il risquerait d’exercer une pression trop forte sur l’urètre. La forme triangulaire pourrait ainsi garder l’urètre ouvert et éviter cette tension. Le gland en forme de cœur inversé pourrait, lui, avoir une fonction de ventouse pendant l’accouplement.»

Décidément pleines de surprises, Mesdames chauves-souris ont aussi la capacité de retarder le moment de la fécondation. Elles conservent le sperme pendant l’hibernation et repoussent l’ovulation au printemps. Les petits naissent alors à la belle saison. «Cela se passe dans les zones tempérées, note Philippe Christe, où toutes les espèces sont insectivores et manquent ainsi de nourriture pendant l’hiver. Raison pour laquelle elles hibernent. Dans les pays tropicaux, elles ne font pas de pauses et n’ont donc pas besoin de stocker le sperme pendant la saison pauvre en nourriture.» Des analyses réalisées sur les minioptères de Schreibers, que l’on trouve dans les mines de Baulmes, montrent que l’implantation de l’embryon peut également être différée.

Madame sérotine commune est-elle une adepte de  la fécondation retardée? De quelle manière choisit-elle Monsieur? Est-elle fidèle à son amoureux, telle la femelle du murin de Daubenton, à qui il arrive de retrouver le même élu chaque année (selon les résultats de la thèse de Clara Castex, effectuée à l’Unil)? Mystère… Les scientifiques ne le savent pas encore. «Il reste beaucoup de travail à effectuer au niveau moléculaire sur les protéines, les gènes, etc., commente Nicolas Fasel. D’un point de vue évolutif, tout ce qui est lié à la sélection des femelles est important. Elles sont capables de choisir un mâle en fonction de son chant ou de son plumage chez les oiseaux. En revanche, comment vont-elles le sélectionner d’après ses spermatozoïdes après l’accouplement? C’est tout un pan de l’évolution de la sélection sexuelle qui reste encore à écrire.»

Mating without intromission in a bat. Paru dansCurrent Biology.  Volume 33, Issue 22, 20 novembre 2023. doi.org/10.1016/j.cub.2023.09.054

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