Influences sur les performances de reproduction chez le rat

Nota Bene: Cet article prétend étudier les performances de reproduction du rat dans un cadre purement scientifique et non pas forcément éthique. J'entends par là que ce n'est pas parce que les performances de reproduction semblent optimales avec un couple de rats de 3 mois que je cautionne une telle action dans le cadre d'un élevage amateur. N'oublions pas -à titre d'exemple- qu'une mère trop jeune ou trop âgée peut être néfaste pour le développement psychologique de sa progéniture.

Le "facteur femelle"

Tout d'abord, en introduction de cette partie concernant les influences sur les performances de la femelle, il est intéressant de parler du "facteur femelle".

En effet, des recherches ont réussi à prouver que le nombre de bébés dans la portée d'une ratte est dû exclusivement à la femelle. Pour cela, les chercheurs ont étudié deux souches de rats différentes: les "Brown Norway" et les "Sprague-Dawley".

L'accouplement entre un couple de rats "Brown Norway" donne une portée de petite taille en comparaison d'un accouplement entre un couple de rats "Sprague-Dawley". Pour vérifier si le petit nombre de bébés dans une portée était dû au mâle ou à la femelle, les chercheurs ont croisé ces deux souches. L'accouplement d'un mâle "Sprague-Dawley" avec une femelle "Brown Norway" donne une portée similaire à celle du couple "Brown Norway". Cependant, l'accouplement d'un mâle "Brown Norway" et d'une femelle "Sprague-Dawley" donne une portée similaire à celle du couple "Sprague-Dawley". Les résultats ont montré que la fertilité (haute ou basse selon la souche) a été causée par le "facteur femelle".

L'âge 

Il est logique de supposer que l'âge joue sur le taux de prolificité de la ratte (rapport entre le nombre de petits nés et le nombre de mises bas.). Effectivement, les études montrent qu'une ratte de 2 mois est plus prolifique d'une ratte de 3 mois, elle-même plus prolifique qu'une ratte de 5 mois... et ainsi de suite.

Si la fécondité diminue avec l'âge, les pertes embryonnaires elles augmentent chez les animaux jeunes en comparaison des adultes.

La prise de poids durant la gestation est inversement proportionnelle à l'âge: ainsi plus la ratte est jeune et plus elle prendra de poids durant sa gravidité.

Le poids

Le taux de prolificité est plus sensible au paramètre d'âge que de poids. Cependant, la productivité numérique, c'est-à-dire le nombre de bébés par portées est bel et bien liée au poids à la mise en reproduction.

Des recherches faites sur des rattes ont prouvé l'existence d'un seuil nécessaire de poids pour l'aptitude à reproduire chez les rattes. Ainsi, les femelles de 2 mois pesant 80 grammes ont révélé les performances optimales de reproduction. Des femelles du même âge mais ne pesant que 60 grammes (ou moins) ont enregistré 90% d'échecs à la reproduction.

Le taux de mortalité ou mortinatalité (bébés morts-nés) n'est influencé ni par l'âge ni par le poids à la saillie.

La température

La température, et en particulier une trop forte chaleur, semble avoir des conséquences, négatives sur les qualités maternelles de la femelle allaitante. 

En effet, des rates allaitantes exposées à une température ambiante élevée pendant 8 heures par jour ont vu la qualité et la quantité de leur lait drastiquement diminuées. La cause en serait une zone alvéolaire affectée par la chaleur. Les glandes sont donc moins synthétisantes et le stimulus de l'allaitement amoindri. 

L'âge

Selon les études, l'âge n'aurait aucun effet significatif sur les performances du mâle à concevoir. 

La perte d'embryons au stade de la préimplantation (vie de l'embryon depuis la fécondation jusqu'à la nidation dans la cavité utérine correspondant au 1er au 4e jour de gestation chez le rat) s'est montré semblable pour des pères âgés de 3 mois, 12 mois ou 18 mois. Cependant il y a une hausse significative de la perte d'embryons avec les mâles âgés de 24 mois: cela pourrait signifier une capacité diminuée des spermatozoïdes pour fertiliser les ovocytes ou une dégénérescences des embryons précoces avant l'implantation.

L'âge n'est pas une cause de résorptions fœtales. Il n'y a pas non plus de différence significative dans la taille des portées selon l'âge du père (le nombre inférieur de bébés par portées chez le mâle âgé de 24 mois étant une conséquence de la hausse de la perte embryonnaire au stade pré-implantatoire vu au-dessus). Bien que quelques malformations (telles que la queue courte ou pliée ou la microphtalmie) aient été constatées sur la progéniture des pères âgés de 12, 18 ou 24 mois, il n'y a pas statistiquement de différence significative permettant d'estimer l'âge comme un facteur augmentant le risque de malformations (Sur les pères de 12 mois: 2 cas de malformation sur 125 bébés. Sur les pères de 18 mois: 1 cas de malformation sur 69 bébés. Sur les pères de 24 mois: 1 cas de malformation sur 97 bébés).

Il y a cependant une diminution significative du poids de la progéniture directement liée à l'âge du père. En effet, les bébés de pères âgés de 12, 18 ou 24 mois étaient d'un poids moindre en comparaison des bébés de pères âgés de 3 mois.

Les pères âgés de 3, 12 et 18 mois n'ont pas causé un nombre de morts néo-natales particulier. Cependant, ce nombre augmente drastiquement pour les pères âgés de 24 mois. La plupart de ces morts ayant eu lieu sur des bébés de 4 à 6 jours présentant un poids de naissance significativement inférieur au reste de la portée.

Une diminution dans la fréquence d'éjaculation a été rapportée chez les rats mâles âgés. Le nombre de spermatozoïdes est à son pic maximum à 6 mois d'âge, suivi par un déclin graduel chez un rat mâle "vierge". Le rat ayant déjà eu l'expérience d'un rapport sexuel avec une femelle verra son nombre de spermatozoïdes augmenté en comparaison du rat "vierge" et son déclin ralenti.

On peut aussi noter une diminution des capacités intellectuelles chez les ratons issus d'un père âgé. Les ratons femelles ne semblent pas affectées de la même manière que les ratons mâles.

Le poids

Une étude menée en 2011 sur des rats mâles de souche Wistar a démontré que l'obésité peut affecter la qualité du sperme des mâles en réduisant la motilité du sperme (sa capacité à se déplacer spontanément où en réponse à des stimulis). Cette baisse de la qualité du sperme entraîne chez le rat une réduction du potentiel de fertilité.

La position hiérarchique

Une étude menée par la Rockefeller University de New York suggère que la position hiérarchique du rat dans le groupe a une influence significative sur ses capacités de reproduction.

En effet, un rat mâle dominé soumis aux rebuffades -ou parfois aux attaques agressives- du mâle dominant verra ses performances de reproduction inhibées suite à l'activité particulière de son hypophyse. Les femelles auraient d'ailleurs tendance à préférer des partenaires dominants.

L'influence familiale 

Selon l'équipe du psychobiologiste David Crews, un mâle issu d'une fratrie comprenant une majorité de femelles seraient moins attrayant pour les femelles non-apparentées: ces dernières joueraient moins facilement le jeu de la parade amoureuse. De plus, les mâles issus d'une fratrie à majorité féminine saillissent les femelles moins souvent, en comparaison de mâles issus de fratries équilibrées ou majoritairement masculines.

L'intervention humaine

Une étude menée sur des rats mâles âgés de 5/6 mois et de 20/24 mois a permis de définir que la manipulation humaine aurait un rôle à jouer dans les performances du rat mâle. En effet, si les rats plus âgés étaient sexuellement moins vigoureux, ils devenaient tout aussi actifs que les jeunes rats lorsqu'ils étaient manipulés par les expérimentateurs. Les manipulations se produisant deux fois par minute environ durant la phase de copulation. Outre les stimuli sexuels, cela tend à prouver l'existence de stimuli sensoriels non sexuels.

La génétique, l'hérédité

Les caractères de reproduction du rat n'auraient en réalité qu'une hérédité très faible: en effet, celle-ci ne serait pas supérieure à 20% maximum.

Les influences environnementales 

Tout d'abord, la plus importante des influences environnementales est sans aucun doute l'alimentation. Selon l'étude de 1989 de Soltner, 80% des cas d'infertilité serait dû à l'alimentation.

La malnutrition maternelle constitue une explication importante aux troubles de la croissance chez la progéniture.

Quelques exemples: une restriction protéique de 8% au lieu de 20% chez la ratte diminue le poids de la progéniture à terme, cause des altérations métaboliques, une prédisposition à l'hypertension artérielle ainsi qu'une réduction de l'espérance de vie chez la progéniture.

Une carence en fer chez la femelle en gestation induit un retard de croissance intra-utérin chez les bébés.

De plus, les températures jouent un rôle important. En effet, une température très élevée baissera la fertilité et favorisera l'avortement ou la résorption fœtale. Une hyperthermie causée durant l'organogenèse (c'est-à-dire le début de la période post-implantatoire) peut entraîner des malformations fœtales.

A l'inverse, une température très basse a aussi des effets délétères sur les performances de reproduction (études de Tazumi datant de 2005).

Chez le mâle, l'exposition à un environnement inadéquat durant la période de maturation des spermatozoïdes peut mener à une augmentation du taux de mutations, des aberrations chromosomiques pouvant aboutir à la dégénérescence d'embryons et à des malformations externes.Nous pouvons noter que l'utilisation de certains anti-parasitaires ne sont pas bénins: en effet, l'Ivermectine peut causer une diminution de la motivation sexuelle chez le rat mâle, tandis que l'Imidaclopride peut causer des troubles reproducteurs tels qu'un effet indésirable sur les tissus testiculaires, sur la spermatogenèse ou la viabilité du sperme. Tout cela peut conduire à la stérilité du rat.

Un environnement inadapté durant la saillie peut aussi avoir un effet notable sur les performances de reproduction du rat: un couple enfermé dans un lieu étroit et n'ayant pas la possibilité d'entreprendre une "course-poursuite" (la femelle ne pouvant pas se dérober au mâle) mettra bien plus de saillies à concevoir une progéniture (Gilman et al, 1979).

Le stress

La dépression, l'anxiété et le stress chronique peuvent diminuer les pulsions sexuelles.

Chez le mâle, il est possible de noter dans ces conditions une perturbation de la spermatogenèse ainsi que des paramètres de fertilités diminués. Le stress engendré par la diminution de temps de sommeil (et particulièrement par la diminution du sommeil paradoxal) altère négativement le comportement sexuel du rat mâle (Alvarenga et al., 2009).

Chez la femelle, le stress réduit l'intensité et la durée de l’œstrus, engendre des pertes embryonnaires précoces, mais il est aussi à noter que le stress pendant la gestation se répercute négativement sur le comportement maternel et donc sur le développement psychologique de la progéniture. L'explication résiderait dans la production de cortisol (hormone de stress) influant sur l'hormone ocytocine. Le stress prénatal a de plus un effet négatif à long terme sur le comportement sexuel des rats: les fils d'une femelle manipulée de manière stressante auront un taux de testostérone plus bas et les filles solliciteront moins les mâles (Gerardin et al., 2005 et Frye & Orecki, 2002).

Hypo-sexualité et Hyper-sexualité

Le rat peut être atteint de troubles de la sexualité tels que l'hypo-sexualité (rats impuissants, lents ou ne copulant pas) ou l'hyper-sexualité (comportement sexuel exacerbé). Les études concernant ce dernier cas sont plus rares.

Un rat au comportement hypo-sexuel présenterait des différences neurobiologiques, dont une réduction de l'expression de l'ocytocine dans le noyau paraventriculaire de l'hypothalamus (Arletti et al). Cela signifie que l'ocytocine a un rôle fonctionnel dans le comportement copulatoire.

A l'inverse, le comportement hyper-sexuel serait lié au système cérébral dopaminergique. Ainsi, certaines stimulations tels qu'un choc ou un pincement à la queue favoriseraient le comportement éjaculatoire. La stimulation de l''Aire préoptique médiane du cerveau du rat serait un élément central dans le comportement sexuel du mâle. Tandis qu'une lésion de la zone causerait une hypo-sexualité, voire aucun comportement sexuel du tout.

Chez la femelle, ce serait le noyau hypothalamique ventral qui serait au centre du comportement sexuel: de la même manière, une lésion entraînerait la disparition du comportement sexuel de la ratte.

Sources: 

"Influence du poids et de l'âge à la saillie sur les performances de reproduction , Etude expérimentale chez la Ratte", par Naomie Kenmogne 

"Paternal age affects fertility and progeny outcome in the Brown Norway rat" Valerie Serre & Bernard Robaire 

"Reproductive ability of pubertal male and female rats", Braz J Med Biol Res, Juillet 2003, Volume 36 

"Diet-induced obesity in rats leads to a decrease in sperm motility", Fernandez et al. Reproductive Biology and Endocrinology 2011 

"Retard de croissance intra-utérin et vulnérabilité au syndrome métabolique : recherche de marqueurs placentaires dans un modèle de dénutrition maternelle prénatale et chez l'Homme", par Sylvain Mayeur 

"Trends of reproductive hormones in male rats during psychosocial stress: role of glucocorticoid metabolism in behavioral dominance" par Population Council Rockefeller University, New York 

"Atrazine sparks stress hormones in female rats" par Toxicological Sciences 112 

"Stress and reproduction", par Mindy Meyers & Joy Altermatt

"Decrease of Learning Capacity in Offspring With Increasing Paternal Age in the Rat", par Maurice Auroux 

"Ontogeny of epididymal sperm reserves during the reproductive lifespan of rats after previous sexual experiences", par Taylor GT, Weiss J et Frechmann T.

"The Effect of Chronic Exposure with Imidacloprid Insecticide on Fertility in Mature Male Rats"

"Solicitation behavior in the estrous female rat: A review" par Mary S. Erskine

"Frustration and sexual behavior in male rats" par Esteban Freidin et Alba E. Mustaca

"Sisters Make Male Rats Less Sexy", Live Science Staff

"Psychopharmacology of male rat sexual behavior: modeling human sexual dysfunctions?"

"Reproductive Behavior", par  Richard H. Hall

"The Hierarchy in Copulatory Competition and its Correlation with Paternity in Grouped Male Laboratory Rats"

"Non-Specific Stimulation and Sexual Behaviour in the Male Rat", par Knut Larsson

"Changes in rat milk quantity and quality due to variations in litter size and high amibant temperature"