chapitre 24 L’origine des espèces
573
inter féconds, mais ils ne peuvent se reproduire avec les
espèces parentales. Ils constituent donc une nouvelle espèce
biologique.
Bien que la spéciation polyploïde soit relativement rare,
même chez les Végétaux, les scientifiques ont établi qu’au
moins cinq nouvelles espèces de plantes sont apparues de cette
façon depuis 1850. L’origine d’une nouvelle espèce de salsifis
(du genre Tragopogon) sur la côte nord-ouest du Pacifique en
est un exemple. Les premiers salsifis ont été introduits dans
cette région au début des années 1900, lorsque les colons européens en ont apporté trois espèces dans leurs bagages. De nos
jours, ces trois espèces sont des mauvaises herbes très communes dans les parcs de stationnement et autres lieux urbains
à l’abandon. En 1950, on a découvert une nouvelle espèce de
salsifis près de la frontière des États américains de l’Idaho et
de Washington, et qui vivait à proximité des trois espèces
européennes. Les analyses génétiques ont révélé que cette
nouvelle espèce, le Tragopogon miscellus, est un hybride tétraploïde de deux des trois espèces européennes. La population
de T. miscellus s’accroît principalement par la reproduction de
ses propres membres, mais des épisodes d’hybridation entre
les espèces d’origine européenne continuent d’y ajouter de
nouveaux membres. Ce n’est là qu’un des nombreux exemples
de spéciation en cours observés par les scientifiques.
Bon nombre d’espèces végétales cultivées d’une grande
importance commerciale sont polyploïdes : c’est le cas, notamment, de l’avoine, du coton, de la pomme de terre, du tabac et
du blé. Le blé (Triticum aestivum), qui entre dans la composition du pain, est un allohexaploïde (6 jeux de chromosomes,
3 espèces différentes ayant fourni 2 jeux de 7 chromosomes
chacune, pour un total de 42 chromosomes). Le premier des
événements polyploïdes qui ont abouti à l’apparition du blé
moderne né spontanément voilà quelque 8 000 ans au
Moyen-Orient est probablement l’apparition d’un hybride
issu d’un blé cultivé et d’une graminée indigène possédant
chacun 14 chromosomes. Par la suite, l’hybride à 28 chromosomes se serait à son tour hybridé avec un troisième blé ayant
aussi 14 chromosomes. Les généticiens croisent aujourd’hui
beaucoup de nouvelles plantes diploïdes en laboratoire en les
exposant à des produits chimiques, ce qui cause parfois des
. Figure 24.10
La divergence des populations allopatriques de drosophiles peut-elle aboutir
à l’isolement reproductif ?
eXpérienCe Diane Dodd, dans son laboratoire qui était alors à la
Yale University, a divisé un échantillon de mouches à fruits (Drosophila
pseudoobscura), élevant certaines mouches dans un milieu riche en
amidon et les autres dans un milieu riche en maltose. Un an et
40 générations plus tard, la sélection naturelle a favorisé les individus
les mieux adaptés aux nutriments offerts. Les populations nourries à
l’amidon se sont mises à digérer de plus en plus efficacement ce glucide, alors que les populations nourries au maltose ont montré de
meilleures aptitudes à digérer celui-ci. Dodd a ensuite réuni des mouches
de populations identiques et des mouches provenant de populations
différentes dans des cages d’accouplement et a mesuré la fréquence
des accouplements. Toutes les mouches utilisées dans les tests de préférence d’accouplement ont été nourries à la farine de maïs pendant
une génération.
Population initiale
de drosophiles
(Drosophila pseudoobscura)
Mouches
dans le milieu
riche en amidon
Mouches
dans le milieu
riche en maltose
Expériences d’accouplement
après 40 générations
résultAts Les tableaux ci-contre présentent les fréquences d’accouplement de populations de mouches élevées sur des milieux nutritifs différents. Lorsque les populations du milieu riche en amidon ont
été mises en présence des populations du milieu riche en maltose, les
drosophiles avaient tendance à s’accoupler avec leurs semblables.
Cependant, dans le groupe témoin (à droite), les mouches provenant
de différentes populations du milieu riche en amidon s’accouplaient
aussi souvent entre elles qu’avec les mouches de leur propre population.
Les chercheurs ont obtenu des résultats similaires pour des groupes
témoins provenant de populations du milieu riche en maltose.
Fréquences d’accouplement
dans le groupe expérimental
22
8
Amidon
9
20
Maltose
Mâle
Femelle
Fréquences d’accouplement
dans le groupe témoin
18
12
Population
amidon 1
15
15
Population
amidon 2
Mâle
Population
amidon 1
Population
amidon 2
Amidon
Maltose
Femelle
ConClusion Dans le groupe expérimental, la forte préférence des
« mouches à amidon » et des « mouches à maltose » pour l’accouplement avec leurs semblables indiquait qu’une barrière reproductive était
en train de se dresser entre ces populations de mouches. Même si elle
n’était pas absolue (il y avait quelques accouplements entre des « mouches
à amidon » et des « mouches à maltose »), après 40 générations, cette
barrière reproductive semblait en voie de réalisation. Une telle barrière
peut avoir entraîné des différences dans le rite nuptial – différences qui
sont un effet secondaire des pressions sélectives qui se sont exercées sur
ces populations allopatriques à mesure qu’elles s’adaptaient à des sources
de nourriture différentes.
sourCe D. M. B. Dodd, Reproductive isolation as a consequence of adaptive divergence in Drosophila pseudoobscura, Evolution 43 : 1308-1311
(1989).
et si ?
Pourquoi a-t-on nourri à la farine de maïs toutes les
mouches utilisées dans le test de fréquence d’accouplement (plutôt
qu’à l’amidon ou au maltose) ?
investigation
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inter féconds, mais ils ne peuvent se reproduire avec les
espèces parentales. Ils constituent donc une nouvelle espèce
biologique.
Bien que la spéciation polyploïde soit relativement rare,
même chez les Végétaux, les scientifiques ont établi qu’au
moins cinq nouvelles espèces de plantes sont apparues de cette
façon depuis 1850. L’origine d’une nouvelle espèce de salsifis
(du genre Tragopogon) sur la côte nord-ouest du Pacifique en
est un exemple. Les premiers salsifis ont été introduits dans
cette région au début des années 1900, lorsque les colons européens en ont apporté trois espèces dans leurs bagages. De nos
jours, ces trois espèces sont des mauvaises herbes très communes dans les parcs de stationnement et autres lieux urbains
à l’abandon. En 1950, on a découvert une nouvelle espèce de
salsifis près de la frontière des États américains de l’Idaho et
de Washington, et qui vivait à proximité des trois espèces
européennes. Les analyses génétiques ont révélé que cette
nouvelle espèce, le Tragopogon miscellus, est un hybride tétraploïde de deux des trois espèces européennes. La population
de T. miscellus s’accroît principalement par la reproduction de
ses propres membres, mais des épisodes d’hybridation entre
les espèces d’origine européenne continuent d’y ajouter de
nouveaux membres. Ce n’est là qu’un des nombreux exemples
de spéciation en cours observés par les scientifiques.
Bon nombre d’espèces végétales cultivées d’une grande
importance commerciale sont polyploïdes : c’est le cas, notamment, de l’avoine, du coton, de la pomme de terre, du tabac et
du blé. Le blé (Triticum aestivum), qui entre dans la composition du pain, est un allohexaploïde (6 jeux de chromosomes,
3 espèces différentes ayant fourni 2 jeux de 7 chromosomes
chacune, pour un total de 42 chromosomes). Le premier des
événements polyploïdes qui ont abouti à l’apparition du blé
moderne né spontanément voilà quelque 8 000 ans au
Moyen-Orient est probablement l’apparition d’un hybride
issu d’un blé cultivé et d’une graminée indigène possédant
chacun 14 chromosomes. Par la suite, l’hybride à 28 chromosomes se serait à son tour hybridé avec un troisième blé ayant
aussi 14 chromosomes. Les généticiens croisent aujourd’hui
beaucoup de nouvelles plantes diploïdes en laboratoire en les
exposant à des produits chimiques, ce qui cause parfois des
. Figure 24.10
La divergence des populations allopatriques de drosophiles peut-elle aboutir
à l’isolement reproductif ?
eXpérienCe Diane Dodd, dans son laboratoire qui était alors à la
Yale University, a divisé un échantillon de mouches à fruits (Drosophila
pseudoobscura), élevant certaines mouches dans un milieu riche en
amidon et les autres dans un milieu riche en maltose. Un an et
40 générations plus tard, la sélection naturelle a favorisé les individus
les mieux adaptés aux nutriments offerts. Les populations nourries à
l’amidon se sont mises à digérer de plus en plus efficacement ce glucide, alors que les populations nourries au maltose ont montré de
meilleures aptitudes à digérer celui-ci. Dodd a ensuite réuni des mouches
de populations identiques et des mouches provenant de populations
différentes dans des cages d’accouplement et a mesuré la fréquence
des accouplements. Toutes les mouches utilisées dans les tests de préférence d’accouplement ont été nourries à la farine de maïs pendant
une génération.
Population initiale
de drosophiles
(Drosophila pseudoobscura)
Mouches
dans le milieu
riche en amidon
Mouches
dans le milieu
riche en maltose
Expériences d’accouplement
après 40 générations
résultAts Les tableaux ci-contre présentent les fréquences d’accouplement de populations de mouches élevées sur des milieux nutritifs différents. Lorsque les populations du milieu riche en amidon ont
été mises en présence des populations du milieu riche en maltose, les
drosophiles avaient tendance à s’accoupler avec leurs semblables.
Cependant, dans le groupe témoin (à droite), les mouches provenant
de différentes populations du milieu riche en amidon s’accouplaient
aussi souvent entre elles qu’avec les mouches de leur propre population.
Les chercheurs ont obtenu des résultats similaires pour des groupes
témoins provenant de populations du milieu riche en maltose.
Fréquences d’accouplement
dans le groupe expérimental
22
8
Amidon
9
20
Maltose
Mâle
Femelle
Fréquences d’accouplement
dans le groupe témoin
18
12
Population
amidon 1
15
15
Population
amidon 2
Mâle
Population
amidon 1
Population
amidon 2
Amidon
Maltose
Femelle
ConClusion Dans le groupe expérimental, la forte préférence des
« mouches à amidon » et des « mouches à maltose » pour l’accouplement avec leurs semblables indiquait qu’une barrière reproductive était
en train de se dresser entre ces populations de mouches. Même si elle
n’était pas absolue (il y avait quelques accouplements entre des « mouches
à amidon » et des « mouches à maltose »), après 40 générations, cette
barrière reproductive semblait en voie de réalisation. Une telle barrière
peut avoir entraîné des différences dans le rite nuptial – différences qui
sont un effet secondaire des pressions sélectives qui se sont exercées sur
ces populations allopatriques à mesure qu’elles s’adaptaient à des sources
de nourriture différentes.
sourCe D. M. B. Dodd, Reproductive isolation as a consequence of adaptive divergence in Drosophila pseudoobscura, Evolution 43 : 1308-1311
(1989).
et si ?
Pourquoi a-t-on nourri à la farine de maïs toutes les
mouches utilisées dans le test de fréquence d’accouplement (plutôt
qu’à l’amidon ou au maltose) ?
investigation