Cycle de vie (biologie)

Cycle de vie d'un moustique.

Le cycle de vie (ou cycle de développement), est la période de temps pendant laquelle se déroule une succession de phases qui composent la vie complète d'un organisme vivant par reproduction.

Trois niveaux peuvent se distinguer : l'alternance de phases, l'alternance de stades de développement et l'alternance de générations.

Alternance cytologique de phases

Une cellule pouvant être haploïde (les chromosomes n'existant qu'en un seul exemplaire dans son noyau) ou diploïde (les chromosomes étant présents par paire), respectivement n et 2n chromosomes (voir ploïdie), une phase se caractérise le maintien d'un état chromosomique (n ou 2n) au cours des divisions cellulaires mitotiques.

La phase durant laquelle les cellules sont haploïdes, et qui s'étend entre la méiose (voir division cellulaire) à la fécondation (fusion des gamètes) formant le zygote (voir Reproduction), est appelée haplophase. Celle durant laquelle elles sont diploïdes, entre la fécondation et la méiose, est appelée diplophase, selon la nomenclature introduite en 1907 par Jean Paul Vuillemin.

La définition des phases est basée sur le caryotype des cellules (n ou 2n chromosomes), indépendamment du nombre de cellules (mais au moins deux cellules issues d'une mitose) ou de leur organisation en organisme. Les phases sont délimitées par la fécondation et la méiose.

Les générations sont indépendantes de la ploïdie des organismes. Toutefois lorsque la génération se superpose à une phase (ce qui n'est pas toujours le cas), on peut parler d'haplonte pour l'organisme haploïde et de diplonte pour l'organisme diploïde.

Cycle monogénétique haplophasique

Cycle de la Spirogyre.

Dans le cas où le zygote est la seule cellule diploïde du cycle de vie et qu'il subit la méïose sans division cellulaire mitotique, on parle de cycle monogénétique haplophasique. Le qualificatif "monogénétique" signifie qu'il existe une seule génération, et qu'il n'y a pas d'alternance entre individus haploïde et diploïde.

C'est le cas par exemple chez certains champignons, chez la Spirogyre ou encore chez Plasmodium, responsable du paludisme.

Cycle monogénétique diplophasique

Dans le cas d'un cycle où il n'existe qu'une génération diploïde, et que donc les gamètes sont les seules cellules haploïdes (et ne subissent pas de mitose), on parle de cycle monogénétique diplophasique. C'est le cas chez tous les animaux mais assez rare par ailleurs dans le monde vivant.

Chez certains champignons, il y a une dicaryophase, avec des cellules dicaryotiques (à deux noyaux haploïdes) qui s'intercale après la fécondation entre la plasmogamie (fusion des cytoplasmes des gamètes) et la caryogamie (fusion des noyaux cellulaires des gamètes).

Cycle digénétique haplodiplophasique

Reproduction des Embryophytes.

Un cycle qui alterne des générations diploïdes et haploïdes est appelé cycle haplodiplophasique. Il peut compter 2 ou 3 générations (on parle alors de cycle digénétique ou bien trigénétique), mais ce nombre peut monter à 11. Les deux générations peuvent être identiques morphologiquement (isomorphes, comme pour Ulva lactuca) ou différentes (hétéromorphes, comme Asparogopsis).

Dans le cas des plantes, la génération sporogène (qui produit les spores haploïdes par méiose) est appelée sporophyte, et la génération gamétogène (qui produit les gamètes par mitose) est appelée gamétophyte. Le sporophyte est diploïde tandis que le gamétophyte est haploïde. Le gamète, produit par le gamétophyte est lui aussi haploïde puisque résultant d'une mitose.

Cas de Ulva lactuca (laitue de mer)

Le sporophyte adulte diploïde de la laitue de mer produit par méiose des spores haploïdes (plus précisément des zoospores) au niveau des sporanges. Les spores germent pour former le gamétophyte. La production de gamètes a lieu par mitose au niveau des gamétanges. Les gamètes fusionnent au moment de la fécondation et forment le zygote, diploïde, qui germe pour donner le sporophyte.

Cycle des algues rouges

Les Algues rouges peuvent avoir un cycle de vie soit digénétique, soit trigénétique. Une génération supplémentaire se produit, dans la diplophase, par division du zygote qui donne un carposporophyte qui produit des carpospores. La carpospore se développe ensuite en tétrasporophyte qui donne des tétraspores par méïose.

Pour qualifier les espèces ayant une seule génération dans la diplophase, le phycologue suédois Nils Eberhard Svedelius a introduit le terme d'haplobionte (un seul organisme). Pour qualifier les espèces ayant deux générations dans la diplophase, Svedelius a introduit le terme de diplobionte (deux organismes).

Voir algue rouge

Cycle de vie de l'algue rouge Antithamnionella sp.

Le thalle est multiaxial (première génération haploïde, gamétophyte haploïde). Les organes mâles produisent un gamète sphérique sans appareil locomoteur appelé ici spermatie (n chromosome). Les organes femelles contiennent des cellules reproductrices appelées oosphère (n) prolongées un poil dit trichogyne, qui va agglutiner les spermaties qui glissent le long du trichogyne jusqu'à l'oosphère pour réaliser la fécondation. Le zygote germe sur place pour donner un carposporophyte (2^e génération, diploïde) dont les cellules terminales émettent des spores appelées carpospores (2n). Les caporspores engendrent des thalles très réduits, le tétrasporophyte (3^e génération, diploïde) qui produit les tétraspores (méiospores) haploïde. Les tétraspores donnent naissance en germant a un nouveau gamétophyte multiaxial (n).

Cycle de vie des algues brunes

Cycle de vie de l'algue brune Laminaria digitata

Au départ, la Laminaria digitata (une algue brune) a un sporophyte contenant des traches globuleuses appelées sores constituées de filaments vésiculeux qui sont des sporanges protégés par des filaments stériles, les paraphyses (en). Après méiose, les sporanges contiennent des tétraspores (méiospores). Les tétraspores donnent naissance a une génération gamétophytique de très petite taille, les prothalles. Il en existe deux sortes.

Les éléments biflagellés mobiles qui sont les prothalles mâles et les gamètes immobiles les oosphères. La fécondation se fait par oogamie.

Voir aussi

• Développement humain (biologie)