Back to chapter

30.4:

Génétique de la spéciation

JoVE 核
生物学
需要订阅 JoVE 才能查看此.  登录或开始免费试用。
JoVE 核 生物学
Genetics of Speciation

Languages

分享

La spéciation – l’évolution ou la formation de nouvelles espècesassociés à des modifications génétiques dans une ou plusieurs populations. les changements génétiques peuvent modifier les caractéristiques moléculaires d’un organisme. La composition, le comportement, et la structure physique,la création de barrières génétiques résultantde la séparation des espèces. Par exemple, dans les espèces de plante à fleursgenre Petunia, un seul gène qui code pour la couleur des fleurs. L’altération de ce gène peut imposer une telle barrière génétique. La couleur de la fleur peut déterminer quel pollinisateurvisite la fleur, causant efficacementla reproduction l’isolement des populationsavec différentes couleurs de fleurs. Les abeilles solitaires pollinisent les espèces à fleurs violettes,Les colibris pollinisent les espèces avec des fleurs rouge vif,et les papillons de nuit pollinisent celles qui ont des fleurs blanches. Finalement, différentes espèces de pétunias ont évoluées. Une autre barrière génétique est l’altérationdu contenu total du chromosome d’un organisme. Par exemple, l’hybridation dedifférentes espèces de plantes de Tragopogona conduit à la formation de nouvelles espèces de tragopogons. Parce que les descendants hybrides ont plus de deux ensemblesdes chromosomes homologues, ils sontincapable de se reproduire avec l’une ou l’autre des espèces parentales,malgré sa fertilité. Même la combinaison spécifique du génome d’un organisme hôteet les génomes de tous les microbes symbiotiques associésavec elle peut imposer des barrières génétiqueset finalement mener à la spéciation. Par exemple, dans les croisements entre certaines espèces de guêpes Nasonia,jusqu’à 90 % des descendants périssent au cours du développement larvaire. Les expériences suggèrent que cette létalité hybride résultedes interactions entre les génomes des guêpeset ses communautés résidentes,illustrant comment les interactions gène-microbe peuventmaintenir la séparation des espèces en empêchant la reproduction. Alors que le rôle de la génétique dans la spéciationest un domaine actif de la recherche, des changements génétiquescouvrant des gènes uniques, la composition du génome,et l’interaction entre les génomes multiplespeut contribuer à l’isolement et à la spéciation de la reproduction.

30.4:

Génétique de la spéciation

La spéciation est le mécanisme évolutif qui entraîne la formation de nouvelles espèces distinctes — des groupes de populations isolées sur le plan reproductif.

La génétique de la spéciation implique les différents traits ou les mécanismes isolants qui empêchent l’échange de gènes, conduisant à l’isolement reproductif. L’isolement reproductif peut être dû à des barrières de reproduction qui ont des effets avant ou après la formation d’un zygote. Les mécanismes pré-zygotiques empêchent la fécondation de se produire, et les mécanismes post-zygotiques réduisent la viabilité, ou la capacité de reproduction, de la progéniture hybride.

Par exemple, les mécanismes pré-zygotiques agissent tôt dans le cycle de vie d’un organisme, constituant le plus grand obstacle au flux génétique et empêchant les combinaisons d’accouplement défavorables. Certaines combinaisons d’accouplement produisent des individus hybrides. La sélection naturelle peut s’opposer à la production d’hybrides à faible valeur sélective, augmentant ainsi l’isolement reproductif entre deux espèces.

Les barrières post-zygotiques à la reproduction peuvent être dues à la non-viabilité intrinsèque des hybrides. Des complications génétiques résultant de niveaux de ploïdie aberrants, des arrangements chromosomiques différents, ou des incompatibilités génétiques où les allèles ne fonctionnent pas correctement contribuent à la composition génétique différente et aux autres voies de développement possibles dans les hybrides. Ces altérations génétiques affectent à la fois les plantes et les animaux, conduisant à l’isolement post-zygotique et la spéciation.

L’épistasie, ou les interactions génétiques non alléliques, est une caractéristique distinctive contribuant à la spéciation. L’effet d’une variation génétique dépend du contexte génétique dans lequel elle apparaît. Par exemple, un allèle donnant lieu à un phénotype normal chez les membres de la même espèce peut mal fonctionner dans l’environnement génétique des hybrides. Cette faiblesse des hybrides peut également conduire à l’isolement reproductif et à la spéciation.

Suggested Reading

Dagilis, Andrius J., Mark Kirkpatrick, and Daniel I. Bolnick. "The Evolution of Hybrid Fitness during Speciation." PLoS Genetics 15, no. 5 (2019): E1008125. [Source]

Magurran, A. E., R. M. May, Jerry A. Coyne, and H. Allen Orr. "The Evolutionary Genetics of Speciation." Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences 353, no. 1366 (1998): 287-305. [Source]

Wade, M. J. "A Gene's Eye View of Epistasis, Selection and Speciation." Journal of Evolutionary Biology 15, no. 3 (2002): 337-46. [Source]