Unspermatozoïde est unecellule reproductrice (ougamète) mâle mobile, intervenant dans lareproduction sexuée. Lors de lafécondation, le spermatozoïde s'unit à unovocyte (gamète femelle) pour former unecellule-œuf, qui se développera ensuite enembryon pour donner un nouvel individu.
Chaque spermatozoïde comprend unnoyau, un système delocomotion (généralement unflagelle) et unevésicule nomméeacrosome, riche enenzymes, qui lui permettront de pénétrer dans l'ovule. Le spermatozoïde estmotile, il peut se déplacer par ses propres moyens, contrairement à l'ovule.
Le spermatozoïde est une cellulehaploïde, qui ne contient qu'un seul exemplaire de chaquechromosome. Son union avec l'ovule, lui aussi haploïde, permet de constituer une cellule-œufdiploïde, qui contient deux exemplaires (une paire) de chaque chromosome. Chacun des gamètes apporte donc la moitié dupatrimoine génétique du futur individu, ce qui assure lebrassage génétique au sein d'une espèce.
Chez les mammifères, la motilité des spermatozoïdes est augmentée lors de la capacitation dans les voies génitales femelles. Laprogestérone produite par les cellules folliculaires (corona radiata) autour de l'ovocyte augmente également leur motilité en faisant rentrer des ions Ca2+ dans le cytoplasme des spermatozoïdes, en ouvrant un canal calcique appeléCatSper(en)[1].
« Quand ils nagent, leur queue ondule comme un serpent ; ils sont comme des anguilles dans l’eau », écrivitAntoni van Leeuwenhoek (1632-1723), lors des premières observations despermatozoïdes humains. Cependant l'animal dont la nage évoque le mieux celle des spermatozoïdes humains, c’est: laloutre[2]. Cet animal aime à tournoyer, batifoler tout en nageant avec agilité. Le, une équipe internationale de chercheurs, des universités de Bristol et de Mexico, ont mis en évidence que le flagelle dugamète mâle, au lieu d’osciller symétriquement, ondule toujours du même côté, dans un mouvement complexe[3]. Le flagelle s’enroule sur lui-même à mesure qu’il avance, cela permet au spermatozoïde humain de ne pas tourner en rond. Ainsi, dans lesystème génital féminin, il peut atteindre la vitesse de 2 à 6 millimètres par minute, selon les estimations réalisées à partir d'unemodélisation mathématique. « Cette étude met en évidence que le flagelle du spermatozoïde (humain) est équipé de mécanismes de régulation complexes qui lui permettent de nager. » (Hermes Gadêlha et al., 2020)
Les spermatozoïdes des mammifères sont très similaires aux spermatozoïdes humains, constitués d'une tête et d'un uniqueflagelle qui assure leur motilité.
Les spermatozoïdes des mammifères sont constitués de deux grandes parties : la tête et le flagelle, reliés par une pièce connectrice (col ou collet). Le volume du cytoplasme est très réduit.
La tête est constituée essentiellement dunoyau, qui renferme sous une forme extrêmement condensée le matériel génétique (ADN), et de l'acrosome, qui contient desenzymes permettant au spermatozoïde de traverser lazone pellucide de l'ovocyte pour le féconder.
Le flagelle est constitué d'un filament axial ouaxonème ; dans la première partie du flagelle (pièce intermédiaire), l'axonème est entouré demitochondries qui fournissent l'énergie nécessaire à ses mouvements ; dans la deuxième partie (pièce principale), il n'est plus entouré que d'un réseau de fibres denses, qui disparait à son tour dans la troisième partie (pièce terminale).
Lesspermatogonies avant d'être des spermatozoïdes commencent leurs vies au niveau destubes séminifères situés dans lestesticules. Ils ont alors une évolution centripète c'est-à-dire que plus on s'approche de la lumière du tube plus ces spermatogonies sont évoluées. Après spermiation, qui est le terme employé pour parler de la libération des spermatozoïdes dans la lumière du tube séminifère, ces derniers vont se diriger vers les canaux efférents et vont continuer leurs trajets dans l'épididyme pour enfin arriver dans lecanal déférent, canal qui deviendra le canal éjaculateur une fois sorti de lavessie. Ces derniers sont à la suite dirigés vers la prostate pour sortir dans l'urètre et finalement sortir par leméat urétral.
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Trajet des spermatozoïdes dans l'organisme féminin
Au moment de l'éjaculation environ 200 à 300 millions de spermatozoïdes vont être libérés dans levagin de la femme. Ils vont alors devoir passer une première barrière : lecol de l'utérus qui contient la glaire cervicale. En période d'ovulation, cette glaire cervicale est lâche et permet le passage de la plupart des spermatozoïdes normaux, ainsi que leurcapacitation (capacité des spermatozoïdes à devenir fécondants et à avoir un mouvement hyper-actif) dans l'utérus. Les spermatozoïdes anormaux (ayant des problèmes de mobilité ou une forme anormale), ainsi que quelques spermatozoïdes normaux vont être bloqués à ce niveau.
Une fois la glaire cervicale passée, les spermatozoïdes vont rentrer dans l'utérus et se déplacer vers lestrompes de Fallope grâce à leur flagelle, aux contractions du muscle utérin ainsi qu'aux cellules ciliées de l'épithélium des trompes. Certains spermatozoïdes vont se tromper de trompe ce qui réduit encore leur nombre et correspond à la seconde barrière. On estime, qu'environ 1000 spermatozoïdes vont arriver au niveau de l'ampoule tubaire (tiers supérieur de la trompe) où se trouve l'ovocyte prêt à être fécondé.
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Le sexe de la plupart des mammifères est déterminé par lesystème XY dedétermination sexuelle : les femelles possèdent deuxchromosomes X (XX) tandis que les mâles possèdent un chromosome X et unchromosome Y (XY). L'ovule contient donc toujours un chromosome X, tandis que le spermatozoïde contient soit un chromosome X, soit un chromosome Y. C'est donc le spermatozoïde fécondant qui déterminera le sexe du futur petit : s'il contient un chromosome X, ce sera une femelle, s'il contient un chromosome Y, un mâle.
Lesmérions superbes sont parmi les animaux qui produisent le plus de spermatozoïdes : jusqu’à huit milliards en une fois. La femelle de cet oiseau de la taille d'une main humaine a un comportement sexuel très libre ce qui exacerbe la compétition entre spermatozoïdes et serait la raison de cette profusion.
Dans le monde animal, la quantité de spermatozoïdes produits par individu d'une espèce donnée n'est cependant pas en rapport direct avec sa taille. D'autre part, les animaux à fécondation externe, par exemple des vertébrés comme les poissons ou des invertébrés comme les oursins, produisent des quantités souvent très importantes de spermatozoïdes (de 1 à 10 milliards par individu). Cette très grande quantité de gamètes mâles est liée à un aspect de leur stratégie de reproduction dans le milieu externe qui, en dispersant leurs spermatozoïdes dans un très grand volume d'eau, favorise la rencontre avec les ovules.
De même, la taille des spermatozoïdes n’a pas de rapport avec celle du mâle qui les produit : le spermatozoïde le plus long connuà ce jour[Quand ?] (environ 6 centimètres) est celui deDrosophila bifurca, dont la taille ne dépasse pas 3 millimètres[5].
↑Matzke-Karasz R, Neil JV, Smith RJ, Symonová R, Mořkovský L, Archer M, Hand SJ, Cloetens P, Tafforeau P. Subcellular preservation in giant ostracod sperm from an early Miocene cave deposit in Australia. Proc Biol Sci. 2014 Jul 7;281(1786):20140394. doi: 10.1098/rspb.2014.0394.PMID24827442; PMCID: PMC4046408.
