Hybridation et flux génique entre espèces

L'hybridation entre espèces partiellement isolées, et l'introgression de gènes qu'elle produit, peuvent à la fois entraver et contribuer à l'évolution, estompant les frontières entre espèces et générant occasionnellement de nouvelles lignées.

Definition

L'hybridation est l'interfécondation entre des membres de populations ou d'espèces génétiquement distinctes, et le flux génique entre espèces, ou introgression, est l'incorporation résultante de matériel génétique d'une espèce dans une autre. Ces processus révèlent que les frontières entre espèces sont souvent perméables plutôt qu'absolues.

Scope

Ce sujet couvre les zones hybrides où des espèces apparentées se rencontrent et s'interfécondent, l'introgression d'allèles à travers les frontières des espèces, les conséquences évolutives de l'hybridation, y compris l'introgression adaptative et la spéciation hybride, ainsi que ce que les schémas génomiques du flux génique révèlent sur la perméabilité des espèces.

Core questions

• Que sont les zones hybrides et que révèlent-elles sur l'isolement reproductif ?
• Comment l'introgression déplace-t-elle les gènes à travers les frontières des espèces ?
• Quand l'hybridation est-elle une force créatrice, comme dans l'introgression adaptative ou la spéciation hybride ?
• Comment les données génomiques révèlent-elles l'étendue et l'histoire du flux génique entre espèces ?

Key theories

Les zones hybrides comme laboratoires naturels

Là où des espèces apparentées se rencontrent et s'interfécondent, la largeur et la structure de la zone hybride résultante reflètent l'équilibre entre le flux génique et la sélection contre les hybrides, fournissant des preuves directes de la force des barrières reproductives.

Introgression adaptative et spéciation hybride

L'introgression peut transférer des allèles bénéfiques entre espèces, et dans certains cas, l'hybridation elle-même produit de nouvelles lignées hybrides isolées reproductivement, faisant du flux génique une source de nouveauté plutôt qu'une simple contrainte.

Mechanisms

Lorsque des espèces incomplètement isolées entrent en contact, elles forment des zones hybrides, dont la structure reflète l'équilibre entre l'immigration de génotypes parentaux et la sélection contre les hybrides. Le rétrocroisement des hybrides avec les espèces parentales permet l'introgression, le transfert graduel d'allèles particuliers à travers la frontière de l'espèce ; certains allèles introgressés sont neutres, certains délétères et éliminés, et certains adaptatifs et favorisés. Les données génomiques révèlent que l'introgression est inégale, avec des régions proches des loci d'incompatibilité résistantes au flux génique. Dans des cas plus rares, l'hybridation produit des espèces hybrides stabilisées, soit par polyploïdie, soit par des combinaisons nouvelles qui sont isolées reproductivement des deux parents.

Clinical relevance

L'hybridation et l'introgression sont importantes pour la conservation, où le flux génique provenant de parents communs ou domestiques peut noyer génétiquement les espèces menacées, et pour la compréhension de la propagation de traits adaptatifs tels que la résistance aux insecticides parmi les espèces vectrices ou nuisibles apparentées.

History

Les premiers chercheurs considéraient l'hybridation principalement comme une nuisance ou une impasse évolutive, mais les botanistes ont longtemps reconnu son rôle créatif chez les plantes. La réévaluation du flux génique par Ehrlich et Raven en 1969, et les études génomiques à partir des années 2000, ont établi que l'introgression est répandue et parfois adaptative à travers l'arbre de vie.

Debates

Quelle est l'importance de l'hybridation en tant que force évolutive créatrice ?

La mesure dans laquelle l'introgression adaptative et la spéciation hybride contribuent à l'adaptation et à la diversification, par opposition à l'hybridation qui érode principalement la distinction, est activement débattue à l'aide de preuves génomiques.

Key figures

• Ernst Mayr
• Paul Ehrlich
• Peter Raven
• Loren Rieseberg

Seminal works

• coyneOrr2004
• futuyma2017
• ehrlichRaven1969

Frequently asked questions

L'hybridation nuit-elle toujours aux espèces ?

Non. Bien que l'hybridation puisse menacer les espèces rares par un noyage génétique, elle peut également transférer des allèles bénéfiques entre espèces (introgression adaptative) et créer occasionnellement des espèces hybrides entièrement nouvelles.

Qu'est-ce que l'introgression ?

L'introgression est le mouvement de gènes d'une espèce vers le pool génique d'une autre par hybridation suivie de rétrocroisements répétés, laissant des allèles étrangers dans une espèce par ailleurs distincte.