Dépression de consanguinité - Outbreeding depression

En biologie , la dépression de consanguinité se produit lorsque des croisements entre deux groupes ou populations génétiquement distants entraînent une réduction de la fitness. Le concept s'oppose à la dépression de consanguinité , bien que les deux effets puissent se produire simultanément. La dépression de consanguinité est un risque qui limite parfois le potentiel de sauvetage ou d'augmentation génétique . Par conséquent, il est important de considérer le potentiel de dépression de consanguinité lors du croisement de populations d'une espèce fragmentée. Il est considéré comme une réponse post-zygotique parce que la dépression de consanguinité est généralement notée dans la performance de la progéniture. Certains cas courants de dépression de consanguinité sont dus à des croisements entre différentes espèces ou populations qui présentent des différences chromosomiques fixes.

La dépression de consanguinité se manifeste de deux manières :

  • Générer des génotypes intermédiaires moins adaptés que l'une ou l'autre forme parentale. Par exemple, la sélection dans une population pourrait favoriser une grande taille corporelle, alors que dans une autre population, une petite taille corporelle pourrait être plus avantageuse, tandis que les individus ayant des tailles corporelles intermédiaires sont comparativement désavantagés dans les deux populations. Autre exemple, dans les montagnes Tatra , l'introduction de bouquetins du Moyen-Orient a donné lieu à des hybrides qui ont produit des veaux à la période la plus froide de l'année.
  • Dégradation de la compatibilité biochimique ou physiologique. Au sein des populations reproductrices isolées, les allèles sont sélectionnés dans le contexte du patrimoine génétique local . Étant donné que les mêmes allèles peuvent avoir des effets assez différents dans différents contextes génétiques, cela peut entraîner différents complexes de gènes localement coadaptés . Le croisement entre des individus ayant des complexes de gènes différemment adaptés peut entraîner une perturbation de cet avantage sélectif, entraînant une perte de fitness.

Mécanismes pour générer une dépression de consanguinité

Les différents mécanismes de la dépression de consanguinité peuvent fonctionner en même temps. Cependant, déterminer quel mécanisme est susceptible de se produire dans une population particulière peut être très difficile.

Il existe trois mécanismes principaux pour générer une dépression de consanguinité :

  1. Correction des différences chromosomiques entraînant la stérilité partielle ou totale des hybrides F 1 .
  2. Différenciation adaptative entre les populations
  3. Goulots d'étranglement démographiques et dérive génétique

Certains mécanismes peuvent n'apparaître que deux générations ou plus plus tard (F 2 ou plus), lorsque la recombinaison a miné la vitalité de l' épistasie positive . La vigueur hybride de la première génération peut, dans certaines circonstances, être suffisamment forte pour masquer les effets de la dépression de la consanguinité. Un exemple de ceci est que les sélectionneurs de plantes créeront des hybrides F 1 à partir de souches de race pure, ce qui améliorera l'uniformité et la vigueur de la progéniture, mais la génération F 2 n'est pas utilisée pour une sélection ultérieure en raison de phénotypes imprévisibles dans leur progéniture. À moins qu'il n'y ait une forte pression sélective , la dépression de consanguinité peut augmenter dans les générations suivantes à mesure que les complexes de gènes coadaptés sont brisés sans que de nouveaux complexes de gènes coadaptés ne prennent leur place. Si l'allogamie est limitée et que les populations sont suffisamment importantes, une pression sélective agissant sur chaque génération peut restaurer la fitness. À moins que la génération hybride F 1 soit stérile ou très peu adaptée, la sélection agira dans chaque génération en utilisant la diversité accrue pour s'adapter à l'environnement. Cela peut conduire à une récupération de l'aptitude à la ligne de base, et parfois même à une meilleure aptitude que les types parentaux d'origine dans cet environnement. Cependant, comme la population hybride subira probablement un déclin de la valeur adaptative pendant quelques générations, elle devra persister suffisamment longtemps pour permettre à la sélection d'agir avant de pouvoir rebondir.

Exemples

Le premier mécanisme a les effets les plus importants sur l'aptitude aux polyploïdes , un effet intermédiaire sur les translocations et un effet modeste sur les fusions et inversions centriques. Généralement, ce mécanisme sera plus répandu dans la première génération (F 1 ) après le croisement initial lorsque la plupart des individus sont constitués du phénotype intermédiaire . Un cas extrême de ce type de dépression de consanguinité est la stérilité et d'autres effets de réduction de la condition physique souvent observés chez les hybrides interspécifiques (tels que les mules ), qui impliquent non seulement différents allèles du même gène, mais même différents gènes orthologues .

Des exemples du deuxième mécanisme comprennent les épinoches , qui ont développé des formes benthiques et lymphatiques lorsqu'elles sont séparées. Lorsque des croisements ont eu lieu entre les deux formes, les taux de reproduction étaient faibles. Cependant, lorsque les mêmes formes se sont accouplées et qu'aucun croisement n'a eu lieu entre les lacs, les taux de frai étaient normaux. Ce modèle a également été étudié chez la drosophile et les coléoptères , où la descendance F 1 et la descendance ultérieure ont entraîné une fitness intermédiaire entre les deux parents. Cette circonstance est plus susceptible de se produire et se produit plus rapidement avec la sélection que la dérive génétique.

Pour le troisième mécanisme, les exemples incluent les grenouilles empoisonnées , les lézards anoles et les poissons cichlidés . La sélection sur dérive génétique semble être le mécanisme dominant de la dépression de consanguinité.

Dans les plantes

Pour les plantes, la dépression de consanguinité représente une barrière de franchissement partielle. Malheureusement, la dépression de consanguinité n'est pas bien comprise chez les angiospermes . Après avoir observé Ipomopsis aggregata au fil du temps en croisant des plantes distantes de 10 à 100 m, un modèle a été remarqué selon lequel les plantes les plus éloignées dans l'espace avaient une probabilité plus élevée de dépression de croisement. Certaines conclusions générales sont que les modèles spatiaux de sélection sur les génotypes végétaux varient en échelle et en modèle, et la dépression de consanguinité reflète la constitution génétique de la descendance « hybride » et les environnements dans lesquels les parents et la descendance se développent. Cela signifie que bien que la dépression de consanguinité ne puisse pas encore être prédite chez les angiospermes, l'environnement y joue un rôle.

Voir également

Les références

Domaine public Cet article incorpore  du matériel du domaine public du document du National Park Service : " Inbreeding depression and outbreeding depression ".
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