Abstract
Avez-vous déjà entendu parler des ligres et des tigres – des mélanges entre lions et tigres ? Des chiens-loups, un mélange entre des loups et des chiens ? Ou peut-être un grolar, un mélange de grizzly et d’ours polaire ? Lorsque des organismes de deux espèces différentes se mélangent ou se reproduisent, on parle d’hybridation. Les descendants issus de ces mélanges sont appelés des hybrides. Les hybrides existent dans le monde naturel et constituent une force évolutive puissante. Ils sont également importants dans notre vie quotidienne – vous mangez probablement des plantes hybrides tous les jours. Dans cet article, nous plongeons dans le monde passionnant de l’hybridation, en décrivant comment elle se produit et ce qui peut arriver lorsque les hybrides ont des bébés.
Qu’est-ce qu’une espèce ?
L’hybridation est la reproduction de deux espèces différentes . Ainsi, pour que nous nous penchions sur le monde de l’hybridation, nous devons d’abord comprendre ce qu’est une espèce. Les organismes de la même espèce sont plus semblables les uns aux autres qu’aux organismes d’espèces différentes. Il est facile de distinguer certaines espèces, par exemple un hippopotame est reconnaissable comme une espèce différente d’un guépard (voir figure 1). Mais quelle est la différence entre un guépard et un léopard ? Ce sont également des espèces différentes, mais un léopard ressemble beaucoup à un guépard. Tous deux vivent en Afrique, sont des carnivores, des chats, et tous deux ont même des taches. Les règles les plus couramment utilisées pour diviser les organismes en espèces sont appelées le concept d’espèce biologique . Ces règles considèrent que les animaux sont d’espèces différentes s’ils ne peuvent pas se reproduire ensemble ou s’ils se reproduisent ensemble et produisent une descendance infertile, c’est-à-dire une descendance qui ne peut pas avoir ses propres bébés. Parce qu’un guépard et un léopard ne peuvent pas se reproduire ensemble, nous les considérons comme deux espèces différentes. D’autres règles qui divisent des animaux ou des plantes similaires en différentes espèces sont controversées. Certains scientifiques recherchent des différences physiques, par exemple des différences dans la forme du bec, la couleur du corps, le comportement, l’habitat ou la situation géographique. D’autres scientifiques utilisent les différences dans les gènes pour aider à trouver des espèces différentes. Chaque organisme vivant possède des gènes, qui sont contenus dans l’ADN et contiennent les informations qui indiquent à l’organisme comment fonctionner. Au sein d’une espèce, il y aura de petites différences dans les gènes, appelées mutations. Ces mutations sont à l’origine de légères différences au sein d’une espèce, comme les différentes couleurs des yeux chez les humains. Les mutations déterminent même si vous pouvez rouler votre langue ou non ! Entre les espèces, il y a beaucoup plus de mutations entre les gènes. Ce sont les mutations qui provoquent les différences de taille du bec ou de comportement que nous observons. Si les scientifiques ne sont pas sûrs que deux organismes sont des espèces différentes, ils peuvent comparer et compter les mutations, pour vérifier.
- Figure 1 – Un guépard et un hippopotame sont deux espèces différentes.
- Tous deux vivent sur le continent africain, mais les hippopotames vivent dans l’eau et les zones marécageuses, alors que les guépards détestent être mouillés et vivent dans les prairies africaines. L’hippopotame est un herbivore et le guépard un carnivore. Les deux espèces ne peuvent pas s’hybrider.
Qu’est-ce qu’un hybride ?
Lorsque deux animaux de la même espèce s’accouplent, leur progéniture reçoit 50% de leurs gènes de chaque parent. C’est ce qui fait que vous ressemblez à un mélange de vos parents. Les hybrides sont des croisements entre deux espèces différentes, ils contiennent donc 50% des gènes de chaque espèce parentale . Un hybride célèbre est la mule, un croisement entre un âne et un cheval. Cinquante pour cent des gènes d’une mule proviennent d’un cheval et 50 % d’un âne. En raison de ce mélange, les mules ont des caractéristiques de chaque espèce parentale et sont fortes, comme les ânes, ainsi qu’intelligentes, comme les chevaux . Les agriculteurs élèvent des mules parce que cette combinaison rend les mules excellentes pour le transport de provisions. L’utilisation de l’hybridation pour combiner les aspects souhaitables de chaque espèce parentale est très bénéfique pour les humains, et les hybrides sont souvent utilisés en agriculture. Bon nombre des fruits délicieux que vous achetez à l’épicerie ont même été créés par hybridation ! Les bananes, les pamplemousses, les carottes et les concombres sont tous des espèces hybrides. Il existe en fait des centaines de variétés de bananes, mais la plupart d’entre nous connaissent la banane hybride. Les agriculteurs n’ont cessé de mélanger des variétés de bananes pour créer la combinaison parfaite de fruits mous et savoureux sans trop de graines .
Les hybrides peuvent-ils avoir des bébés ?
Les mules et les bananes sont des exemples d’hybrides qui sont infertiles, ils ne peuvent donc pas avoir leurs propres bébés. Mais étonnamment, il existe de nombreux exemples d’hybrides qui peuvent réellement avoir des bébés. Cela se produit lorsque l’hybride s’accouple avec un autre hybride, ou avec la même espèce que l’un de ses parents. Par exemple, lorsque des lions et des tigres s’hybrident, ils produisent un ligre. Les ligers sont fertiles et peuvent s’accoupler avec d’autres ligers, lions ou tigres. Les hybrides fertiles posent un problème très complexe en science, car ils enfreignent une règle du concept d’espèce biologique, à savoir que deux espèces distinctes ne peuvent pas se reproduire et avoir une descendance fertile. Cela signifie-t-il que les parents de ces hybrides fertiles ne sont pas des espèces distinctes ? Non, cela signifie simplement que le concept d’espèce biologique ne convient pas à toutes les espèces. Grâce à la découverte que certains hybrides sont fertiles, les scientifiques continuent à débattre de ce qu’est une espèce et le feront probablement pendant de nombreuses années. C’est ce qui rend l’hybridation si intéressante – elle remet en question certaines de nos idées scientifiques de base .
Lorsque les hybrides s’accouplent avec l’une ou l’autre de leurs espèces parentales, leur progéniture est connue sous le nom d’hybrides rétrocroisés . Dans les figures 2A,B, nous voyons un ligre, un hybride entre un lion et un tigre qui s’est accouplé avec un tigre. Le bébé issu de ce mélange, l’hybride rétrocroisé, possède encore quelques gènes de lion. Si le rétrocroisement se poursuit pendant de nombreuses générations (l’hybride rétrocroisé s’accouple avec un tigre, puis sa progéniture fait de même), le pourcentage de gènes de lion diminuera de plus en plus, mais il ne sera pas complètement perdu. Cela signifie que les gènes du lion peuvent éventuellement faire partie du patrimoine génétique de l’espèce du tigre. Lorsqu’une espèce contient certains des gènes d’une autre espèce, on parle d’introgression. Il s’agit d’une force évolutive puissante, car ces nouveaux gènes peuvent coder pour de nouveaux traits ou comportements qui pourraient aider l’espèce mère .
- Figure 2 – (A) En haut à gauche, un lion et un tigre s’accouplent pour produire un hybride.
- Cet hybride lion-tigre possède 50% de ses gènes provenant du lion et 50% du tigre. Si l’hybride s’accouple ensuite avec un tigre (en bas à gauche), cette descendance, appelée hybride rétrocroisé, aura un pourcentage plus faible de gènes de lion. (A) est un dessin animé, et en réalité, les ligers et les tigres sont mélangés sur tout leur corps comme nous le voyons dans (B). Ce qui est un exemple de deux ligers vivant dans un zoo.
Quel impact a l’hybridation sur le monde naturel?
Jusqu’à présent, nous n’avons parlé que des hybrides créés par les humains. Les lions et les tigres ne se rencontrent jamais naturellement dans la nature, mais d’autres hybrides se produisent naturellement. En fait, il existe des centaines d’hybrides dans le monde naturel. On pense qu’une espèce végétale sur quatre et qu’une espèce animale sur dix s’hybrident. L’hybridation peut aider les espèces parentales en transférant de nouveaux gènes, par introgression, et peut même conduire à la création de nouvelles espèces. Par exemple, les papillons Heliconius d’Amérique du Sud ont acquis une partie de la beauté de leurs ailes grâce à l’hybridation (figure 3). Les papillons Heliconius utilisent les motifs de leurs ailes pour attirer les partenaires, ainsi que pour éviter les prédateurs, qui les interprètent comme des signaux d’alarme. . L’hybridation ancienne des espèces de tournesols a également généré de nouvelles espèces en Amérique du Nord. Ces tournesols d’origine hybride peuvent vivre dans des environnements plus extrêmes, où le sol est pauvre ou toxique. L’hybridation a combiné les traits des deux espèces parentales, formant une nouvelle combinaison de gènes chez l’hybride qui lui permet de vivre dans ce nouvel habitat .
- Figure 3 – Ailes de trois papillons Héliconious.
- Le panneau du haut montre un hybride des deux espèces de papillons des panneaux du dessous, les motifs des ailes de l’hybride sont donc un mélange des deux parents. Cette hybridation peut être avantageuse, car les nouveaux motifs d’ailes peuvent attirer les compagnons, mais elle peut aussi être désavantageuse, car certains motifs d’ailes peuvent rendre les papillons plus évidents pour les prédateurs. Les photos proviennent de heliconius.ecdb.io.
Bien que beaucoup des hybrides naturels dont nous avons parlé proviennent d’espèces modernes, il existe également des exemples d’hybridations anciennes qui se sont produites il y a des dizaines de milliers d’années. Ces hybrides peuvent être identifiés même lorsque les espèces parentales ont disparu. En effet, certains gènes de l’espèce parentale seront encore présents dans un faible pourcentage de l’hybride. En comparant les mutations génétiques entre des espèces étroitement apparentées, nous pouvons trouver des hybrides potentiels en recherchant des gènes très différents ou des mutations qui proviennent de l’une des espèces parentales de l’hybride ancien. Grâce à cette méthode, on a découvert qu’un ancien hybride était l’ancêtre de nombreuses espèces de poissons-clowns (comme Nemo dans Finding Nemo). Tout comme le tournesol, la combinaison des adaptations de cet hybride ancien a permis à l’ancêtre du poisson-clown de vivre dans un nouvel habitat. Par conséquent, cet hybride ancien est un ancêtre de nombreuses espèces de poissons-clowns modernes.
Parfois, les hybrides peuvent être mauvais pour l’espèce parentale et pour le monde naturel. Si les hybrides ont beaucoup de succès, il peut y avoir tellement d’hybrides qu’ils entrent en compétition avec leur espèce parentale pour la nourriture et l’espace vital, ce qui pourrait conduire à l’extinction de l’espèce parentale. La perte d’une espèce est mauvaise pour la biodiversité et peut affecter d’autres espèces dans cet habitat. Lorsque cette perte d’espèces se produit naturellement, les scientifiques n’essaient pas de l’arrêter, car il s’agit d’un processus naturel. La perte d’une espèce parentale due à une progéniture hybride n’est problématique que lorsque l’hybride est créé par l’homme et introduit dans une zone où l’espèce parentale ne se trouvait pas naturellement. Dans ce cas, nous devons agir pour empêcher l’extinction de l’espèce parentale. Mais ne vous inquiétez pas, les hybrides que nous achetons à l’épicerie sont peu susceptibles de causer de graves dommages à l’environnement, car des règles sont en place pour s’assurer qu’ils sont cultivés avec beaucoup de soin.
Conclusion
L’hybridation est un processus complexe impliquant le mélange de deux espèces. L’hybridation est un élément important de l’évolution, en raison du transfert de gènes par introgression et de son rôle dans la génération de nouvelles espèces. Elle fait également partie de notre vie quotidienne et est utilisée pour aider à améliorer les aliments et le bétail.
Glossaire
Hybridation : Reproduction entre deux espèces différentes.
Espèces : Organismes qui sont similaires les uns aux autres et qui peuvent se reproduire ensemble pour produire une descendance fertile. Les scientifiques ne sont pas tous d’accord sur la façon de définir ce que sont des espèces distinctes.
Gènes : Sections d’ADN qui contiennent les instructions pour les processus et les caractéristiques du corps (comme la couleur des yeux).
Mutations : Petites différences dans les gènes qui donnent aux individus un aspect unique. Beaucoup de mutations se produisent entre les espèces.
Fertile : Capable de se reproduire et d’avoir des bébés. Infertile est le contraire, c’est-à-dire l’incapacité d’avoir des bébés.
Introgression : Lorsque les gènes d’une espèce sont transférés dans une autre espèce par l’hybridation et les rétrocroisements.
Déclaration de conflit d’intérêts
Les auteurs déclarent que la recherche a été menée en l’absence de toute relation commerciale ou financière qui pourrait être interprétée comme un conflit d’intérêts potentiel.
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