Module 11 b Flashcards
Hybridation
Croisement entre des individus de populations génétiquement distinctes peu importe leur statut taxonomique (intraspécifique et interspécifique)
Hybride
Individu viable issu de l’hybridation, peut être fertile ou stérile
Rétrocroisement
Croisement entre un hybride et une des populations/espèces parentales
Introgression génétique
Mouvement de gènes entre des populations/espèces causé par l’hybridation et le rétrocroisement
Essaim d’hybride
Population composée uniquement d’individus hybrides de différentes générations (nécessairement hybrides fertiles)
Hybridation intraspécifique
– Flux de gènes entre des populations génétiquement distinctes d’une même espèce
– Force cohésive majeure de l’espèce comme unité évolutive
Impacts sur l’évolution de l’espèce
– Échange de mutations avantageuses entre les populations (adaptation)
– Permet l’augmentation de la diversité génétique des populations locales
– Par contre, si flux de gènes très important, restreint la capacité d’une population à s’adapter aux conditions locales
Hybridation interspécifique
– Reproduction et flux de gènes entre des
espèces distinctes
Fréquence
– Rare du point de vue de l’individu ( < 1/1000)
– Commun du point de vue de l’espèce (≈25% végétaux, ≈10% animaux)
– Processus continuel et régulier en nature
Facteurs influençant la fréquence d’hybridation interspécifique
1) Isolement reproducteur (isolation pré et postzygotique)
– Isolation prézygotique: barrière à l’accouplement ou à la fécondation
• Ex: comportement, lieu de reproduction, forme des organes copulatoires
– Isolation postzygotique: barrière à la viabilité et à la fertilité
• Ex: mort des hybrides
– Souvent le résultat d’autres adaptations (par exemple à l’environnement)
– Lié au temps de divergence entre les espèces
2) Temps de divergence entre les espèces
– Isolation pré et postzygotique fortement corrélé à la distance génétique
– L’isolation survient graduellement au fil du temps (les espèces plus jeunes s’hybrident davantage que les espèces plus vieilles)
3) Différences spécifiques aux taxons
– On remarque que certains taxons s’hybrident plus
facilement que d’autres
• Plantes ≈25% sp vs animaux ≈10% sp
• Chez les vertébrés, les amphibiens et les oiseaux ont des hybrides viables sur une plus longue échelle évolutive que les mammifères
– Incompatibilité plus intense et plus rapide lorsque les chromosomes sexuels (X ou Z) sont plus grands
– Reproduction sexuée ou mixte
– Biais dans l’échantillonnage des taxons: les taxons flamboyants se remarquent davantage que les taxons uniformes (ex: canards vs musaraignes)
Impacts de l’hybridation interspécifique sur l’évolution des espèces
- Si les hybrides sont viables et fertiles, ils peuvent créer un « pont génétique » entre les espèces parentales via les rétrocroisements
- Le « pont génétique » créé par les hybrides permet le passage d’au moins quelques allèles entre les espèces, on parle alors d’hybridation introgressive
• Ainsi, même de faibles taux d’hybridation peuvent avoir des conséquences évolutives importantes sur:
– Adaptation: échange d’allèles sous sélection
– Spéciation: radiations adaptatives
– Biodiversité: gain ou perte d’espèces
Impacts: adaptation et échanges d’allèles
Une combinaison d’hybridation introgressive et d’événements de sélection peut mener à une constitution morphologique et génétique différente de « l’originale »
Impacts: radiations adaptatives et spéciation
– L’hybridation crée instantanément de la variation génétique simultanément sur plusieurs traits
– Ceci permettrait entre autre l’utilisation de niches écologiques non occupées auparavant
Impacts: biodiversité, gain ou perte
– Peut causer la perte d’espèce → fusion de deux espèces
– Peut causer le gain d’espèce → création de nouvelles espèces (taxons hybrides)
Les activités humaines contribuent à augmenter les taux d’hybridation intra et interspécifique par:
– L’introduction d’espèces exotiques et le repeuplement
– L’altération des habitats naturels
– Le déclin d’abondance chez les populations naturelles
– Les échappements de lignées domestiques
L’hybridation anthropogénique peut mener au déclin et/ou à l’extinction des espèces ou populations parentales par:
– Hybridation sans introgression: perte de potentiel reproductif des groupes parentaux
– Hybridation avec introgression: envahissement génétique des groupes parentaux par les hybrides
Hétérosis ou vigueur hybride
Augmentation de la valeur sélective des hybrides par rapport aux espèces parentales
• Causes de l’hétérosis:
– L’hybridation couvre les allèles délétères récessifs
– Les hybrides sont hétérozygotes sur une très grande majorité de locus → augmentation de la valeur sélective pour les loci où il y a un avantage sélectif à être hétérozygote
– Les hybrides peuvent posséder les traits avantageux des 2 espèces parentales
• Exemple: croisement de lignées de maïs pour plus de productivité en agriculture
★ Mais attention!
L’hétérosis observé chez les hybrides de première génération peut ensuite se perdre voire se transformer en dépression de croisement à partir de la deuxième
génération
Dépression de croisement
Diminution de la valeur sélective des hybrides par rapport aux espèces parentales
• Dépression de croisement intrinsèque
– Due à des incompatibilités génétiques:
1) niveau chromosomique, le nombre et l’arrangement des chromosomes est différent entre les espèces parentales
2) niveau génique, interactions désavantageuses entre les gènes des espèces parentales et/ou bris de combinaisons de gènes co-adaptés
– Due à une perte d’adaptation à l’environnement et contre-sélection:
• En lien avec la modification de l’expression phénotypique, par exemple le comportement, la résistance aux pathogènes, etc.
NewHybrids
Caractéristiques de base
- Logiciel spécifique à l’étude de l’hybridation
- Méthode statistique bayésienne
- Permet de désigner un statut hybride à chaque individu en assignant les individus aux différentes classes parentales et hybrides
Exemple d’hybridation : Cas d’hybridation entre le loup gris et le chien domestique
Objectifs:
Qualifier l’hybridation potentielle entre le loup et le chien en évaluant :
1. La différenciation génétique et le regroupement génétique entre les loups et les chiens
2. La fréquence et la distribution géographique de l’hybridation entre loups et chiens
3. A. La direction de l’hybridation (chien vers loup et/ou loup vers chien)
B. Les classes d’hybrides :
- F1
- F2
- Rétrocroisement avec un loup
- Rétrocroisement avec un chien
Méthodologie:
• Échantillonnage
- 208 « supposés » loups
- 196 chiens
- 4 hybrides potentiels (comportement et morphologie)
• Laboratoire
3 types de marqueurs :
- 42 microsatellites autosomes (pas sur chromosomes sexuels)
- 6 microsatellites du chromosome Y → statut du père
- Haplotypes de séquences mitochondriales → statut de la mère
• Analyses statistiques
- Utilisation des logiciels Structure et NewHybrids
Résultats:
1. Les loups et les chiens sont 2 entités génétiques différenciées
• L’introgression n’est pas généralisée → pas de modification des pools géniques
• 8 individus hybrides (4%)
- L’hybridation est restreinte en périphérie des populations de loups qui ont récemment colonisé de nouveaux habitats
• L’introgression n’est pas géographiquement répandue - A. L’hybridation est principalement due à la reproduction de chiens mâles avec des loups femelles
Conclusions:
• Implications pour la conservation
Introgression du chien vers le loup
- Indique un besoin de suivi génétique et écologique des populations de loups
- La présence d’hybrides dans les meutes de loups pourrait perturber leur fonctionnement
• On a remarqué que les loups hybrides ont la fourrure plus foncée que les loups purs…
