Mécanismes favorisant l'union des gamètes
Éponges, coelentérés, vers plats et aschelminthes
Les processus de transfert et de fertilisation des spermatozoïdes n'ont été documentés que pour quelques espèces d'éponges. Les spermatozoïdes flagellés (c'est-à-dire portant un brin en forme de fouet) sont libérés de la gonade mâle et balayés hors du corps et dans l'eau au moyen d'un système élaboré de canaux. Un spermatozoïde qui pénètre dans une autre éponge, ou celle dont il a été libéré, est capturé par une cellule de collier flagellée (choanocyte). Le choanocyte engloutit complètement le sperme, perd son collet et son flagelle (ou «fouet»), et migre vers les tissus plus profonds où l'ovule a mûri. Le choanocyte contenant le spermatozoïde fusionne avec l'ovule, réalisant ainsi la fécondation. Dans les coelentérés d'eau douce, les spermatozoïdes sont également libérés dans l'eau et transportés par les courants vers un autre individu. Contrairement au mécanisme des éponges, cependant, les œufs coelentérés surviennent dans l'épiderme ou les tissus de surface et sont exposés à des spermatozoïdes qui peuvent être à proximité dans l'eau; ainsi, aucune cellule de transport intermédiaire n'est nécessaire. De nombreuses espèces de coelentérés marins expulsent à la fois le sperme et les œufs dans l'eau, et la fécondation y a lieu. Certains coelentérés médusoïdes (méduses), cependant, offrent une certaine protection à l'œuf. Après avoir quitté la gonade, l'œuf se loge temporairement dans l'épiderme sur la face inférieure de l'organisme, où se produisent la fécondation et le développement précoce.
Dans tous les vers plats, la fertilisation est interne. Parmi les espèces sans canal femelle, les spermatozoïdes sont injectés et la fécondation se produit dans la couche interne des tissus. Cependant, la plupart des vers plats ont un système élaboré de canaux mâles et femelles. Généralement, le gonoducte mâle passe à travers un organe semblable à un pénis et les spermatozoïdes sont transférés pendant la copulation. Chez les espèces parasites, qui souvent ne trouvent pas de partenaire, l'autofécondation sert de moyen de reproduction. Les spermatozoïdes et les ovules s'unissent dans l'oviducte, qui sécrète ensuite le jaune autour du zygote.
Les nématodes mâles (vers ronds) sont généralement équipés d'une paire de structures copulatrices (spicules) qui guident le sperme pendant la copulation. L'extrémité postérieure de certains mâles présente également une expansion latérale (latérale) (bourse copulatoire) qui enserre la femelle pendant la copulation. D'autres mâles bouclent leur queue autour de la femelle dans la région de son gonopore. Contrairement à de nombreux autres aschelminthes, les nématodes ont des spermatozoïdes qui sont amiboïdes; c'est-à-dire que leur contenu cellulaire semble couler. Certains rotifères mâles ont un organe copulateur.
Annélides et mollusques
Chez certaines espèces de polychètes annélides (vers marins), l'activité de reproduction est synchronisée avec les cycles lunaires. Au moment de la reproduction, le corps des deux sexes se différencie en deux régions, une atoke antérieure et une épitoke postérieure, dans lesquelles les gonades se développent. Lorsque la lune est dans une phase spécifique, l'épitoke se sépare du reste du corps et nage à la surface. L'épitoke femelle stimule apparemment l'épitoke mâle pour libérer le sperme, et la libération du sperme, à son tour, évoque l'expulsion des ovules. La fertilisation est externe. Ce phénomène est si bien coordonné qu’un nombre considérable d’épitokes apparaissent à la surface à peu près au même moment.
Les oligochètes sexuellement matures ont un clitellum, qui est une modification d'une section de la paroi corporelle consistant en un épaississement glandulaire en forme de selle près des gonopores. Pendant la copulation, le clitellum sécrète un mucus qui maintient les vers appariés pendant l'échange de sperme. Après la copulation, le clitellum sécrète une substance pour un cocon, qui encercle le ver et dans lequel les œufs et le sperme sont déposés. Le ver manipule ensuite le cocon jusqu'à ce qu'il glisse sur la tête. Ensuite, les extrémités du cocon deviennent scellées et la fertilisation et le développement ont lieu à l'intérieur. De nombreuses sangsues forment également un cocon; mais les mâles de certaines espèces ont un pénis qui peut être inséré dans le gonopore femelle. Dans d'autres sangsues, un spermatophore est poussé dans le corps du partenaire pendant la copulation.
L'union des gamètes entre les mollusques s'effectue de plusieurs manières. Les pélécypodes marins déversent de manière synchrone des spermatozoïdes et des œufs dans la mer; certaines palourdes d'eau douce semblent s'auto-fertiliser. L'un des types de diversité de reproduction les plus inhabituels se rencontre chez les gastéropodes marins de la famille des Scalidae qui produisent deux types de spermatozoïdes. Un gros sperme avec un noyau dégénéré agit comme une cellule de transport pour transporter de nombreux petits spermatozoïdes fertilisants dans l'eau et dans l'oviducte d'un autre individu. Les mâles céphalopodes ont des bras modifiés pour le transfert des spermatophores. Le quatrième bras droit ou gauche du calmar, par exemple, est ainsi modifié. Après une parade nuptiale souvent élaborée, le calmar mâle utilise l'appendice modifié pour retirer les spermatophores de leur lieu de stockage dans son corps et les placer dans la cavité du manteau de la femelle. Une substance cimentaire, qui est libérée du spermatophore, attache fermement le spermatophore au corps de la femelle près de l'oviducte. Chez certaines espèces, le mâle perd le bras. La manipulation des œufs par les bras de la femelle peut également se produire.
Certains modèles de comportement inhabituels ont évolué en conjonction avec le transfert de sperme dans les mollusques. Avant la copulation de certains escargots terrestres, une fléchette composée de carbonate de calcium est propulsée avec force du gonopore de chacun des individus qui s'accouplent et se loge dans les viscères du partenaire. Même si les escargots ont adopté une posture d'accouplement, le transfert des spermatozoïdes ne peut avoir lieu que lorsque chaque escargot a été stimulé par une fléchette.
