Système Reproducteur et Développement Embryonnaire des Oiseaux

1. Système Reproducteur Aviaire

Quelque chose d'étrange se produit dans le système de reproduction des oiseaux : lorsque ce n'est pas la saison de reproduction, les organes reproducteurs ou les gonades rétrécissent, ce qui réduit leur poids et facilite ainsi le vol. Les mâles possèdent une paire de testicules. Chez les femelles de nombreuses espèces d'oiseaux, seul l'ovaire gauche fonctionne habituellement, tandis que le droit reste atrophique. Au début de la saison de reproduction, les organes génitaux se développent. Les testicules, par exemple, peuvent augmenter jusqu'à des centaines de fois.

Certains oiseaux possèdent des structures similaires au pénis, par exemple, les tinamous et certaines espèces de sauvagine. Cependant, la plupart des oiseaux sont dépourvus d'organes génitaux externes ; pour s'accoupler, ils doivent réaliser un contact de cloaque à cloaque. Habituellement, le mâle place sa queue sous la femelle et celle-ci adopte une position réceptive. La durée de la copulation est très variable : si elle ne dure que quelques secondes chez certaines espèces, elle peut durer jusqu'à 25 minutes chez d'autres. Certains, comme les hirondelles, peuvent s'accoupler en plein vol.

2. Reproduction chez les Femelles

Chez la femelle, les composants nutritionnels du jaune d'œuf (protéines, lipides) sont produits dans le foie et transportés à l'ovaire par le sang. Là, ils rencontrent l'ovule, ou cellule sexuelle, produite par la fonction ovarienne de la femelle. L'ovule, avec son jaune, mûrit et descend le long d'un tube appelé oviducte. C'est dans ce dernier que la fécondation peut avoir lieu, c'est-à-dire l'union de l'ovule et du spermatozoïde. Si la fécondation a lieu, l'embryon (l'oiseau à venir) se forme quelques heures plus tard. Chaque section de l'oviducte ajoute une partie au jaune au fur et à mesure qu'il descend, formant ainsi l'œuf, un peu comme une chaîne de montage.

L'embryon (ou l'œuf sans fécondation) reçoit la majeure partie du blanc, ou albumine, en passant par la section de l'oviducte appelée magnum. L'albumine protège l'embryon contre les chocs et les germes. Ensuite, il passe par l'isthme, où les membranes se forment autour du blanc. L'utérus ajoute la coquille et divers pigments. Finalement, l'œuf traverse le vagin et le cloaque. La plupart des oiseaux pondent leurs œufs le matin, après que la coquille dure se soit formée pendant la nuit, durant le sommeil.

La coquille poreuse contient trois membranes : l'amnios, le chorion et l'allantoïde. Ce système membranaire possède des vaisseaux sanguins qui permettent à l'oiseau en développement d'obtenir de l'oxygène et d'évacuer le dioxyde de carbone. Les pingouins et autres oiseaux marins ne pondent qu'un seul œuf, car les poussins nécessitent beaucoup de soins. Les colombes, les colibris et les passereaux pondent deux œufs en général. Les poules et les canards peuvent en pondre jusqu'à quinze. Certains oiseaux peuvent remplacer les œufs s'ils sont retirés, mais d'autres espèces ne le font pas.

3. Développement Embryonnaire des Oiseaux

Chez les poulets et autres volailles, le jaune d'œuf est constitué d'un côté par une fine zone de cytoplasme et le noyau. La fécondation se produit dans l'oviducte, suivie de l'ajout de l'albumine et de la coquille. Les stades de blastula et de gastrula se produisent lorsque l'œuf est encore dans l'oviducte.

Le blastodisque est une couche de cellules dérivées du noyau et du cytoplasme de l'ovule fécondé. Il se divise en couches pour former un disque autour de deux blastocèles : une couche inférieure, riche en vitellus, appelée hypoblaste, et la couche supérieure, l'épiblaste. Le long de l'épiblaste se forme une dépression, appelée la ligne primitive, à partir de laquelle les cellules de l'épiblaste migrent pour former le mésoderme et aider à la formation des cellules endodermiques avec l'hypoblaste, après quoi le sac vitellin est formé à partir de l'hypoblaste, contenant les éléments nutritifs.

Organogenèse

Durant les premiers stades de l'embryogenèse, la formation des trois feuillets embryonnaires primaires est primordiale :

• L'Ectoderme : Il dérive les régions ultrapériphériques de l'embryon, la couche externe de la peau, les poils, les ongles et les cellules sécrétrices des glandes sudoripares. À partir du tube nerveux induit par la notochorde, l'ectoderme donne également naissance à tout le système nerveux : cerveau, moelle épinière et nerfs périphériques, ainsi qu'aux terminaisons spécialisées des organes des sens, une partie de la muqueuse de la bouche, de l'anus et de l'émail des dents.
• L'Endoderme : Il tapisse le tractus digestif et les principales voies respiratoires, les cellules du foie et du pancréas, la vessie, la paroi de l'urètre, ainsi que la thyroïde et les parathyroïdes.
• Le Mésoderme : Troisième feuillet germinatif, il donne naissance à tous les muscles, au tissu conjonctif solide (os, cartilage et fibres), au sang, aux vaisseaux, au derme, aux reins et aux organes reproducteurs sanguins.

Chez les oiseaux, le développement embryonnaire présente ensuite des caractéristiques particulières qui permettent de les différencier des autres individus. Chez eux, la segmentation et la gastrulation ont lieu dans l'oviducte de la poule.

L'œuf de poule est dit télolécithe car le jaune occupe la majeure partie de l'œuf et constitue une réserve importante de nourriture pour le développement de l'embryon. L'œuf contient des protéines, de la lécithine, des phospholipides et d'autres substances servant de nutriments.

Après l'ovulation, l'ovule quitte l'ovaire et pénètre dans l'oviducte où a lieu la fécondation. Le long de son parcours dans l'oviducte, la gastrulation et la segmentation commencent. Durant ce processus, les glandes des parois sécrètent des substances albumineuses qui adhèrent à l'œuf et forment le blanc ou l'albumine. Comme l'oviducte présente une configuration torsadée avec des plis en spirale dans ses parois internes, l'œuf tourne, se tord et les chalazes se forment dans l'albumine. Au cours de ce trajet, les autres couches de substances organiques, appelées membranes coquillières, se constituent et finissent par former la coquille, ou couche calcaire entourant l'œuf.

Après avoir fait le tour de l'oviducte, l'œuf tombe dans le cloaque avant d'être expulsé à l'extérieur. Le temps nécessaire à la formation de l'œuf, de l'ovulation à la fin de l'oviducte, est d'environ 16 à 20 heures.

A) Segmentation

La segmentation de l'œuf est méroblastique, car la masse du jaune empêche les plans de segmentation de s'étendre sur tout l'œuf. La segmentation commence dans l'oviducte après la fécondation et est confinée au centre d'une petite partie située au pôle animal, appelée le blastodisque.

La segmentation débute par la formation d'un sillon vertical dans le blastodisque. Un deuxième sillon apparaît, perpendiculaire au premier, puis de nouveaux sillons de segmentation se forment dans la zone du blastodisque. Le jaune reste indivisible. Lorsque de nombreuses cellules de segmentation sont formées, la blastula commence à se former et le blastocèle apparaît.

B) La Blastula

Durant les premières étapes du clivage, les blastomères restent attachés, donnant à l'œuf l'apparence d'une mûre : c'est le stade morula. Mais bientôt, les blastomères ont tendance à se placer autour d'une cavité centrale ou blastocèle, laissant le stade de blastocyste. Jusqu'à présent, il n'y a pas eu d'augmentation de taille, mais seulement une augmentation du nombre de cellules, ce qui signifie une augmentation du matériel génétique.

Blastula Primaire

Autour de 32 à 64 blastomères, un nouveau type de division apparaît. Ce sont des divisions cytoplasmiques approfondies qui définissent une limite inférieure pour certains blastomères, séparés du jaune grâce à une répartition virtuelle égale. Au cours des clivages ultérieurs, la masse des blastomères centraux situés au-dessus de la fissure se développe, et les cellules des couches horizontales séparent les cellules marginales supérieures. Les cellules qui n'ont pas de limite avec le jaune sous-jacent se divisent et forment le premier blastocèle central. Dès l'apparition de la cavité de segmentation, l'extérieur du blastoderme présente deux régions : la zone pellucide et la zone opaque. La zone pellucide correspond à la partie centrale du blastoderme et paraît plus claire au-dessus du blastocèle. La zone opaque correspond aux couches périphériques du blastoderme et comprend :

• Les blastomères périphériques formant la zone de revêtement, dont les cellules se divisent activement le jaune sans y adhérer.
• Les blastomères de la zone qui est attachée au jaune, sans limites définies.
• Une zone interne de transition entre la zone opaque et la zone pellucide.

Blastula Secondaire

Le blastoderme, au niveau de la zone pellucide, devient un germe diploblastique. La couche superficielle de cellules représente l'ectophyle, tandis que la couche la plus profonde est appelée entophyle. La lame entophyle pourrait provenir d'un décollement de la zone pellucide.

La lame entophyle sépare le blastocèle primaire en deux cavités :

• L'arquentéron, directement au-dessus du jaune.
• Le blastocèle secondaire, situé entre l'ectophyle et l'entophyle.

C) Gastrulation

Ce processus commence dans les premières heures d'incubation. Suite aux divisions constantes de la segmentation, le blastoderme se compose de plusieurs couches de cellules. La partie qui émerge du jaune et présente une apparence claire est appelée la zone pellucide ; autour se trouve la couche sombre de cellules appelée la zone opaque.

À l'arrière de la zone pellucide se forme un épaississement qui s'étend au milieu de cette zone. Lorsque cela se redresse, la ligne primitive apparaît, marquant le début du processus précoce, situé entre 10 et 12 heures.

Le blastodisque s'étire et trois couches se différencient : l'ectoderme, le mésoderme et l'endoderme. Entre 18 et 20 heures d'incubation, la gastrulation est terminée et la neurula commence. Celle-ci débute par un épaississement du nœud antérieur de Hensen, appelé extension céphalique. Les plis neuraux forment la plaque neurale et la moelle. Les somites apparaissent et deviennent rapidement les organes de l'organisme.

4. Naissance des Oiseaux

Beaucoup d'oiseaux commencent l'incubation après avoir pondu le dernier œuf ; d'autres le font dès le premier œuf. À la naissance, les poussins sont très différents selon l'espèce. Certains sont déjà emplumés et sont capables de marcher ou de nager immédiatement (nidifuges), n'ayant besoin que de la protection de leurs parents qui les nourrissent. C'est le cas des canards, poulets, dindes, perdrix.

La durée de la période d'incubation varie principalement en fonction de la taille de l'oiseau. Le poussin se fraye un chemin hors de l'œuf grâce à un organe appelé « cure-dent », qui dépasse de la mâchoire supérieure. Il s'en sert pour arracher un petit coin de la coquille. Cette « dent » disparaît rapidement après la naissance.

Étapes de l'Éclosion

1. Préparation à la naissance : Le prélude à la naissance est invisible. Le poussin doit se tourner à l'intérieur de la coquille pour que son bec pointe vers le côté arrondi de l'œuf, puis il exerce une forte pression avec sa tête contre le coussin d'air.
2. Rupture de la coque : La naissance commence lorsque le poussin parvient, après plusieurs tentatives, à briser la coquille. Deux éléments fondamentaux l'aident : la « dent de pointe », un petit organe saillant de la mâchoire supérieure qui tombe peu après la naissance, et un puissant muscle situé derrière la tête qui renforce la poussée de la dent.
3. La fissure prend forme : Après avoir cassé la coquille en un point, le poussin commence à étendre la fissure. Après chaque coup de bec, il s'arrête et tourne lentement en poussant avec ses pattes pour agrandir la fissure. Ce processus de transformation et de cassure produit une fissure autour de la base de l'œuf.
4. La fissure se transforme en craquelure autour de l'œuf.
5. Le poussin prend position : Les pattes du poussin atteignent le bord de la coquille et, une fois sa position consolidée, il pousse avec ses pattes et ses épaules.
6. La naissance elle-même : Le poussin pousse une dernière fois avec ses pattes et le côté arrondi de la coquille se détache comme un chapeau.
7. La vie dans le monde extérieur.