En biologie, la reproduction est un processus biologique qui permet la production de nouveaux organismes d'une espèce à partir d'individus préexistants de cette espèce. Avec la nutrition, c'est une des grandes fonctions partagées par tous les organismes vivants, assurant la continuité de l'espèce qui, sans reproduction, s'éteint.
La reproduction peut être couplée à un système de dispersion dans l'espace. Il s'agit de systèmes permettant de coloniser de nouveaux biotopes, et d'augmenter les chances de survie des espèces.
Pour certains auteurs, le terme « reproduction » serait à réserver à la seule reproduction sexuéeDictionnaire raisonné de biologie, Jean-Louis Morère et Raymond Pujol, éditions Frison-Roche, 2003.. Or, dans la littérature, le terme recouvre généralement à la fois la reproduction sexuée et la reproduction asexuée.
La reproduction, souvent considérée comme une évidence au sein du vivant, pose en fait des questions évolutives multiples. La fréquence relative des évènements de reproduction sexuée et asexuée varie en effet selon les espèces. Les biologistes observent en fait un continuum entre reproduction sexuée exclusive et reproduction asexuée exclusive, avec tous les intermédiaires possibles..
Avec des variations dépendant du contexte, des individus, populations et espèces (de faune, flore, fonge ou bactéries), il existe un coût de reproductionReznick, D. 1985 Costs of reproduction: an evaluation of the empirical evidence. Oikos 44: 257–267 (Résumé via CrossRef), correspondant grossièrement aux ressources, énergétiques notamment, que l'individu ou l'espèce alloue à la reproduction. Ces coûts semblent jouer un rôle important dans les processus de sélection naturelle, qu'on peut par exemple analyser selon un modèle coût/avantage. Dans certains cas, les adultes meurent en quelque sorte au profit de leur progéniture après avoir produit un grand nombre d'œufs (les saumons après la ponte par exemple). Dans d'autres cas, comme les grands mammifères, les adultes produisent peu de petits, mais consacrent beaucoup d'énergie à les élever et les protéger, au moins dans les premiers temps de leur vie.
Deux formes de reproduction
La reproduction sexuée est assurée par la fécondation, c'est-à-dire par fusion des gamètes mâle et femelle donnant un œuf (ou zygote)Dictionnaire raisonné de biologie, Jean-Louis Morère et Raymond Pujol, editions Frison-Roche, 2003.Ziller Catherine et Camefort Henri. Reproduction. Encyclopédia Universalis, 2006Biologie et phylogénie des algues - Tome 1 de Bruno de Reviers. Ed. Belin, 2002.Dictionnaire de botanique de Bernard Boullard, Ed. Ellipses, 1988. Cette reproduction non à l'identique permet le maintien d'une diversité génétique au sein des populations, car elle assure le brassage génétique.
La reproduction asexuéeBiologie de Neil A. Campbell, Jane B. Reece éd De Boeck 2004, trad française de Biology, 2002 def manuel de référence pour l'enseignement supérieur. Biologie générale de Paulette Van Gansen et Henri Alexandre, ed Dunod 2004 (appelée aussi multiplication asexuée ou reproduction végétative) désigne tous les autres moyens de multiplication où n'interviennent ni gamètes ni fécondation. Dans ce cas, seule la mitose assure la transmission de l'information génétique aux nouvelles cellules : c'est un processus de clonage naturel. Les descendants résultant de cette reproduction ne sont toutefois pas identiques à leur géniteur, car des mutations peuvent être transmises par les cellules reproductrices d'une génération à l'autre et s'accumulent au cours du temps, ce qui permet également une grande variabilité...
La reproduction est souvent présentée comme la manière dont les individus assurent la « survie de l'espèce », sa pérennité ou sa continuitéLes modèles d'anagenèse et de cladogenèse proposés par J.S.Huxley (1958) et développés par Henri Tintant (1963) montrent que la pérennité est ., mais c'est une conception erronée, d'influence lamarckienne.. Les biologistes sont de plus en plus conduits à considérer que les individus ne sont pas une fin en soi, qu'ils ne se reproduisent pas pour assurer la pérennité de leur espèce, mais au contraire qu'ils car la seule chose qui persiste et évolue au cours des temps, c'est l'information génétique..
Reproduction sexuée
right|thumb|Le cycle de reproduction des angiospermes.
Cette reproduction fait référence à la rencontre d'individus de types sexuels différents (mâle et femelle, MATa et MATα, + et -) ou, seulement de cellules de types différents. Cette innovation évolutive clé n'implique pas forcément d'accouplement ou de copulation, car des organismes immobiles comme les plantes, les champignons, les moules, sont aussi capables de reproduction. La reproduction sexuée n'est partagée que par les espèces eucaryotes, ce qui permet chez elles le brassage génétique.
Dans une même espèce, les individus ont quasiment le même nombre de gènes ( chez les humains par exemple). En revanche, les versions de ces gènes (les allèles) ne sont pas les mêmes. C'est pour cela que chaque individu est différent. Chez les espèces eucaryotes, la reproduction est l'occasion de brasser, ou de mélanger ces allèles entre deux individus, en général de sexes opposés. Cela produit une nouvelle combinaison d'allèles, donc un nouveau génome. Ceci permet l'évolution des populations, et si l'environnement venait à se modifier (réchauffement du climat, nouveau parasite…), ces nouvelles combinaisons pourront être favorisées par la sélection naturelle.
À chaque génération ou cycle de reproduction, on retrouve au niveau cellulaire les mêmes étapes : La méiose, qui produit des cellules haploïdes appelées gamètes ou gamétophytes (selon que la cellule produite participe directement ou non à la fécondation) portant un seul allèle pour chacun des gènes du parent. C'est une étape de importante de brassage génétique, où ont lieu les brassages interchromosomique et intrachromosomique ; La fécondation, qui est l'union d'un gamète mâle avec un gamète femelle (par exemple spermatozoïde et ovule) aboutissant à une cellule œuf diploïde, ou zygote, possédant un génome original à partir duquel se développera un nouvel individu.
Inconvénients Elle nécessite normalement la présence d'un second individu. C'est pour éviter ce problème qu'elle a parfois évolué en parthénogenèse, multiplication à partir des ovules sans partenaire, et donc sans fécondation — cas des pucerons, des daphnies, etc. Un animal isolé découvrant un nouveau territoire ne pourra propager l'espèce — sauf s'il s'agit bien sûr d'une femelle fécondée. Ce partenaire doit souvent être recherché, ce qui peut être difficile ou dangereux, par exemple les mâles de la même espèce doivent souvent se battre entre eux pour conquérir les femelles. La reproduction suppose parfois une concurrence entre mâles ou femelles, donc une compétition. Celle-ci peut demander un surcroit de ressources, une baisse de vigilance vis-à-vis des prédateurs, parfois des blessures ou la mort. En cas d'accouplement, il y a un risque d'échange d'agents infectieux — bactérie, virus, champignons, divers parasites… De nombreux gamètes doivent être produits et, s'agissant des mâles, ils sont souvent perdus. Complexité accrue du génome qui doit développer deux versions différentes mais compatibles : l'une mâle, l'autre femelle au sein de chaque individu (deux allèles issues des deux parents). De plus, l'espèce est contrainte à un processus évolutif plus lent afin de conserver la compatibilité, là où les individus asexués peuvent muter beaucoup plus rapidement pour s'adapter aux changements tels de nombreuses bactéries et virus. Réduction de la diversité du vivant réduite aux quelques espèces communes, plutôt qu'à des « individus asexués » tous radicalement différents évoluant séparément avec le temps en autant d'embranchements évolutifs que d'êtres vivants sans les contraintes liées à l'espèce. Ainsi, tous les individus semblables d'une même espèce ont tous les mêmes « points faibles », ce qui peut précipiter la fin de toute l'espèce en peu de temps, par un changement climatique ou un nouveau prédateur. Le brassage génétique issu de la reproduction est un avantage pour l'espèce (puisqu'elle fait s'associer un jour ou l'autre les meilleurs gènes) mais cela est un inconvénient majeur pour l'individu. Rien ne dit que la combinaison de ses gènes avec ceux venant de l'autre partenaire (même sélectionné) ne donnera pas des individus déficients. C'est le cas de toutes les maladies génétiques récessives, invisibles chez les parents.
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Avantages Accentuation de la « sélection naturelle » causée par la difficulté de reproduction, ce qui élimine les moins aptes et favorise le croisement des meilleurs individus. Recombinaison génétique au cours de la méiose et réparation chromosomique pour réduire les mutations non désirées. Théorie du changement adaptatif : diminution du nombre des maladies récessives. « Semble lié à une longue vie ».
On peut toutefois remarquer que : les maladies récessives ne se manifestent pas dans le cas de la reproduction non sexuée, un individu qui se divise donnant deux individus génétiquement identiques donc peut-être porteurs sains mais non malades. Ce n'est qu'en cas de reproduction que la maladie risque se manifester chez ses descendants… si on met à part les risques liés aux inconvénients listés plus haut et de nature à raccourcir la durée de vie, force est de constater que les individus les plus vieux de la planète (comme les arbres millénaires) peuvent tous se multiplier sans le mode sexué… Une plante que l'on bouture à l'infini est virtuellement immortelle, tout comme les bactéries ou même les animaux qui se multiplient ainsi.
Effets génétiques Une reproduction faisant intervenir la méiose et la fécondation ne reproduit pas à l'identique le patrimoine génétique des parents. Un enfant n'a pas les mêmes combinaisons d'allèles que son père ou sa mère mais un mélange des deux.
La reproduction sexuée permet en effet la transmission des gènes d'une génération à l'autre mais en induisant de la variabilité génétique. C'est le brassage génétique qui permet une évolution de l'information génétique (indispensable à long terme pour permettre aux espèces de s'adapter par la sélection du milieu selon la vision évolutionniste de Darwin).
Cas particuliers Hermaphrodisme vignette|243x243px|Reproduction de l'escargot.
Un individu est hermaphrodite s'il présente à la fois des organes mâles et femelles soit simultanément, soit alternativement (hermaphrodisme successif).
Chez les escargots par exemple, chaque individu possède des organes génitaux mâles et femelles, les organes mâles arrivant à maturité en premier. Il ne peut pas s'autoféconder, la fécondation doit être croisée : chaque reproducteur féconde ses gamètes femelles avec les gamètes mâles de son partenaire. Environ dix jours plus tard, les deux géniteurs pondent chacun de leur côté après avoir creusé un trou dans de la terre meuble.
La plupart des plantes à fleurs (Angiospermes) sont hermaphrodites et la fleur porte à la fois des organes reproducteurs mâles et femelles (étamines et pistil), mais environ 6 % des espèces sont dioïques, portant des fleurs mâles et des fleurs femelles sur un même pied ou ayant des individus mâles et des individus femelles (gonochorisme). La diécie est plus répandue chez les Gymnospermes (environ 65 % des espèces).
Reproduction sexuée et parthénogenèse Il y a deux types de reproduction chez le phasme : la reproduction sexuée, durant laquelle le mâle et la femelle s’accouplent. Quelques jours plus tard la femelle pond des œufs fécondés qui une fois éclos donnent des individus des deux genres ;