Nouvelle étude avec vidéo montre comment les femelles grenouilles se défendent contre l'accouplement indésirable

21 octobre 2023 feature

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par Stephanie Baum, Phys.org

Chez de nombreuses espèces, les préférences et les tactiques de reproduction peuvent différer entre les mâles et les femelles. Lorsque le comportement agressif des mâles envers les femelles non réceptives échoue, cela peut entraîner une incapacité à se reproduire et, dans certains cas, la mort des femelles concernées. Cela semble particulièrement vrai chez les espèces de reproductions explosives chez les anoures, un ordre comprenant environ 4 500 espèces de grenouilles et de crapauds, où un risque de mortalité plus élevé a été signalé chez les femelles en période de reproduction.

Les espèces à reproduction explosive, telles que la grenouille commune européenne, Rana temporaria, ont une saison de reproduction courte et concentrée, marquée par une intense compétition entre les mâles. En revanche, les espèces à reproduction prolongée se reproduisent sur de plus longues périodes, les mâles établissant généralement des territoires distincts, qu'ils défendent contre les autres mâles, et utilisant des chants nuptiaux pour attirer les femelles.

Chez R. temporaria, les résultats précédents étaient mitigés quant à la capacité des femelles non réceptives à repousser les avances indésirables des mâles. Ces avances peuvent inclure du harcèlement, de l'intimidation et une copulation forcée (amplexe) par un ou plusieurs mâles à la fois. Au moins une étude récente sur ce sujet indique que les femelles n'ont pas les moyens de se protéger contre cette agression et caractérise leur comportement de reproduction comme passif, mais des recherches plus anciennes décrivent le contraire.

Maintenant, des chercheurs de l'Université de Jyväskylä en Finlande et de l'Institut Leibniz pour l'évolution et la biodiversité en Allemagne et de l'Institut de recherche avancée sur la biodiversité de Berlin-Brandebourg ont étudié les tactiques d'évitement des partenaires sexuels chez les femelles R. temporaria dans une nouvelle étude intitulée "Drop dead! Female mate avoidance in an explosively breeding frog". Leur travail est publié dans la revue Royal Society Open Science.

Pendant leur étude précédente sur le choix des partenaires chez les mâles reproducteurs R. temporaria, les chercheurs ont utilisé des vidéos pour enregistrer le comportement de reproduction des grenouilles. Leurs descriptions et quantifications des tactiques d'évitement des femelles observées ont conduit à ce nouveau travail.

Les chercheurs ont constaté que les femelles non réceptives utilisaient trois tactiques d'évitement de la reproduction :

Les chercheurs ont observé ces trois comportements chez les grenouilles dans l'eau, et ils notent que dans un cas, une femelle a exhibé une immobilité tonique lors d'une tentative de copulation sur terre.

Parmi les 54 femelles en amplexus, 83 % ont adopté la rotation seule ou en combinaison avec l'une ou l'autre des autres tactiques. Environ la moitié (48 %) des femelles en amplexus ont émis des appels de libération, toujours en combinaison avec la rotation. Un tiers (33 %) de toutes les femelles mises en amplexus ont affiché une immobilité tonique, la combinant avec la rotation et l'appel dans 13 des 18 cas.

Il est à noter que les plus petites femelles utilisaient toutes les trois tactiques, tandis que les plus grandes avaient tendance à utiliser la rotation combinée avec les appels. Au total, 25 des femelles en amplexus (46 %) qui ont affiché ces tactiques ont réussi à s'échapper. Les plus petites femelles avaient une probabilité plus élevée de s'échapper.

Les chercheurs supposent que les raisons de la popularité de la rotation en tant que tactique féminine d'évitement de la reproduction sont notamment :

Les chercheurs suggèrent également que les caractéristiques mécaniques de la prise pourraient expliquer pourquoi les plus petites grenouilles femelles s'échappent plus facilement de l'amplexus en tournant que les plus grandes : un mâle beaucoup plus grand pourrait tout simplement ne pas être en mesure de tenir assez fermement une femelle plus petite pour maintenir l'activité.

Pendant ce temps, l'immobilité tonique, qui se produit chez les espèces dans tout le règne animal, peut être liée au stress. Des recherches antérieures montrent que des niveaux plus élevés de corticostérone dans le sang dus au stress peuvent interférer avec l'activité de reproduction et entraîner des périodes plus longues d'immobilité tonique.

Étant donné que les chercheurs ont observé que les plus petites femelles adoptaient ces trois comportements plus fréquemment que les plus grandes, ils suggèrent que l'âge ou l'expérience des femelles pourrait également être un facteur influençant ce comportement.

Ils notent également la fréquence de la formation de "mating balls" par plusieurs mâles en amplexus avec une seule femelle comme autre cause possible de l'immobilité tonique ; cette condition peut entraîner la mort des mâles et des femelles par noyade.

La question plus générale de pourquoi les grenouilles femelles choisissent ou rejettent certains mâles comme partenaires est encore inconnue.

The research states, 'It remains to be determined which (phenotypic or genotypic) trait(s) is (are) under selection, leading to mate acceptance or rejection, and what benefits and costs, if any, are associated with mate choice by female R. temporaria. There seem to be no obvious direct benefits of choosing a particular male, as males provide no parental care or defend any resources.

'Direct benefits, such as increased fertilization success by larger or size-assorted males have been disproved; in fact, fertilization success has been found to be independent of size assortment.'

Nevertheless, it is clear that mating is not a simple process in R. temporaria, and that females do not always remain passive when it occurs. Future studies, the researchers suggest, could focus on comparing females' stress corticosterone levels to age and sex ratios, as well as how age ratios, sex ratios, and varying frog densities affect mate selection and the risks of reproduction.

Journal information: Royal Society Open Science

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