Les plantes conservent une « mémoire génétique » des déclins passés de leurs populations
Des scientifiques de l’UniversitĂ© ĐăÉ«Ö±˛Ą et du ont constatĂ© que les plantes dont les populations ont connu de fortes baisses par le passĂ©, sous l’effet des activitĂ©s humaines, conservent dans leur ADN des traces de ces Ă©pisodes, notamment une diversitĂ© gĂ©nĂ©tique rĂ©duite. Or, cette diversitĂ© permet aux espèces de s’adapter aux changements climatiques, aux maladies et Ă d’autres facteurs perturbateurs. Ainsi, pour dĂ©finir des mesures de conservation, il ne suffirait pas de prendre en compte la taille d’une population et son habitat; il faudrait aussi prendre en considĂ©ration son hĂ©ritage gĂ©nĂ©tique.
« Ă€ première vue, deux populations peuvent sembler aussi vigoureuses l’une que l’autre. Pourtant, l’une pourrait ĂŞtre beaucoup plus vulnĂ©rable aux changements environnementaux Ă venir parce que sa diversitĂ© gĂ©nĂ©tique est faible et que ses individus ont un bagage gĂ©nĂ©tique peu brassĂ©. Dans ce cas, la population peut avoir de plus en plus de mal Ă s’adapter aux conditions changeantes », explique Daniel Schoen, coauteur de l’étude et professeur titulaire de la Chaire en botanique Sir-William-C.-Macdonald au sein du DĂ©partement de biologie de l’UniversitĂ© ĐăÉ«Ö±˛Ą.
« D’après nos recherches, dans des paysages fragmentés, des décisions de conservation fondées uniquement sur la taille des populations ou la superficie de l’habitat peuvent laisser passer des risques génétiques cachés, surtout chez des espèces végétales capables d’établir de nouvelles populations par autopollinisation », ajoute-t-il.
Ce que l’ADN peut révéler du passé d’une population
Grâce à des études antérieures, nous savons déjà que la fragmentation des habitats causée par l’humain peut nuire aux populations végétales. L’équipe de recherche s’est plutôt intéressée à l’évolution de ces populations dans le temps, et notamment à leur résilience.
Les chercheurs ont analysé la génétique des populations d’Impatiens capensis (l’impatiente du Cap), plante indigène répandue en Amérique du Nord. Ils ont prélevé des échantillons dans de petites parcelles isolées, entourées de terres agricoles et de zones urbanisées. Bien que l’espèce ne soit pas menacée, l’équipe l’a choisie parce qu’elle peut se reproduire par autopollinisation.
L’équipe a d’abord établi un génome de référence (une sorte de plan génétique) à partir de plants provenant de différentes parcelles d’impatientes du Cap dans des forêts alluviales et des milieux humides du Wisconsin. À partir de ce génome de référence, l’équipe a reconstitué l’histoire de chaque population grâce à des modèles démographiques. En examinant la fréquence des différentes variantes génétiques au sein de chaque population, ils ont pu repérer des périodes de croissance, de déclin et de rétablissement.
Dans le bagage génétique, ils ont constaté des différences marquées attribuables au passé des populations, selon que ces populations aient été fondées par très peu d’individus ou qu’elles soient en train de se reconstituer après des perturbations, comme des inondations. Les populations ayant subi moins d’épisodes de déclins de population marqués (« goulots d’étranglement »), ou ayant eu davantage de temps pour se rétablir, se caractérisaient par une diversité génétique plus grande, une consanguinité plus faible et un génome plus remanié par recombinaison. À l’inverse, les populations qui avaient subi des déclins plus importants, ou qui avaient eu moins de temps pour se rétablir, affichaient une diversité plus faible, une plus grande consanguinité et un génome moins recombiné.
« On peut voir chaque génome comme un jeu de 52 cartes : dans les populations où il y a eu moins de brassage, de longues suites restent dans le même ordre, tandis que dans les populations qui sont plus nombreuses et qui ont plus de temps pour se rétablir, il y a davantage de recombinaisons, illustre Daniel Schoen. Dans les populations où le génome a moins été recombiné, l’adaptation est plus limitée parce que des variantes favorables demeurent plus souvent enfermées dans de grands blocs d’ADN liés entre eux, plutôt que d’être recombinées librement et sélectionnées indépendamment. »
« Ces différences persistent pendant de nombreuses générations et ne s’expliquent pas seulement par la taille actuelle du groupe », précise-t-il.
Vers de meilleures pratiques de conservation
L’équipe de Daniel Schoen et le de la professeure Anna Hargreaves, de l’UniversitĂ© ĐăÉ«Ö±˛Ą, s’intĂ©ressent aujourd’hui Ă une espèce vĂ©gĂ©tale rare, le Lupinus perennis (lupin vivace), qui pourrait ĂŞtre en dĂ©clin ou Ă risque au Canada. Cette plante sert aussi d’hĂ´te au mĂ©lissa bleu, une espèce de papillon en voie de disparition.
Daniel Schoen estime que ce type d’étude peut permettre d’orienter des décisions sur l’utilisation des terres, la restauration des habitats et les efforts de conservation.
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L’article « », par Daniel Schoen et Rachel Toczydlowski, a été publié dans New Phytologist.
Cette étude a été financée en partie par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada et le United States Forest Service du U.S. Department of Agriculture.
