Tableau 2

Les taupes mâles à pattes larges et les taupes mâles et femelles à queue velue ont des os (pénis os ou os clitoris) dans les organes génitaux externes. D’après des études chez le rat et la souris, la formation osseuse est considérée comme dépendante des androgènes, du moins d’une certaine manière. Le pénis de l’os provient d’une condensation mésenchymateuse qui s’ossifie chez les souris et les rats mâles néonatals (Murakami, 1984; Murakami et Mizuno, 1986; Murakami, 1986; 1987; Glucksmann et al., 1976). Étonnamment, un pénis os et un clitoris os sont présents chez les souris mâles et femelles de type sauvage, respectivement (Weiss et al., 2012; Glucksmann et coll., 1976), ainsi que chez des souris XTfm/Y insensibles aux androgènes (Yang et al., 2010; Murakami, 1987). Cela suggère que la formation initiale du pénis et du clitoris os ainsi que son ossification sont indépendantes des androgènes. Cependant, le pénis os des souris mâles adultes est environ 6,5 fois plus long que le clitoris os (Weiss et al., 2012). Ainsi, la croissance postnatale de l’os dans les organes génitaux externes est dépendante des androgènes (Glucksmann et Cherry, 1972; Glucksmann et coll., 1976). En effet, le traitement anti-androgène néonatal ou castration néonatale inhibe l’augmentation de la taille et de la calcification du pénis de l’os, tandis que le traitement néonatal des femelles avec des androgènes stimule la croissance du clitoris de l’os chez le rat et la souris (Glucksmann et al., 1976; Glucksmann et Cherry, 1972). Nous concluons qu’un pénis os proéminent ou un clitoris os est révélateur de l’action des androgènes. Chez les mâles en développement, la source d’androgènes est les testicules, qui sont connus pour produire des androgènes pendant les périodes fœtales, néonatales et adultes (Bloch, 1967; Bloch et al., 1971; Feldman et Bloch, 1978).

Une observation clé est l’absence de pénis os et de clitoris os chez les mâles et les femelles à nez étoilé (ayant des ovotestes) et les taupes musaraignes japonaises (dépourvues d’ovotestes). Étant donné que les mâles de ces deux espèces de taupes ont des testicules fonctionnels et développent des organes génitaux internes mâles normaux, l’absence de formation osseuse dans les organes génitaux externes des taupes mâles à nez étoilé et des musaraignes japonaises peut s’expliquer par l’échec de la formation du précurseur osseux, qui, comme discuté ci-dessus, est un événement indépendant des androgènes (au moins chez la souris). L’absence du précurseur osseux pourrait expliquer l’absence d’un pénis et d’un clitoris os chez les taupes à nez étoilé et les musaraignes japonaises, rendant ainsi les androgènes (qu’ils soient dérivés des testicules ou des ovotestes) non pertinents pour cette caractéristique. La taupe européenne (Talpa europaea) a un ovotestis et possède un pénis os, mais le statut d’un clitoris os chez les femelles est inconnu (Schultz et al., 2016). Le statut du pénis et du clitoris chez d’autres espèces de taupes européennes (Talpa occidentalis et Talpa romana) ayant des ovotestes n’a pas été signalé (Zurita et al., 2003; Matthews, 1935; Beolchini et al., 2000). Cependant, si l’absence d’os dans les organes génitaux externes des taupes de musaraigne japonaise est écartée du tableau 2, alors le statut des 4 caractéristiques des organes génitaux externes des taupes de musaraigne japonaise et des taupes de musaraigne japonaise est concordant avec la présence/l’absence d’ovotestes.

La distance anogénitale est une mesure qui augmente de la naissance à l’âge adulte à mesure que l’animal grossit. Les différences entre les sexes dans l’AGD peuvent être reconnues à la naissance chez plusieurs espèces, y compris les rats et les souris. Après la naissance, les MGA mâles et femelles augmentent, mais ils maintiennent une différence de sexe tout au long de la vie. L’AGD est augmentée chez les mâles en réponse aux androgènes dérivés des testicules fœtaux et néonataux, ce qui implique une sensibilité précoce de la région périnéale aux androgènes (Callegari et al., 1987; Hotchkiss et coll., 2007b; Vandenbergh et Huggett, 1995; Godet, 1946; Hotchkiss et Vandenbergh, 2005; Hotchkiss et al., 2007a). En effet, l’AGD est augmentée chez les souris femelles dont la position intra-utérine est entre deux fœtus mâles, ce qui implique une sensibilité exquise du périnée en développement aux androgènes (vom Saal et al., 1990). La sensibilité de la région périnéale aux androgènes est maintenue jusqu’à l’âge adulte, car la DGA reste sensible aux androgènes chez les rats adultes (Mitchell et al., 2015) suggérant que l’AGD finale est fonction de l’exposition aux androgènes du stade prénatal à celui de l’adulte.

La distance anogénitale a été mesurée chez trois espèces de taupes et a également été signalée pour la taupe européenne (Matthews, 1935). La présence ou l’absence d’ovotestes par rapport à l’AGD n’est pas concordante entre les 3 espèces de taupes du tableau 2. Étant donné l’absence d’ovotestes chez les taupes femelles à pattes larges, on s’attendait à ce que la DMG soit plus élevée chez les mâles que chez les femelles. Cependant, l’AGD chez les taupes à pattes larges n’était pas significativement différente chez les mâles et les femelles. Soit les taupes femelles à pattes larges sont exposées aux androgènes pendant le développement via une source autre que les ovotestes maternels ou fœtaux, soit l’AGD n’est pas un indicateur fiable de l’action des androgènes pendant le développement chez cette espèce de taupe. Ainsi, pour ces 3 espèces de taupes (tableau 2), la corrélation entre la présence ou l’absence d’ovotestes et d’AGD n’est pas cohérente.

Le dimorphisme sexuel de la longueur de l’appendice périnéal (prépuce) est une autre caractéristique potentiellement régulée par les androgènes. Pour la longueur préputiale, la corrélation entre ce paramètre et la présence ou l’absence d’ovotestes est également faible. Étant donné l’absence d’ovotestes chez les taupes femelles à pattes larges, on s’attendait à ce que la longueur du prépuce soit plus grande chez les mâles que chez les femelles. Cependant, la longueur du prépuce n’était pas statistiquement différente chez les deux sexes. Inversement, chez les taupes femelles à nez étoilé, qui n’ont pas d’ovotestes, on s’attendait à ce que la longueur du prépuce soit égale chez les mâles par rapport aux femelles, mais à la place, la longueur du prépuce était plus grande chez les mâles par rapport aux femelles. Ce manque de correspondance entre la présence ou l’absence d’ovotestes comme source potentielle d’androgènes et la longueur préputiale soulève la question de savoir si la longueur préputiale est indépendante des androgènes. Cette idée est soutenue par les données des hyènes tachetées et l’analyse de la taille de l’appendice périnéal (prépuce) des souris XTfm / Y comme discuté ci-dessus. La longueur du prépuce (comme AGD) est une mesure qui augmente proportionnellement à la croissance de l’animal et qui est donc vraisemblablement soumise à une régulation de la croissance de la naissance à l’âge adulte. La croissance substantielle de l’appendice périnéal (prépuce) de la souris femelle jusqu’à la taille adulte n’est pas associée à d’autres caractéristiques dépendantes des androgènes telles que la rétention et le développement de dérivés de Wolff ou de la prostate féminine, ce qui suggère que les taux d’androgènes chez les embryons / nouveau-nés de souris femelles sont sous-optimaux pour le développement des organes génitaux internes mâles, que le mode d’exposition aux androgènes se fasse par diffusion locale à partir des testicules (canal de Wolff) ou par androgènes systémiques. Ainsi, nous devons entretenir l’idée que la longueur préputiale chez les taupes femelles peut également être indépendante des androgènes.

Les rats et les souris ont en fait deux prépuces (Blaschko et al., 2013; Sinclair et coll., 2016a). L’appendice périnéal proéminent des rats et des souris est le prépuce externe. Le prépuce des taupes semble être homologue au prépuce externe des rats et des souris dans la mesure où, dans les trois groupes, cette structure crée un espace volumineux abritant le pénis. Le prépuce interne des rats et des souris est un lambeau de peau faisant partie intégrante du pénis, une configuration similaire à celle des humains (Blaschko et al., 2013; Sinclair et coll., 2016a). Nous avons récemment émis l’hypothèse que le prépuce externe protège le pénis, assure la propreté et protège cet organe sensible (Sinclair et al., 2016b). Cette disposition semble appropriée pour les mammifères construits bas au sol tels que les rats, les souris, les taupes et d’autres espèces.

Dans cet article, nous avons établi un score de caractères masculins basé sur la présence chez les mâles et l’absence chez les femelles de neuf caractéristiques morphologiques (voir Fig. 6). En utilisant cette métrique, les taupes mâles à pattes larges et à queue poilue présentent les 9 caractéristiques masculines, tandis que les taupes mâles à nez étoilé et musaraigne japonaise présentent 8 des 9 caractéristiques masculines, ne manquant que d’un pénis os. Les taupes femelles présentent une gamme de scores de traits masculins: zéro pour les taupes femelles musaraignes du Japon (féminisation complète) et divers degrés de masculinisation pour les taupes femelles à pattes larges (score 3), les taupes femelles à nez étoilé (score 4) et les taupes femelles à queue velue (score 5). Les scores des caractères masculins de 4 et 5 chez les taupes femelles à nez étoilé et à queue poilue et de zéro chez les taupes femelles de musaraigne du Japon sont en corrélation avec la présence d’ovotestes chez les taupes femelles à nez étoilé et à queue poilue et l’absence d’ovotestes chez les taupes femelles de musaraigne du Japon. Cependant, les taupes femelles à pattes larges ont un score de trait masculin de 3, mais manquent d’ovotestes. L’interprétation du score du trait masculin chez les taupes femelles à pattes larges est double: (a) soit il existe une source alternative d’androgènes, soit (b) la caractéristique en question (grande taille de prépuce ainsi qu’un corps caverneux avec une tunique albuginée) est indépendante des androgènes. La possibilité que la longueur du prépuce soit au moins partiellement indépendante des androgènes a été discutée ci-dessus. De toute évidence, le score de trait masculin est une métrique complexe impliquant de nombreuses caractéristiques individuelles, qui peuvent différer en sensibilité aux androgènes ainsi que dans leur « fenêtre de sensibilité de programmation des androgènes”.

En résumé, il y a un manque de concordance entre les 4 espèces de taupes entre les quatre caractéristiques morphologiques examinées et la présence/l’absence d’ovotestes. Pour chaque caractéristique, il y a discordance chez au moins une espèce de taupe.

Le dogme de la différenciation sexuelle énoncé par Jost est que les androgènes jouent un rôle central dans le développement masculin. En présence d’androgènes, le modèle masculin des organes génitaux internes et externes émerge, tandis qu’en l’absence d’androgènes, le modèle féminin se développe (Jost, 1953; 1965). Bien que cette idée soit correcte et applicable au développement des organes génitaux externes de l’homme et de nombreuses autres espèces, d’autres mécanismes sont possibles dans la mesure où certains aspects du développement des organes génitaux externes se sont révélés indépendants des androgènes. Par exemple, la hyène tachetée femelle (Crocuta crocuta) a un clitoris pénien pendulaire de taille similaire au pénis. Le traitement des hyènes tachetées fœtales avec un cocktail anti-androgène (flutamide plus finastéride) a des effets minimes sur la formation et la croissance du pénis et du clitoris (Drea et al., 1998; Cunha et coll., 2005). De même, la gonadectomie des chiots de hyènes prépubères a un effet minimal sur la longueur du pénis et du clitoris adultes (Glickman et al., 1998). Ainsi, la croissance de la longueur du pénis et du clitoris de la hyène tachetée est indépendante des androgènes. Même si les appendices périnéaux mâles et la DGA sont légèrement plus grands chez les mâles que chez les femelles, la taille considérable des appendices périnéaux (prépuce) chez les rats femelles, les souris et les taupes peut également être indépendante des androgènes, comme indiqué ci-dessus. Étant donné la nature incomplète de la littérature endocrinienne chez les taupes, il est difficile de déduire si la taille de base du prépuce femelle est dépendante des androgènes ou indépendante des androgènes, même si la taille préputiale chez les souris femelles adultes semble être indépendante des androgènes sur la base de l’examen des souris mutantes des récepteurs aux androgènes.

En comparant les quatre espèces de taupes examinées dans cet article, le degré de concordance avec les ovotestes est le plus élevé pour les taupes à queue velue et le plus faible pour les taupes à pattes larges. En effet, la taupe à queue velue est la seule espèce présentant une concordance complète avec les ovotestes même si les mesures de DGA n’étaient pas possibles (Tableau 2). En se concentrant sur l’os dans les organes génitaux externes, il est probable qu’il y ait des événements en jeu autres que le statut androgène. Une observation clé est l’absence de pénis os chez les taupes mâles à nez étoilé et les musaraignes japonaises ainsi que l’absence de clitoris os chez les femelles à nez étoilé, qui ont des ovotestes. Cependant, si l’absence d’os dans les organes génitaux externes des taupes de musaraigne japonaises est due à l’échec de la formation du précurseur osseux comme discuté ci-dessus, alors l’absence de pénis os chez les taupes de musaraigne japonaises peut être écartée du tableau 2. Par conséquent, le statut des organes génitaux externes chez les taupes à queue velue et les musaraignes japonaises serait concordant avec la présence/l’absence d’ovotestes.

La longueur du prépuce est la caractéristique avec la plus grande discordance avec la présence ou l’absence d’ovotestes, ce qui soulève la possibilité que la longueur du prépuce ne soit pas régulée par les androgènes chez les taupes femelles à pieds larges et à nez étoilé comme discuté ci-dessus. Nous ne pouvons exclure la possibilité que les androgènes dérivés des ovotestes puissent réguler la longueur du prépuce chez les taupes à queue velue, tandis que la réduction de la longueur du prépuce chez les taupes femelles de musaraigne japonaise peut être attribuée à une absence d’ovotestes.

Enfin, la formation et la régulation de la croissance de l’appendice périnéal de la taupe (prépuce) peuvent être soit dépendantes des androgènes, soit indépendantes des androgènes et peuvent varier selon les espèces. Le précédent de cette idée est illustré par les hyènes chez lesquelles les hyènes brunes, les hyènes rayées et les aardwolfs présentent un dimorphisme sexuel « standard » des organes génitaux externes (Wells, 1968; Ewer, 1973), tandis que les hyènes tachetées femelles présentent des organes génitaux externes profondément masculinisés avec un clitoris pénien pendulaire de taille similaire à celle du pénis (Cunha et al., 2014). Ainsi, la régulation du développement et de la croissance des organes génitaux externes (taille ainsi que caractéristiques internes) peut être radicalement différente entre les espèces d’un même groupe phylogénétique. Shinohara et al ont montré que les 12 genres de talpides qu’ils ont étudiés peuvent être résolus en 7 clades (Shinohara et al., 2003). Les taupes à queue velue (Parascalops breweri) et à pattes larges (Scapanus latimanus) résident dans le clade nord-américain très fossile. Les taupes à nez étoilé (Condylura cristata) résident dans le clade aquatique/fossorial nord-américain, et les taupes musaraignes japonaises (Urotrichus talpoides) résident dans le clade japonais semi-fossorial. Par conséquent, on s’attend à ce que les espèces d’un même clade présentent des caractéristiques similaires (présence ou absence d’ovotestes, longueur du prépuce, AGD, score des caractères osseux et/ou masculins), tandis que les espèces de clades divergents peuvent présenter des différences dans ces caractéristiques chez les femelles. Par conséquent, on s’attendrait à ce que les femelles taupes à pattes larges et à queue velue (au sein du même clade) présentent des caractéristiques similaires. Ce n’est pas le cas. Les taupes à queue velue ont des ovotestes, les taupes à pattes larges n’en ont pas, et il existe des écarts majeurs dans la longueur du prépuce (élévation périnéale), la longueur du pénis / clitoris et le score des traits masculins chez ces deux espèces (tableau 2). Fait intéressant, la femelle taupe à queue velue a un clitoris os, une pointe distale libre du clitoris et un ovoteste, tandis que la femelle taupe à pieds larges étroitement apparentée manque des 3 caractéristiques. La perte des ovotestes chez la femelle taupe à pattes larges est peut-être liée à la perte des 2 autres traits masculins. Les taupes à queue velue et les musaraignes japonaises résident dans des clades distincts et devraient montrer un degré plus élevé de divergence dans les caractéristiques, ce qui est le cas. Les femelles taupes à pattes larges et musaraignes japonaises, qui résident dans des clades distincts, n’ont pas d’ovotestes et présentent cependant un degré élevé de divergence de caractéristiques. Les taupes à nez étoilé et à pieds larges, également dans différents clades, présentent un degré modéré de congruence des caractéristiques. Ainsi, l’affinité phylogénétique est un mauvais prédicteur pour la plupart des caractéristiques des organes génitaux externes de la taupe.