Un mécanisme génétique simple pourrait expliquer l’origine des espèces
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Comment se créent les barrières de reproduction qui isolent les espèces les unes des autres ? Une étude génétique réalisée par l’équipe d’Olivier Loudet, à l’INRA de Versailles en collaboration avec l’université de Nottingham, révèle un des aspects de leur mise en place dans le génome au cours de l’évolution. Ce travail explique pourquoi certaines descendances de croisements ne sont pas viables chez la plante modèle Arabidopsis thaliana, et fournit un mécanisme potentiel pour la formation de sous espèces au sein de populations apparemment homogènes. Ces résultats sont publiés dans la revue "SCIENCE" du 30 janvier 2009. |
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Spécialisés dans la génétique de la plante modèle Arabidopsis thaliana, les chercheurs ont d’abord
constaté que la descendance du croisement entre deux souches naturelles de la plante, Columbia (Col) et Cape Verde Island (Cvi), n’obéissait pas totalement aux lois classiques de l’hérédité de
Mendel : certains individus résultant d’une combinaison génétique spécifique des deux génomes parentaux manquaient à l’appel.
Ils ont découvert que ceci correspondait à une incompatibilité entre deux régions chromosomiques, portées par le chromosome 1 de Col et le chromosome 5 de Cvi, qui ne se retrouvaient jamais
ensemble à l’état homozygote dans le génome des plantes issues de leur croisement.
Une
étude génétique plus poussée leur a permis d’attribuer cette incompatibilité à un seul gène, celui de l’histidinol phosphate aminotransférase (HPA) : celui-ci est porté par le chromosome
1 chez la souche Cvi et est présent en deux copies, sur les chromosomes 1 et 5, chez la souche Col, suite à la duplication et à la translocation d’un fragment du chromosome 1 vers le chromosome 5
chez cette souche. L’inactivation au cours de l’évolution de la copie de HPA présente sur le chromosome 1 de Col a abouti à ce que, au sein de l’espèce Arabidopsis, le gène fonctionnel
soit porté par un chromosome différent dans Cvi et Col. Le gène HPA codant pour une enzyme indispensable à la synthèse de l’histidine, un acide aminé essentiel, les embryons de la
descendance entre ces deux souches qui héritent à la fois du gène HPA inactif porté par le chromosome 1 de Col et du chromosome 5 de Cvi ne peuvent pas se développer, étant alors
dépourvus de gène HPA fonctionnel.
Preuve que l’absence de ce gène est bien la cause de l’incompatibilité chromosomique observée, les chercheurs ont constaté que ces embryons se développaient normalement si les plantes qui les
portaient étaient arrosées avec une solution contenant de l’histidine.
« Le fait que la descendance de certains croisements ne soit pas toujours fertile est connu chez presque toutes les familles d’espèces végétales, précise Olivier Loudet. Mais ici,
pour la première fois, nous avons mis le doigt sur un mécanisme simple qui l’explique dans une espèce. » La duplication et la dispersion de gènes essentiels au sein du génome, suivies de
l’inactivation de certaines copies de ces gènes au cours de l’évolution, pourraient réduire progressivement les possibilités de croisements féconds entre différentes souches et aboutir à terme à
leur séparation en espèces distinctes. Ce mécanisme simple et rapide pourrait expliquer en partie l’origine génétique des espèces.
L’article d’origine sur le site de l’INRA
http://www.inra.fr/presse/mecanisme_genetique_simple_pourrait_expliquer_origine_especes