Isolement reproductif

L'isolement reproductif désigne l'ensemble des barrières biologiques qui empêchent les membres d'espèces différentes de se reproduire avec succès, et son évolution constitue l'événement central de la spéciation.

Definition

L'isolement reproductif est l'ensemble des barrières héréditaires qui réduisent ou empêchent le flux génique entre les populations. Les barrières prézygotiques agissent avant la fécondation, tandis que les barrières postzygotiques réduisent la viabilité ou la fertilité des hybrides après la fécondation.

Scope

Ce sujet aborde la classification des barrières reproductives en catégories prézygotiques et postzygotiques, la base génétique de l'inviabilité et de la stérilité des hybrides via les incompatibilités de Dobzhansky-Muller, le rôle du renforcement dans l'intensification de l'isolement prézygotique, et la manière dont les barrières s'accumulent à mesure que les populations divergent.

Core questions

• Comment les barrières reproductives sont-elles classées en prézygotiques et postzygotiques ?
• Quelle est la base génétique de l'inviabilité et de la stérilité des hybrides ?
• Comment la sélection peut-elle renforcer l'isolement prézygotique par le renforcement ?
• Dans quel ordre les barrières reproductives s'accumulent-elles généralement au cours de la divergence ?

Key theories

Incompatibilités de Dobzhansky-Muller

L'inviabilité et la stérilité des hybrides résultent d'interactions négatives entre des gènes qui ont divergé séparément dans chaque population et n'avaient jamais été testés ensemble, expliquant l'isolement postzygotique sans qu'aucun individu ne soit inadapté dans sa propre lignée.

Renforcement

Lorsque les hybrides sont inadaptés, la sélection naturelle peut favoriser un isolement prézygotique plus fort en sélectionnant contre l'hybridation coûteuse, accélérant ainsi l'achèvement de la spéciation.

Mechanisms

Les barrières prézygotiques comprennent l'isolement écologique ou d'habitat, l'isolement temporel lié au moment de la reproduction, l'isolement comportemental par le choix du partenaire, l'incompatibilité mécanique et l'isolement gamétique. Les barrières postzygotiques incluent l'inviabilité et la stérilité intrinsèques des hybrides, qui résultent d'incompatibilités de Dobzhansky-Muller entre des allèles ayant évolué indépendamment, et des barrières extrinsèques où les hybrides sont mal adaptés aux niches disponibles. Lorsque l'hybridation est coûteuse, le renforcement intensifie les barrières prézygotiques. L'isolement total est l'effet cumulatif de toutes les barrières agissant en séquence, de sorte que même des barrières partielles peuvent restreindre considérablement le flux génique.

Clinical relevance

La compréhension des barrières reproductives facilite la gestion de l'hybridation entre espèces domestiques et sauvages, le contrôle des complexes d'espèces nuisibles et vectrices, et les décisions de conservation lorsque l'hybridation menace l'intégrité génétique de taxons menacés.

History

Dobzhansky en 1937 et Muller dans les années 1940 ont indépendamment expliqué l'incompatibilité des hybrides par des interactions entre des gènes ayant divergé. Les analyses comparatives de Coyne et Orr ont ensuite quantifié la manière dont l'isolement s'accumule avec la distance génétique et ont clarifié les conditions dans lesquelles le renforcement opère.

Debates

Quelle est l'importance du renforcement ?

La question de savoir si la sélection contre les hybrides est un moteur courant du renforcement final de l'isolement prézygotique, par opposition à un isolement résultant principalement d'un sous-produit de la divergence, demeure une question active.

Key figures

• Theodosius Dobzhansky
• Hermann J. Muller
• Jerry Coyne
• H. Allen Orr

Seminal works

• dobzhansky1937
• coyneOrr2004
• futuyma2017

Frequently asked questions

Quelle est la différence entre l'isolement prézygotique et postzygotique ?

Les barrières prézygotiques empêchent l'accouplement ou la fécondation, tandis que les barrières postzygotiques réduisent la viabilité ou la fertilité des hybrides après la formation d'un zygote.

Pourquoi de nombreux hybrides sont-ils stériles ou inviables ?

Souvent en raison d'incompatibilités de Dobzhansky-Muller : des gènes qui ont évolué indépendamment dans chaque espèce parentale interagissent mal lorsqu'ils sont combinés chez un hybride, même si chacun fonctionne correctement dans son propre contexte génétique.