Au printemps 2018, Erin Krichilsky est tombée sur l’abeille la plus déroutante qu’elle ait jamais vue.
Alors que le côté droit de son visage arborait une mâchoire robuste garnie de petites dents – des caractéristiques que l’on trouve normalement chez une femelle – la moitié gauche de la tronche de l’insecte présentait les traits délicats et feuilletés d’un mâle. Un rapide coup d’œil sur le reste du corps de l’abeille a révélé la même chose : une femme à droite, un homme à gauche. C’était comme si quelqu’un avait coupé une abeille mâle et une abeille femelle en deux et cousu la moitié de chacune d’elles ensemble.
En regardant dans le microscope l’insecte de 4 millimètres de long, Krichilsky – alors assistante de recherche au Smithsonian Tropical Research Institute (STRI) au Panama – a réalisé qu’elle avait trouvé quelque chose d’extraordinaire. « C’était cet individu super cool qui ne ressemblait en rien à ce que j’avais l’habitude de voir », se souvient-elle. « C’était une journée très excitante. »
Ce mystérieux insecte, décrit récemment dans le Journal of Hymenoptera Research, était un gynandromorphe excessivement rare – un animal anatomiquement mi-mâle, mi-femelle – le premier jamais identifié dans l’espèce Megalopta amoena, un type d’abeille à sueur que l’on trouve en Amérique centrale et du Sud.
Contrairement aux hermaphrodites, qui ont souvent l’apparence extérieure d’un homme ou d’une femme mais possèdent les organes reproducteurs des deux, les gynandromorphes peuvent se vanter d’avoir des corps entiers qui sont des mosaïques sexuelles. En raison de leur rareté dans la nature, ces individus à sexe partagé sont mal connus. Pourtant, les chercheurs ont documenté des gynandromorphes chez des créatures allant des papillons et des crustacés aux reptiles et aux oiseaux – tous avec des résultats littéralement mitigés.
Un autre gynandromorphe Megalopta a déjà montré son visage aux scientifiques : un hybride mâle-femelle chez une espèce d’abeille suceuse étroitement apparentée appelée Megalopta genalis, identifiée en 1999. Au cours des deux décennies qui ont suivi, les chercheurs du STRI ont collecté et analysé des dizaines de milliers d’autres abeilles sans découvrir un deuxième exemple – faisant de l’apparition récente et fortuite du nouveau spécimen de Megalopta amoena un acte de rappel bienvenu, dit Krichilsky.
L’équipe n’a pas analysé les gènes de l’abeille pour confirmer son statut de gynandromorphe. Mais l’anatomie asymétrique de l’insecte était une sorte de révélateur, dit l’auteur de l’étude, Adam Smith, biologiste à l’Université George Washington.
Généralement, les abeilles, les guêpes et les fourmis – qui appartiennent au groupe des hyménoptères – vivent dans des sociétés matriarcales dans lesquelles les femelles « font toutes les choses qui rendent les abeilles intéressantes », dit Smith. « Elles collectent le pollen, construisent les nids, s’occupent des enfants ». À ce titre, l’évolution a doté ces dames de traits compatibles avec leur liste interminable de corvées : des mâchoires puissantes capables de creuser dans le bois, des pattes arrière épaisses et poilues capables d’attraper et de transporter le pollen, et un dard à pointe acérée pour se défendre.
Les mâles, cependant, « ne font rien d’utile à part s’accoupler », dit Smith, et ont le physique chétif qui va avec.
Bien que les chercheurs ne sachent pas exactement comment cette abeille bizarre est apparue, des études sur des insectes similaires pourraient fournir quelques indices. Il y a plusieurs années, une autre équipe de scientifiques dirigée par l’expert en abeilles de l’Université de Sydney, Benjamin Oldroyd, a analysé les gènes de plusieurs gynandromorphes d’abeilles domestiques et a constaté que les hybrides mâle-femelle étaient probablement le résultat d’un accident de développement.
Chez les humains, le sexe biologique est déterminé par deux chromosomes sexuels – un de la mère et un du père. L’héritage de deux X donne une femelle, tandis qu’un X associé à un Y crée un mâle. Mais les abeilles font les choses un peu différemment. Tous les œufs fécondés, qui portent le matériel génétique d’une mère et d’un père, donnent naissance à des abeilles femelles. Les œufs non fécondés peuvent toutefois donner naissance à une progéniture : des mâles sans père qui ne portent qu’un seul jeu de chromosomes de leur mère, soit la moitié de ce que l’on trouve chez les femelles. Le sexe, en d’autres termes, est déterminé par la quantité d’informations génétiques dans les cellules d’une abeille.
En de très, très rares occasions, un deuxième spermatozoïde peut se faufiler dans un œuf déjà fécondé – une future femelle – et commencer à se copier, explique Oldroyd. Cela crée deux lignées asymétriques qui peuplent chacune leur propre moitié de l’embryon en croissance : l’une issue de l’union de l’ovule et du premier spermatozoïde qui se développe en tant que femelle, et l’autre, née uniquement du second spermatozoïde, en roue libre. Comme ce deuxième spermatozoïde ne s’associe jamais avec son propre ovule, le nombre de chromosomes dans sa lignée reste faible, ne créant que des cellules mâles.
Ces événements de double fécondation semblent expliquer au moins certains gynandromorphes d’abeilles domestiques, bien que les hybrides mâle-femelle chez d’autres espèces puissent se manifester d’autres façons. Une autre explication pourrait être qu’une cellule d’un embryon femelle typique commet une erreur en se copiant, générant une cellule femelle et une cellule mâle au lieu de deux cellules femelles. Ces nouvelles cellules continueraient alors à se diviser indépendamment, donnant deux lignées sexuellement divergentes.
L’un ou l’autre de ces scénarios, voire aucun, pourrait avoir joué dans la nouvelle abeille Megalopta, qui a depuis été immortalisée dans les collections du STRI. Sans disséquer le spécimen et analyser son génome, les chercheurs ne peuvent pas le dire.
Avant que l’abeille Megalopta ne meure, cependant, Krichilsky et ses collègues ont décidé de réaliser un autre type de test : suivre son cycle de sommeil quotidien. En plaçant l’insecte dans un moniteur d’activité, ils ont constaté qu’il se réveillait un peu plus tôt pour chercher de la nourriture que les mâles et les femelles typiques de son espèce.
Avec un seul spécimen à étudier, l’équipe ne peut pas tirer de conclusions fermes sur cette bizarrerie comportementale. « Peut-être que c’est bizarre parce que c’est un gynandromorphe », dit Smith. « Ou bien c’est simplement bizarre parce que c’est bizarre. »
Pour autant, les résultats de l’équipe sont remarquables simplement parce qu’ils incluent des données comportementales, dit Sydney Cameron, un entomologiste de l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign qui n’a pas participé à l’étude. La plupart des gynandromorphes ne sont découverts qu’après leur mort et leur rangement dans les collections des musées, ce qui empêche de savoir comment ils s’orientaient dans leur environnement et dans leurs relations sociales de leur vivant. Bien que ce spécimen ne puisse pas parler pour tous les gynandromorphes, dit Cameron, ses actions sont intéressantes à documenter.
Ehab Abouheif, un biologiste de l’Université McGill qui n’a pas participé à l’étude, souligne l’importance de ne pas rejeter les gynandromorphes comme des « monstres de la nature ». Les espèces ne peuvent survivre et persister que si leurs populations sont diversifiées. Dans cette optique, les individus inhabituels ne sont pas des erreurs à écarter – ils sont du fourrage pour l’adaptation.
Beaucoup, sinon la plupart, des gynandromorphes sont probablement infertiles, et ne fondent probablement pas eux-mêmes de nouvelles espèces. Mais les changements de développement qui brouillent les lignes anatomiques entre les sexes peuvent encore conduire l’évolution dans d’autres contextes, dit Smith. Chez certaines abeilles parasites, par exemple, les femelles ont perdu beaucoup des traits habituels qui féminisent d’autres espèces, et peuvent sembler presque masculines.
Ce genre de fluidité sexuelle « se produit probablement plus souvent que nous en sommes conscients » dans la nature, dit Krichilsky. « Il y a des niches occupées par un individu plus typiquement féminin ou masculin. Peut-être peuvent-ils occuper quelque chose entre les deux, ou les deux – ou devenir un tout nouvel organisme. »
Pour inhabituels qu’ils soient, les gynandromorphes « sont toujours des abeilles, tout comme les autres abeilles », dit-elle. « Et nous pouvons apprendre beaucoup d’elles. »