Un des tentacules de la pieuvre mâle lui permet de s’accoupler dans l’obscurité

La pieuvre à deux points de Californie est un animal solitaire. La manière dont elle arrive à trouver des partenaires compatibles reste l'un des secrets les mieux gardés de l'océan. 

Les scientifiques ont découvert que les pieuvres mâles disposent d'un moyen unique pour détecter la présence d'une femelle : ils utilisent des capteurs spéciaux situés sur le tentacule destiné à s'accoupler. Les récepteurs présents sur ce tentacule détectent les hormones sexuelles féminines et les guident directement à l'endroit où il doit se rendre pour déposer son sperme, d'après une recherche parue dans la revue Science. 

« Ce qui est vraiment intéressant, c'est que l'organe reproductif est aussi l'organe sensoriel » indique Nicholas Bellono, coauteur de l'étude et biologiste à l'université Harvard. « On pense que ce système a évolué pour permettre à ces rares rencontres d'aboutir plus facilement ».

Les ventouses des pieuvres sont dotées d'éléments sophistiqués et sensibles qui les aident à appréhender le monde qui les entoure. Le laboratoire de Nicholas Bellono a découvert en 2020 qu'elles utilisaient une famille particulière de récepteurs pour détecter des substances chimiques lorsque leurs sept autres tentacules entraient en contact avec une proie ou avec le fond marin. 

Selon ce qu'ont rapporté les membres de son équipe à la revue Cell en 2025, les micro-organismes qui vivent sur ces surfaces libèrent des substances chimiques qui activent les récepteurs présents sur les ventouses et indiquent par exemple à la pieuvre si un poisson ou un crabe est consommable. Ce mécanisme fonctionne de la même façon que notre nez lorsqu'il détecte les substances chimiques produites par les bactéries lorsque l'on ouvre une bouteille de lait périmé. 

Les chercheurs ignoraient totalement que ces mêmes récepteurs se trouvaient au bout du huitième tentacule que les pieuvres utilisent pour s'accoupler : l'hectocotyle. C'est presque par hasard qu'ils ont découvert le rôle joué par les récepteurs sensoriels dans l'accouplement. 

UN RENDEZ-VOUS À L'AVEUGLE REMARQUABLE

Lorsque Pablo Villar, responsable de l'étude et chercheur postdoctoral au sein du laboratoire de Nicholas Bellono à l'université Harvard, a découvert pour la première fois les récepteurs sensoriels situés dans les tissus du tentacule sexuel du mâle, il a été surpris car il savait que les pieuvres gardent ce tentacule enroulé et près de leur corps lorsqu'elles partent en exploration. Il s'est alors demandé : ces récepteurs auraient-ils un lien avec l'accouplement ?  

Les pieuvres du laboratoire avaient été capturées dans la nature et Pablo Villar craignait qu'elles ne s'attaquent mutuellement si elles étaient placées ensemble dans un même aquarium. Il a donc séparé un mâle et une femelle de l'espèce Octopus bimaculoides, originaire du sud de la Californie, en utilisant une barrière noire percée de petits trous, dans le seul but d'habituer les deux animaux à être proches l'un de l'autre. Si ces interactions se déroulaient bien, Pablo Villar prévoyait de retirer la barrière afin de voir s'ils s'accouplaient. 

Au lieu de cela, le rendez-vous à l'aveugle fortuit a donné lieu à des observations cruciales. La pieuvre mâle a d'abord passé ses tentacules à travers les trous présents sur la barrière et a tâtonné dans l'eau. Peu de temps après, il les a retirés et a glissé son hectocotyle dans le manteau de la femelle. Il a trouvé le chemin exact menant aux organes reproductifs de la femelle, malgré le fait qu'il ne pouvait pas la voir. Tous deux se sont figés sur place et la femelle est devenue blanche pendant ce processus de plusieurs heures au cours duquel le mâle transfère son sperme dans l'oviducte de la femelle. 

Les pieuvres n'ont pas semblé gênées par la présence de plusieurs membres du laboratoire rassemblés pour observer leur accouplement. Elles ont également surpris les chercheurs en recommençant ce processus d'accouplement plus tard dans la journée. Pablo Villar a aussi observé l'accouplement d'autres couples de pieuvres. Il a surtout démontré que les pieuvres n'avaient besoin d'aucune information visuelle pour déterminer qu'un partenaire potentiel se trouvait de l'autre côté de la barrière et pour procéder à l'insémination. 

« L'une des choses qui, à mon avis, rend ces recherches si particulières, c'est que nous avons laissé les pieuvres et la nature nous guider » indique Pablo Villar. « Il a été très facile de partir du comportement et, à partir de là, de passer au système, aux protéines, aux structures et aux molécules individuelles ».

LES MOLÉCULES DE L'ATTIRANCE SEXUELLE

Sachant que l'hectocotyle du mâle est recouvert de récepteurs qui peuvent détecter les substances chimiques, Pablo Villar s'est demandé si la femelle libérait un signal chimique spécifique indiquant où elle se trouvait ou si la pieuvre mâle tenterait de s'accoupler avec n'importe quelle autre pieuvre. 

D'un point de vue anatomique, les mâles sont « très similaires aux femelles » puisqu'ils possèdent eux aussi une cavité dans leur manteau. La barrière pourrait-elle inciter une pieuvre mâle à chercher à l'aveugle les organes reproducteurs d'un autre mâle ? Pablo Villar a découvert qu'en plaçant deux mâles dans l'aquarium, le tentacule sexuel des deux animaux restait immobiles. 

« Pour nous, [cela] constituait une indication nette qu'il existe une substance produite par les femelles que les mâles ne produisent pas », indique Pablo Villar. Il semble que cette substance mystérieuse était nécessaire pour déclencher l'accouplement. 

Pour l'identifier, Pablo Villar et son équipe ont prélevé des échantillons de tissus de l'hectocotyle du mâle et du manteau de la femelle. À l'aide d'une technique de séquençage, ils ont découvert des gènes qui codent les enzymes responsables de la production d'hormones sexuelles telles que la progestérone. Cette découverte corrobore des études antérieures qui suggéraient que les pieuvres produisent davantage de ces hormones pendant la période de reproduction. 

« On s'est dit : cette molécule semble être une bonne candidate », explique Pablo Villar. 

Mais les pieuvres sont difficiles à tromper. Pour prouver que la molécule avait un effet, les chercheurs ont dû la présenter d'une manière qui ait du sens pour les pieuvres de l'aquarium. Ils ont retiré la femelle et l'ont remplacée par des tubes en plastique enduits de différentes hormones sexuelles. À maintes reprises, le mâle a essayé d'atteindre le tube enduit de progestérone. C'était l'indice décisif. 

POURQUOI LA PROGESTÉRONE ?

La progestérone est une hormone stéroïdienne retrouvée chez de nombreux animaux et notamment chez les humains. Chez les femelles, les ovaires produisent de la progestérone afin de contribuer à la régulation des fonctions reproductives et de mener la grossesse à terme. 

Heather Rhodes, biologiste à l'université Denison qui n'a pas participé à l'étude, explique que la nouvelle dimension sensorielle du tentacule sexuel signifie que les pieuvres femelles n'ont peut-être pas besoin de signaler par des comportements « ostentatoires » qu'elles sont prêtes à s'accoupler. 

« Il se contente simplement d'intercepter son profil hormonal naturel », affirme Heather Rhodes. 

Mercedes Berrueta, biologiste à l'Instituto Nacional de Investigación y Desarrollo Pesquero en Argentina qui n'a pas participé à l'étude, explique que la progestérone, ou une substance chimique apparentée, pourrait également jouer un rôle pour guider la pieuvre de Patagonie mâle vers la femelle. Chez cette espèce, qu'elle étudie, le mâle danse doucement autour de la femelle. Le couple entre alors en contact par les tentacules et, selon Mercedes Berrueta, ce premier contact semble revêtir une grande importance.  

La progestérone est également courante chez d'autres animaux. Heather Rhodes pense que les pieuvres doivent disposer d'un moyen pour déterminer si la progestérone qu'elles détectent provient d'une femelle de la même espèce ou d'un requin, par exemple. 

« Il se pourrait qu'il existe d'autres signaux, d'autres molécules, d'autres récepteurs qui jouent également un rôle dans ce processus. Nous ne les avons juste pas encore découverts », affirme Heather Rhodes. 

Nous ne savons pas encore si des changements hormonaux pourraient amener une pieuvre à s'accoupler avec un individu d'une espèce différente, donnant ainsi naissance à une nouvelle espèce hybride. Comprendre ce casse-tête complexe que constituent les signaux chimiques de l'accouplement permettrait de répondre à des questions sur la manière dont de nouvelles espèces apparaissent, ou non. 

« C'est un exemple très intéressant qui montre à quel point les sensations sont importantes dans ce domaine et, c'est particulièrement intéressant car [Pablo Villar] n'avait pas l'intention de faire ça » indique Nicholas Bellono. « Bon nombre des découvertes scientifiques les plus importantes auxquelles on pense ont des origines plutôt inattendues ».