Une plante autogame montre une perte rapide de variation génétique

Un groupe de plantes à fleurs de singe «autonomes» a perdu 13% à 24% de leur variation génétique par rapport à un autre groupe propagé par des bourdons. Cette perte pourrait priver les plantes de leur capacité à s’adapter aux défis environnementaux, selon l’étude publiée dans la revue Évolution. Avec le déclin des populations d’abeilles dans la nature, les résultats indiquent de graves problèmes pour les plantes sauvages et les cultures qui dépendent de ces pollinisateurs.

“Nous avons constaté qu’en très peu de temps, il y avait des conséquences majeures sur les génomes des plantes lorsqu’elles devaient adopter l’auto-fécondation”, a déclaré Jeremiah Busch, biologiste évolutionniste à l’Université de l’État de Washington et auteur principal de l’étude.

Les pollinisateurs comme les abeilles sont importants pour la biodiversité à part entière, a ajouté Busch, mais l’étude indique que leur déclin aura également des effets potentiellement dévastateurs sur les plantes, et rapidement.

“Si les pollinisateurs sont perdus, ce ne sera pas seulement un problème pour les pollinisateurs : les populations de plantes perdront leur variation génétique sur des dizaines de générations – pas des milliers, mais des dizaines”, a déclaré Busch.

Alors que les scientifiques savaient que l’adoption de l’autopollinisation peut mettre en danger la survie à long terme d’une espèce végétale, ils ne savaient pas exactement comment cela fonctionnait génétiquement ou à quelle vitesse.

Les collègues de Busch ont mis en place une expérience contrôlée en serre utilisant des plantes à fleurs de singe jaunes, une fleur sauvage commune trouvée dans l’ouest des États-Unis, dans laquelle un groupe de plantes a été isolé de leurs pollinisateurs de bourdons. Au début, les plantes autres que les abeilles produisaient peu de graines, puis elles en produisaient beaucoup en s’adaptant à l’autopollinisation. Les fleurs ont également changé avec leurs organes reproducteurs mâles et femelles, les sommets de leurs étamines et pistils, se rapprochant pour permettre un transfert plus facile du pollen.

Alors que les plantes autofécondées ont continué à se reproduire, elles ont perdu leur variation génétique par rapport à un groupe témoin visité par des bourdons.

L’adaptation est essentielle pour expliquer ces déclins surprenants, a déclaré Busch. Dans les populations autofécondées, un génotype privilégié se répandra s’il a un avantage, mais il en va de même pour toutes les autres mutations qu’il porte, simplement parce qu’ils ont la chance de résider dans le génome de cette plante. Ce phénomène d’« auto-stop génétique » est beaucoup moins prononcé lorsque les abeilles visitent les plantes car la progéniture est un mélange de la variabilité génétique de leurs parents.

“Une forte consanguinité a fondamentalement modifié les conséquences de l’adaptation”, a-t-il déclaré.

Les recherches futures devraient suivre les plantes sur une plus longue période de temps pour voir si et quand la perte de variation génétique conduit à l’effondrement de la population, a déclaré Busch.

“Une prochaine étape vraiment importante consiste à voir à quelle vitesse les groupes hautement consanguins verront leur viabilité décliner au fil du temps – pour savoir à quelle vitesse ces populations disparaîtront”, a-t-il déclaré. “Nous devons vraiment comprendre quelles sont les conséquences de la perte de pollinisateurs. Cela aura de l’importance pour les populations sauvages de plantes et de cultures. De nombreuses cultures dépendent des abeilles.”

Ce travail a été soutenu par la National Science Foundation ainsi qu’un congé sabbatique de la WSU à Busch qui lui a permis de travailler avec les co-auteurs John Kelly et Sharif Tusuubira à l’Université du Kansas ainsi qu’avec Sarah Bodbyl-Roels de la Colorado School of Mines.

Source de l’histoire :

Matériaux fourni par Université de l’État de Washington. Original écrit par Sara Zaske. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.