Peut-être que le plus difficile dans l’étude de l’anatomie reproductive des mammifères marins à partir d’organes prélevés sur des animaux décédés, c’est qu’ils ne peuvent pas avoir d’érection de manière simple.
Renflammer des pénis humains post-mortem est un exploit relativement trivial, dit Diane Kelly, professeur assistant de recherche à l’Université du Massachusetts et experte en inflation du pénis. Comme la plupart des mammifères, le pénis humain est essentiellement charnu, avec beaucoup d’espace vasculaire dans lequel le sang peut circuler pour rendre la structure flaccide rigide grâce à la pression de turgescence. Mais les pénis des baleines et des dauphins sont beaucoup plus résistants – littéralement.
« C’est en fait un véritable défi de gonfler artificiellement les pénis des cétacés », m’a-t-elle dit. Oui, la taille rend les choses difficiles – il faut beaucoup plus de solution saline pour remplir un grand pénis qu’un petit – mais c’est plus que cela. « Ils ont ce qu’on appelle un pénis « fibroélastique » », a-t-elle expliqué, ce qui signifie que leur tissu pénien contient « beaucoup de collagène, et cela rend le pénis, même lorsqu’il est flasque, très rigide et moins extensible. »
Trouver un moyen de contourner ce problème difficile est en grande partie la raison pour laquelle Dara Orbach et Patricia Brennan ont fait appel à Kelly pour le projet. L’objectif : réaliser les premiers scans CT 3D de rapports sexuels simulés de n’importe quelle espèce de mammifère marin en utilisant de véritables organes génitaux post-mortem – scans qui viennent d’être publiés dans un article de la revue Proceedings of the Royal Society B.
Orbach, boursière postdoctorale à l’université Dalhousie et associée de recherche au Mount Holyoke College, avait les vagins prêts. Elle savait déjà que les vagins des mammifères marins sont beaucoup plus complexes qu’on ne le pensait – beaucoup de poches labyrinthiques, de plis et de torsions, ce qui, selon Orbach, pourrait aider les femelles à contrôler la paternité. « Mais lorsque j’ai commencé à disséquer de plus en plus d’appareils reproducteurs et à observer ce niveau incroyable de variabilité vaginale qui n’avait jamais été documenté auparavant, j’ai réalisé que cela avait probablement coévolué avec le pénis », a déclaré Orbach. Cela signifiait que pour comprendre les vagins des animaux, elle avait besoin de leurs pénis correspondants pour voir comment ils s’emboîtent pendant les rapports sexuels.
Orbach s’est tournée vers Brennan, une experte en organes génitaux du Mount Holyoke College connue pour ses travaux sur les canards (et leurs pénis terrifiants), et ensemble, avec un pistolet à calfeutrer et du silicone, elles ont créé des modèles appelés « endocasts » de vagins à partir de la collection d’Orbach de 140 organes génitaux congelés de mammifères marins (tous collectés sur des animaux morts de causes naturelles). Puis ils ont fait appel à Kelly pour son expertise en matière de gonflage de pénis.
« La plupart de ce que j’ai fait est vraiment petit – tatous, rats et souris, campagnols et autres petites choses – où il suffit d’avoir une petite seringue et un tout petit peu de pression et vous obtenez votre morphologie en érection très rapidement », a expliqué Kelly. Les dongs des cétacés étaient « une toute autre affaire »
« Nous ne parlons pas de la taille d’une main – nous parlons de la taille d’un bras, selon l’espèce », a ajouté Orbach (« Nous avons fait un orque, qui était plus grand que la table »). Il a donc fallu faire preuve de créativité pour gonfler les membres des mammifères marins. Après quelques difficultés préliminaires (elle a notamment appris à ses dépens que les bonbonnes en plastique n’étaient pas conçues pour résister à la pression), Kelly a finalement opté pour un fût de bière usagé de 35 dollars rempli de solution saline et modifié pour lui permettre de pomper de l’azote gazeux afin d’obtenir une pression d’injection optimale. » Cela a fait l’affaire « , a-t-elle déclaré.
Une fois remplis de fluide, les pénis ont été attachés et trempés dans du formol pour s’assurer qu’ils conserveraient leur forme engorgée. Ensuite, il était temps que la magie opère. « En observant la forme des endocrines vaginales et celle des pénis, nous avons pu déterminer lequel des deux serait le plus propice à la copulation », explique M. Orbach. « Ensuite, nous avons mis les pénis gonflés à l’intérieur du vagin, nous les avons cousus ensemble, nous les avons trempés dans de l’iode pour qu’ils soient assez bien tachés, puis nous leur avons fait des scans C.T. pour regarder comment ils s’emboîtaient. »
Les résultats – grâce au radiologue Mauricio Solano – sont carrément éblouissants.
Au total, ils ont pu simuler des rapports sexuels pour quatre espèces de mammifères marins : les marsouins communs (Phocoena phocoena), les grands dauphins communs (Tursiops truncatus), les dauphins communs à bec court (Delphinus delphis) et les phoques communs (Phoca vitulina) – ce sont les seules espèces pour lesquelles ils disposaient d’organes reproducteurs mâles et femelles de haute qualité (malheureusement, ils n’avaient pas de vagin d’orque intact à jumeler avec le pénis plus grand que la table). Ils ont également pu créer des modèles numériques 3D des pénis et des vagins et simuler diverses rotations et positions pour déterminer la pénétration la plus profonde possible.
Les différences d’anatomie reproductive entre les espèces étaient impressionnantes. Les marsouins communs, bien qu’étant l’espèce la plus petite par la taille du corps, avaient les plus grands pénis. « Le pénis en érection d’un marsouin commun remonte jusqu’à son menton – ou là où se trouverait son menton s’il ne s’agissait pas d’un mammifère marin », a déclaré Kelly. Et leur vagin est le plus complexe des quatre, avec « tout un tas de plis en spirale », a expliqué Orbach, « qui ne cessent de se tordre autour… un peu comme un tire-bouchon. »
Mais ce qui est vraiment fascinant, c’est que les scanners ont révélé comment la complexité vaginale pouvait limiter la pénétration du pénis. « Cela a confirmé qu’il y a cette coévolution antagoniste », a déclaré Orbach. Cela suggère que les plis permettent aux animaux de contrôler la paternité, même si d’autres analyses seront nécessaires pour confirmer cette hypothèse.
En fin de compte, nous savons très peu de choses sur l’accouplement des mammifères marins, en particulier des cétacés. Nous avons observé des grands dauphins en train de s’accoupler en captivité et dans la nature, mais il n’y a aucun moyen de visualiser facilement ce qui se passe à l’intérieur pendant la copulation. Nous ne pouvons pas simplement figer au flash des dauphins forniquant pour examiner où tout se trouve pendant l’acte sexuel, comme les scientifiques l’ont fait avec de petits lézards.
Même les comportements de cour et d’accouplement ne sont que superficiellement compris. Chez la plupart des espèces de mammifères marins, les accouplements n’ont jamais été observés car ils ont lieu sous l’eau et dans des endroits éloignés. Pour les espèces dont nous avons été témoins, comme les grands dauphins, de nombreuses questions restent sans réponse. Dans certains endroits, les grands dauphins mâles forment des coalitions pour isoler les femelles et les contraindre à s’accoupler – parfois en enlevant les femelles pendant des semaines – mais on ne sait pas si ce comportement est courant dans tous les groupes du monde, et encore moins si des comportements similaires se produisent régulièrement chez d’autres espèces. Si les systèmes d’accouplement agressifs sont courants, il serait logique que de tels conflits sexuels se reflètent dans la morphologie génitale des animaux.
Et cela semble être ce qu’Orbach, Brennan et Kelly ont trouvé, sur la base de leurs données de reconstruction de copulation. « Si la femelle ne veut pas s’accoupler avec un mâle, elle peut être capable de déplacer subtilement son corps légèrement à gauche ou à droite pour que le pénis ne soit pas à un angle optimal, ce qui signifie qu’il sera pris dans l’un de ces plis vaginaux plus tôt, de sorte que lorsque le sperme est éjaculé, il aurait une plus longue distance à parcourir pour fertiliser l’ovule », a expliqué Orbach. « Ainsi, par un positionnement subtil du corps, la femelle pourrait être en mesure de contrôler quels mâles sont plus ou moins susceptibles de féconder. »
Le trio espère examiner d’autres espèces, y compris divers ongulés – cousins éloignés des baleines et des dauphins. « J’ai eu l’occasion de disséquer un pénis d’hippopotame il y a quelque temps, et c’était incroyable à quel point il ressemblait à un cachalot pygmée », raconte Orbach. « Je suis vraiment curieux de savoir comment les différents environnements ont affecté la morphologie du pénis, et dans quelle mesure cela est lié à une histoire partagée, parce que chez la plupart des animaux, nous savons que les organes génitaux sont l’une des caractéristiques qui évoluent le plus rapidement. »
Ils envisagent également d’utiliser les endocastes pour fabriquer des vagins biomimétiques – essentiellement des lumières de chair pour les dauphins et autres espèces marines – pour espérer améliorer les procédures d’insémination artificielle. Les installations d’élevage en captivité peuvent contribuer à la reconstitution d’espèces menacées ou en voie de disparition, et l’insémination artificielle est parfois nécessaire pour garantir que les animaux se reproduisent en toute sécurité et de manière à renforcer la diversité génétique. « Quelque chose qui imiterait un vrai vagin, en termes de certaines structures qui toucheraient le pénis ou qui seraient plus naturelles, pourrait peut-être induire un éjaculat de meilleure qualité. »
Une chose est sûre, l’équipe est loin d’avoir fini de travailler avec les organes reproducteurs des grands mammifères. « C’est la première étape de ce qui sera, nous l’espérons, un programme de recherche assez long », a déclaré Kelly, en souriant.