L’espèce humaine est l’une de celles qui consacrent le plus d’énergie à avoir une progéniture | Science

Dans l’arbre de vie, il y a une loi que suivent presque toutes les créatures : elles grandissent et grandissent jusqu’à atteindre l’âge de procréer et, une fois atteintes, elles arrêtent leur croissance pour se consacrer à la procréation. Cette norme biologique repose sur une modification du flux d’énergie. Obtenue à partir de nutriments ingérés, certains ont proposé que l’énergie dédiée au développement personnel soit redirigée vers la nouvelle génération. Aujourd’hui, un groupe de scientifiques a calculé le coût métabolique pour assurer l’avenir de l’espèce et les humains sont parmi ceux qui consacrent le plus de joules (l’unité de base pour mesurer l’énergie) à avoir leurs enfants.

Un groupe de biologistes a collecté des données (résultats de leurs propres recherches ou de celles d’autrui) sur le coût de la reproduction sur le métabolisme de 81 espèces animales. Il existe différentes stratégies de reproduction. Parmi les grands mammifères placentaires, la norme est d’un ou quelques petits par événement reproductif après des mois de développement et une longue période de soins postnatals. Pendant ce temps, chez la plupart des espèces d’ectothermes, appelées animaux à sang froid, tout dépend de la ponte massive d’œufs. Mais ils ont tous un double coût énergétique associé à leur effort de reproduction. D’une part, directe, celle de l’énergie que porte la progéniture. De l’autre, un investissement indirect, celui des parents eux-mêmes.

Ce qu’ils ont découvert et publié dans le magazine Science, c’est que le coût total de la reproduction est bien plus élevé qu’on ne le pensait auparavant, parfois jusqu’à 10 fois plus. Pour les grands groupes d’animaux, les mammifères engagent une dépense énergétique trois fois supérieure à celle des ectothermes ovipares (ceux qui pondent des œufs), comme la plupart des poissons, des reptiles ou des amphibiens, et plus du double de celle investie par les ectothermes vivipares, comme certains serpents et lézards. , dont les embryons se développent complètement dans l’utérus. La différence doit être encore plus grande. Bien qu’il s’agisse d’une des premières tentatives visant à quantifier le coût physique réel de la reproduction dans un échantillon représentatif du règne animal, l’ouvrage ne le calcule que jusqu’au moment de la naissance de la progéniture ou de la ponte des œufs. Cela laisse de côté les processus et comportements énergivores, tels que le coût métabolique de la production de lait maternel ou les soins prolongés à la progéniture qui caractérisent la plupart des mammifères. “Nous n’avons pas inclus les coûts énergétiques des soins postnatals car il existe de nombreuses façons de les quantifier, comme les habitudes d’activité, la défense des petits, les câlins pour se réchauffer”, explique Sam Ginther, scientifique à l’Université Monash (Victoria, Australie) et premier auteur de cette enquête.

L’animal de l’échantillon (en particulier la femelle) qui consacre le plus d’énergie à la reproduction est le cerf de Virginie ou cerf de Virginie (Odocoileus virginianus), qui investit en moyenne 470 037 kJ (un kJ équivaut à 1 000 joules). A l’extrémité opposée se trouve un rotifère (Un bras pliable), un animal utilisé pour nourrir les larves de poissons. Leur effort de reproduction jusqu’à la ponte est d’à peine 0,000003 kJ, soit onze fois moindre.

« Le coût énergétique total de la reproduction humaine est de 208 303 kJ »

Sam Ginther, scientifique à l’Université Monash, Australie

« Le coût énergétique total de la reproduction humaine est de 208 303 kJ », explique Ginther. Ce chiffre place les humains parmi les quatre espèces de l’échantillon qui dépensent le plus en reproduction. « Les coûts directs sont de 8 669 kJ et les coûts indirects de 199 634 kJ. A titre de comparaison, une tranche de pain pesant environ 28 grammes contient 287 kJ. Cela signifie que les coûts indirects des humains représentent environ 96 % du coût total de la reproduction. En cela, la race humaine représente la deuxième plus grande charge métabolique pendant la période de grossesse.

La distinction entre coûts directs et indirects est essentielle pour les auteurs de cette recherche. Jusqu’à présent, l’énergie incorporée à la progéniture avait été étudiée et était bien connue. C’était le résultat de la multiplication de la masse de la couvée ou de la progéniture de chaque événement reproducteur (mesurée en grammes) par la densité énergétique de tous les tissus de la progéniture (mesurée en joules par gramme). C’était une formule qui permettait d’estimer et de comparer le coût de reproduction entre différentes espèces. Mais cela laissait de côté un calcul beaucoup plus complexe. Intuitivement, il est évident que la grossesse, les exigences métaboliques d’un placenta, le besoin impérieux de protéines dont les femelles de moustiques ont besoin pour développer leurs œufs et qui en font les meilleurs vampires ou l’épopée du retour des saumons vers le cours supérieur des rivières mourir d’épuisement et de faim quelques minutes seulement après avoir procréé nécessite une énorme dépense énergétique. Le problème c’est de le calculer. La formule pour calculer ce coût indirect est un peu plus compliquée : cette charge métabolique (également exprimée en joules) est obtenue en multipliant l’augmentation du métabolisme de la mère attribuable à la reproduction (joules par heure) par la durée de la grossesse (en heures). C’est la grande contribution de ce travail.

Avec ces formules, ils ont vérifié que 48 des 81 espèces subissent des coûts plus indirects que directs. En moyenne, pour chaque joule incorporé à la progéniture, la mère en a besoin de 10 supplémentaires. Et cela est plus prononcé chez les mammifères, avec des cas aussi extrêmes que celui des humains évoqué plus haut. Cela a de grandes implications pour l’étude des êtres vivants, comme le souligne l’auteur principal de la recherche, Dustin Marshall, biologiste de la même université australienne : « Notre travail implique que la manière dont les animaux grandissent, lorsque leur croissance et même leur existence entière est ralentie, est orientée pour satisfaire les énormes besoins énergétiques de la reproduction. “Nous savons depuis longtemps qu’une reproduction réussie est la mesure essentielle de la condition physique évolutive chez les animaux multicellulaires, mais ces travaux montrent la quantité d’énergie nécessaire à cette reproduction.”

Le cas des mammifères est très frappant. Parfois placés à la pointe de l’évolution, ils ne semblent pas très efficaces lorsqu’il s’agit de capter l’énergie. Les auteurs eux-mêmes donnent l’exemple du lait maternel : chez de nombreuses espèces de mammifères, les mères dépensent plus d’énergie pour le créer que l’énergie qu’il contient. Mais Marshall nie qu’il s’agisse d’une inefficacité, affirmant plutôt le contraire : « Oui, les mammifères dépensent beaucoup plus d’énergie pour produire une progéniture d’une masse donnée, ce qui semble moins efficace. Mais ces nouveau-nés, avec leur développement avancé (comparé, par exemple, à un œuf de poisson) et leur croissance rapide, souffrent beaucoup moins de mortalité que les nouveau-nés moins développés lorsqu’ils atteignent l’âge adulte. Au final, ceux des mammifères représentent un investissement initial élevé mais avec un taux de survie plus élevé » Et cela est récompensé par l’évolution.

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