Une étude, dont les résultats intitulés «The growth factor BMP11 is required for the development and evolution of a male exaggerated weapon and its associated fighting behavior in a water strider» sont publiés dans la revue PLOS Biology, a permis de découvrir que, chez les mâles d’une punaise d'eau, un gène appelé BMP11 régule la croissance extrême de la patte chez les mâles dominants qui l'utilisent comme arme pour dominer un territoire d’accouplement. De plus, ce même gène augmente l’agressivité des mâles dominants, «montrant que des traits morphologiques et comportementaux peuvent partager la même base génétique».

Relevons tout d'abord que «la sélection sexuelle, initialement formulée par Darwin dans son livre ‘The decent of man’, est un processus qui génère au cours de l’évolution une divergence, parfois spectaculaire, entre les deux sexes d’une même espèce». Parmi les traits sexuels secondaires, dits exagérés, on peut citer «les bois de cervidés, la queue du paon ou les cornes des mâles scarabées». Ces caractères exagérés «se développent souvent selon une relation, dite d’hyper-allométrie, selon laquelle le trait croît de manière disproportionnée par rapport au corps».

Ce phénomène peut être analysé «en déterminant la pente d’allometrie (rapport de la taille du trait étudié par rapport à celle du corps) dans une population d’individus de la même espèce». De la sorte, les traits sexuels exagérés, qui «jouent un rôle important dans la reproduction en augmentant l’attractivité des femelles pour les mâles qui les portent», sont «caractérisés par une pente d’allométrie d’une valeur supérieure à 1».

Alors que «ce phénomène attire l’attention des scientifiques depuis des siècles, nos connaissances sur les mécanismes génétiques et développementaux qui favorisent l’évolution de ces traits restent modestes». Dans ce contexte, l'étude ici présentée s'est focalisée sur «les mécanismes évolutifs et génétiques favorisant la croissance exagérée des pattes postérieures chez les mâles d’une punaise d’eau appelée Microvelia longipes». Concrètement, «les mâles dominants possèdent des pattes faisant trois fois la taille de celles d’autres mâles, et utilisent ces pattes comme arme pour défendre leur territoire d’accouplement».

Cette étude montre «qu’un gène appelé BMP11 (Growth differentiation Factor 11) est impliqué dans la régulation de la relation de croissance entre les pattes et le corps chez le mâle mais pas chez la femelle». Ainsi, «lorsqu’on inactive BMP11 expérimentalement, la croissance du corps chez les mâles et les femelles se trouve ralentie et les individus qui résultent de cette expérience sont plus petits que la moyenne».

Cependant, alors que «les mâles issus de cette expérience ont des pattes significativement plus courtes que la normale», les pattes des femelles «ne montrent proportionnellement aucun défaut de croissance». Notons ici que «ce rôle de BMP11 dans la régulation du trait exagéré (taille des pattes) est spécifique à Microvelia longipes, puisque le même gène n’a pas d’effet sur l’allometrie des pattes et du corps chez d’autres espèces».

En fait, «les mâles de Microvelia longipes entrent en compétition pour les femelles de manière intense car la fréquence de combats entre mâles est dix fois plus élevée qu'avec une espèce proche appelée Microvelia pulchella». Du fait que «BMP11 est impliquée dans la croissance de la patte qui, elle-même, est utilisée comme arme dans les combats de dominance entre mâles», cette étude a testé l’hypothèse «selon laquelle ce gène aurait aussi un rôle dans l’agressivité».

En fin de compte, l'observation du «comportement de mâles chez lesquels le gène BMP11 a été partiellement inactivé», a fait apparaître que, «ces mâles ne s’engagent plus dans les combats pour défendre leur territoire» mais «s’agglomèrent autour d’une même femelle pour essayer de s’accoupler, ignorant les mâles rivaux».

Comme ceci prouve «que ce gène a non seulement un rôle dans le développement de la patte utilisée comme arme par les mâles, mais régule également le comportement lié à son usage dans les combats», cette étude «démontre qu’un gène développemental comme BMP11 peut être impliqué dans de multiples caractères dont la combinaison favoriserait le succès reproductif chez les mâles et l’apparition de traits sexuels secondaires exagérés».