Sexe d'été et bébés de printemps

Source: Dessin original d'Alex Martin

Les voyageurs d'avion à longue distance affectés par le décalage horaire deviennent très conscients de leurs horloges corporelles internes. L'horloge circadienne interne du corps se met en marche normalement pendant environ 24 heures, avec une mise au point tous les jours par la lumière ambiante à l'aube et au crépuscule. Il est largement connu que les cycles jour / nuit dans les fonctions du corps sont régulés par l'hormone mélatonine, produite dans le cerveau par la minuscule glande pinéale. De nombreux voyageurs avalent maintenant des pilules de mélatonine pour lutter contre le décalage horaire. Mais il est beaucoup moins connu que les animaux à vie longue possèdent un second type d'horloge biologique, également régulée par la mélatonine, qui régit les fonctions du corps tout au long de l'année. D'innombrables expériences sur des animaux ont montré que les changements de la durée du jour (l'intervalle entre le lever et le coucher du soleil) régulent cette horloge circannuelle. Chez de nombreux mammifères, en particulier ceux qui vivent dans des régions où les hivers et les étés sont très contrastés, l'accouplement et la naissance sont étroitement liés à des périodes spécifiques du cycle annuel. Les humains, bien sûr, n'ont pas de saison de reproduction évidente, mais nous sommes néanmoins soumis à des cycles annuels avec des effets plus subtils. Beaucoup ont essayé d'expliquer ces cycles comme des réponses directes aux conditions environnementales, mais nous devons également envisager une autre possibilité: Les processus évolutionnaires à long terme peuvent orienter les modèles saisonniers de conceptions et de naissances pour correspondre aux cycles annuels moyens dans l'environnement.

Explorer les saisons de naissance humaines

Adolphe Quetelet, un intellectuel belge qui a fait des contributions pionnières à l'astronomie, les mathématiques, les statistiques et la sociologie, a été parmi les premiers à identifier un patron saisonnier dans les naissances humaines. Son influence continue à travers son indice de masse corporelle (IMC), encore utilisé – avec des ajustements mineurs – comme un indicateur clé de la biologie humaine. Dans un traité sur la naissance et la mortalité publié en 1869, Quetelet discutait non seulement du moment de la naissance sur le cycle jour / nuit (voir mon article du 14 septembre 2015, Quand le meilleur moment pour donner naissance? ), Mais aussi du cycle annuel. Son graphique montrant les données pour les Pays-Bas au cours de la période de 1815 à 1826 a montré un pic principal en février / mars et une chute marquée en juillet. Notant que la tendance saisonnière était plus marquée dans les villages que dans les villes, il l'a attribuée aux différences de température de l'environnement. Mais l'information de l'hémisphère sud l'a convaincu que la position du soleil dans le ciel régissait les schémas saisonniers.

Illustration graphique d'un patron saisonnier de fréquence de naissance humaine identifié dans les données néerlandaises pour 1815-1826 par Adolphe Quetelet (encart).

Source: graphique adapté de Quetelet, 1869; Encart portrait dans le domaine public.

Un flux croissant de rapports de variation annuelle des taux de natalité humains a finalement suivi le compte rendu révolutionnaire de Quetelet. Trois articles de la biologiste Ursula Cowgill, tous publiés en 1966, représentent une étape importante. Dans l'un d'entre eux, une revue mondiale des registres de naissance de nombreuses populations humaines différentes a révélé que la variation saisonnière est pratiquement universelle. Mais les modèles de pics et de creux différaient d'une région géographique à l'autre, et une découverte cruciale était un décalage général de six mois des tendances saisonnières entre les hémisphères Nord et Sud. Cowgill a conclu que les schémas de naissance annuels sont contrôlés principalement par les conditions climatiques locales, mais aussi influencés par des facteurs culturels. Elle a suggéré que la température ambiante pourrait affecter le taux de conception et a noté que l'urbanisation et l'industrialisation perturbaient les schémas saisonniers à des degrés divers. Un autre de ses articles de 1966, s'inspirant principalement des registres de baptêmes paroissiaux de la ville anglaise de York pour 1538-1812, l'illustre. Avant 1752, deux pointes annuelles étaient évidentes, une principale en février-avril (correspondant au graphique de Quetelet pour les données hollandaises du XIXe siècle) et une autre en septembre-novembre. Mais au cours des 60 années suivantes, la variation annuelle des naissances était beaucoup moins marquée.

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Diagramme montrant les patrons annuels des naissances et les conceptions déduites pour diverses populations des hémisphères Nord et Sud. Dans les pays des latitudes méridionales (Argentine, Chili, Nouvelle-Zélande, Afrique du Sud), la tendance est décalée de 6 mois, comme le montrent les données déplacées pour l'Angleterre et le Pays de Galles.

Source: Graphique adapté de Cowgill, 1966a

Plusieurs études ultérieures dans divers pays européens ont montré une modification graduelle d'un modèle saisonnier original avec un pic majeur de la naissance au printemps, mais commençant à des moments différents. Un document remarquable de 2007 par Ramón Cancho-Candela et ses collègues a analysé les données de plus de 33 millions de naissances en Espagne au cours de la période 1941-2000. Pour les 20 premières années (1941-1960), une tendance à deux pics était clairement évidente, avec une fréquence de naissance maximale en avril et une augmentation plus faible en septembre. Par la suite, la tendance a lentement changé, les pics devenant moins évidents et finissant par disparaître après 1990. La perte graduelle d'un modèle de naissance saisonnier s'est donc produite beaucoup plus récemment en Espagne qu'avec les données de Cowgill de York.

Le graphique montrant les patrons de naissance annuels en Espagne a été établi en moyenne sur six périodes de 10 ans entre 1941 et 2000. Cette étude de plus de 33 millions de naissances montre l'extinction graduelle d'un modèle initial avec un pic de printemps net.

Source: Graphique adapté de Cancho-Candela et al., 2007

Mais les modèles de naissance saisonniers en Amérique du Nord présentent une énigme inexpliquée. De nombreuses études rapportent un pic d'automne, généralement en septembre. Ceci correspond au modèle souvent rapporté pour l'hémisphère sud plutôt qu'à celui typique pour les latitudes nordiques. Cowgill a suggéré que les facteurs sociaux contrôlent principalement les rythmes de conception en Amérique du Nord, alors que les facteurs environnementaux prédominent ailleurs.

Petits lémuriens aux horaires rigides

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En 1968, j'ai acquis ma première expérience du comportement des primates dans des conditions naturelles dans le sud-est de Madagascar en étudiant des lémuriens de moindre taille – des primates relativement primitifs ne pesant que deux onces. J'ai réussi à reconstituer une image globale du cycle annuel: à la fin de septembre et au début d'octobre (la contrepartie méridionale de notre printemps septentrional), les femelles adultes deviennent réceptives en synchronie étroite. La plupart conçoivent d'emblée et accouchent fin novembre / début décembre après une grossesse de deux mois. J'ai constaté que le calendrier de la saison de reproduction était uniforme d'une année à l'autre. Lorsque je suis retourné à mon site de Madagascar en 1970, la reproduction suivait exactement le même schéma. Les saisons de reproduction et de naissance des petits lémuriens sont étroitement limitées, chacune d'elles ne durant que quelques semaines. Cela, bien sûr, diffère nettement de la tendance humaine des naissances toute l'année avec des pics et des creux. Avec des grossesses de 9 mois et l'allaitement naturel pendant plusieurs années, les changements saisonniers dans l'environnement ont des effets plus flous.

L'auteur étudie les lémuriens à Madagascar en 1970 (à droite), avec des images d'un petit lémurien (au milieu) et d'un nourrisson quelques jours après la naissance (à droite).

Source: Photographie de l'auteur (à gauche) et deux photographies prises par Marcel Hladik (au milieu et à droite)

Qu'est-ce qui guide les lémuriens les plus petits à s'accoupler à un moment précis de l'année? Les accouplements et les naissances ont lieu pendant la saison humide de Madagascar en octobre-mars. C'est aussi la partie la plus chaude de l'année, donc les précipitations ou la température pourraient influencer directement la reproduction. Cependant, l'horloge circannuelle, en réponse à la modification de la durée du jour, peut également déclencher l'accouplement interne. Cela peut être directement testé avec des expériences de laboratoire. Lors de l'étude d'une colonie de lémuriens reproducteurs à University College London, j'ai utilisé une horloge lumineuse spéciale qui reproduisait automatiquement le patron annuel de la variation de la longueur du jour à Madagascar. Cela m'a permis d'inciter ces minuscules primates à se reproduire au bon moment de l'année. À un moment donné, j'ai même réussi à réduire l'intervalle entre les saisons de reproduction en comprimant le cycle annuel de 9 jours.

Facteurs influençant les tendances saisonnières

Pour tenter d'identifier les facteurs qui déterminent les modes de naissance humains, les chercheurs ont souvent recherché un lien direct avec les conditions environnementales, en mettant l'accent sur les facteurs climatiques tels que la température et les précipitations (pouvant influencer la disponibilité alimentaire). Une suggestion est que le bilan énergétique influence l'ovulation; une autre est que les températures élevées inhibent les spermatozoïdes. Il est également possible que l'activité sexuelle diminuée pendant les mois les plus chauds donne des taux de conception inférieurs. Certains auteurs ont donc examiné la conception comme l'objectif principal, antidatant 9 mois à partir des naissances enregistrées. Mais les modèles annuels de variation de la température et de la pluviométrie restent assez constants entre les années dans une région donnée, de sorte que les modèles saisonniers qui changent avec le temps ne peuvent pas être expliqués de manière convaincante comme une réponse directe aux facteurs climatiques.

Des expériences à long terme sur des sujets humains pour explorer les facteurs sous-jacents aux schémas saisonniers de reproduction sont impossibles, de sorte que les explications reposent fortement sur des preuves circonstancielles. Dans deux articles de 1990, Till Roenneberg et Jürgen Aschoff ont appliqué une analyse statistique sophistiquée pour distinguer les facteurs biologiques et sociaux influençant les schémas annuels dans les conceptions humaines, antidatés 9 mois après la naissance. Ils ont examiné un ensemble de données mondial massif comprenant 3 000 années de taux de naissance mensuels provenant de 166 régions différentes. Les patrons observés dépendent clairement de la latitude: la saisonnalité devient plus prononcée aux latitudes plus élevées et il y a un décalage de 6 mois entre les hémisphères nord et sud. De plus, Roenneberg et Aschoff ont pu démontrer de manière convaincante pour la première fois que la variation de la durée du jour influence la reproduction humaine à l'échelle mondiale. La température ambiante a également été jugée importante, et ils ont également identifié la durée d'ensoleillement quotidienne comme un facteur influençant les modèles de conception annuels.

Origine possible des saisons de naissance humaines

Variation annuelle des naissances pendant 2 ans (ci-dessus) et de la température et des précipitations (ci-dessous) en Ethiopie.

Source: Adaptation des chiffres de Dorélien, 2013 (saisonnalité des naissances en Éthiopie) et ClimaTemps.com (variation annuelle des températures et des précipitations pour Afar, Éthiopie)

En regardant en arrière dans notre passé évolutionnaire, n'importe quelle base biologique pour les modèles saisonniers de naissance dans les humains modernes se serait vraisemblablement établie en Afrique. En dehors de l'Afrique, les preuves fossiles de nos espèces remontent au plus à 120 000 ans au Moyen-Orient (un temps relativement court en termes d'évolution), et il est largement accepté que les humains ancestraux ont migré hors d'Afrique. Ainsi, les modèles que nous voyons aujourd'hui sont susceptibles de refléter l'adaptation aux conditions environnementales dans le nord-est africain. Prenant l'exemple de la région Afar en Éthiopie, avec une variation relativement limitée de la température quotidienne moyenne (21-28 ^o C) et deux pics de précipitations distincts en avril et en août, la fréquence des naissances est généralement supérieure à la moyenne entre janvier et septembre. Octobre et décembre. Cela correspondrait à une probabilité de conception plus élevée entre avril et septembre. Les divers schémas que nous observons aujourd'hui dans l'hémisphère nord proviennent peut-être d'une distribution aussi originale par l'ajustement aux conditions de température locales et aux influences culturelles. Alors que l'utilisation croissante de l'éclairage artificiel et du chauffage a progressivement modifié et même supprimé le modèle original, peut-être qu'il persiste comme un courant souterrain, avec des effets subtils sur notre biologie.

Les références

Becker, S. (1991) Les modèles saisonniers des naissances et de la conception dans le monde entier. Advances in Experimental Medicine & Biology 286 : 59-72.

Cancho-Candela, R., Andres-de Llano, JM et Ardura-Fernandez, J. (2007) Déclin et perte de la saisonnalité des naissances en Espagne: analyse de 33 421 731 naissances de plus de 60 ans. Journal of Epidemiology & Community Health 61 : 713-718.

Chandwani, KD, Cech, I., Smolensky, MH, Burau, K. et Hermida, RC (2004) Modèle annuel de la conception humaine dans l'état du Texas. Chronobiology International 21 : 73-93.

Cowgill, UM (1966a) La saison de naissance chez l'homme. Man, ns 1 : 232-241.

Cowgill, UM (1966b) Saison de naissance chez l'homme: situation contemporaine avec une référence particulière à l'Europe et à l'hémisphère sud. Ecology 47 : 614-623.

Cowgill, UM (1966c) Étude historique de la saison de naissance dans la ville de York, en Angleterre. Nature 209 : 1067-1070.

Dorélien, AM (2013) Un temps à naître: la saisonnalité des naissances en Afrique subsaharienne. Rapport de recherche du Centre d'études de la population 13-785 : 1-60.

Quetelet, A. (1869) Physique Sociale ou Essai sur le Développement des Facultés de l'Homme. Paris: J.-B. Baillière et Fils.

Roenneberg, T. & Aschoff, J. (1990a) Rythme annuel de la reproduction humaine. I. Biologie, sociobiologie ou les deux? Journal of Biological Rhythms 5 : 195-216.

Roenneberg, T. & Aschoff, J. (1990b) Rythme annuel de la reproduction humaine. II. Corrélations environnementales. Journal of Biological Rhythms 5 : 217-239.