L’impasse évolutive de l’autofécondation se précise

Mollusque d'eau douce "Physa acuta" (10 mm), dans un aquarium. Cette espèce est présente dans les ma

EN DIRECT DES LABORATOIRES, JANVIER 2017

La reproduction par autofécondation est relativement commune chez les plantes et les animaux hermaphrodites. Bien qu’elle présente des avantages à court terme vis-à-vis de la fécondation croisée, on a depuis longtemps suggéré qu’il s’agissait d’un « cul de sac évolutif ». Un article publié fin 2016 dans Current Biology par des chercheurs du Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE, CNRS / Université de Montpellier / Université Paul Valéry Montpellier / EPHE) et de l’Institut des Sciences de l’Evolution (ISEM / Université de Montpellier / CNRS/ IRD/ EPHE) de Montpellier vient aujourd’hui renforcer cette hypothèse. Leurs travaux qui s’appuient sur des lignées d’escargots d’eau douce hermaphrodites révèlent que les mollusques qui privilégient l’autofécondation réagissent moins vite à la pression de sélection que ceux qui se reproduisent par fécondation croisée. Cette étude est ainsi la première à mettre en évidence de façon expérimentale l’effet négatif de l’autofécondation sur le potentiel adaptatif des espèces.

Alors que la plupart des espèces de l’arbre du vivant se reproduisent par allofécondation, c’est-à-dire via le croisement entre un individu mâle et femelle, de nombreux végétaux ainsi que certains mollusques privilégient quant à eux l’autofécondation. Or cette stratégie reproductive est fortement suspectée d’augmenter le risque d’extinction des espèces qui la pratiquent via l’accumulation de mutations délétères dans leur génome. Si cette hypothèse est désormais bien admise par la communauté scientifique, très peu d’études expérimentales ont toutefois permis de la confirmer. Tel était justement l’objectif des travaux publiés récemment par un groupe de chercheurs du CNRS et de l’Université de Montpellier. Dans le but de comparer le potentiel évolutif de populations autofécondantes et allofécondantes, l’équipe de scientifiques a utilisé comme modèle animal Physa acuta, un petit escargot d’eau douce hermaphrodite. « Outre le fait que cette espèce a un temps de génération très court et qu’elle s’élève très facilement en laboratoire, elle présente la particularité d’être capable de s’autoféconder, même si elle privilégie la fécondation croisée, ce qui nous a permis de créer deux types de lignées », explique Elsa Noël, chercheuse en génétique et écologie évolutive au CEFE et principale auteure de l’article.

En amont de l’expérience, des lignées ayant pratiqué l’allofécondation pendant 30 générations ou l’autofécondation une génération sur deux durant ce même laps de temps, cela afin d’éviter la disparition précoce de ce type de lignées du fait d’une trop grande accumulation de mutations, ont tout d’abord été constituées. L’étude proprement dite a été menée à la suite de cette étape préparatoire. Elle a consisté à poursuivre la reproduction de ces lignées pendant six générations selon le même régime auquel elles avaient été préalablement soumises. Pour chaque nouvelle génération, les scientifiques ont mesuré le ratio longueur/largeur de la coquille de chaque escargot, cette valeur rendant compte de sa rotondité. A l’appui de cette mesure, ils ont ainsi pu sélectionner le ¼ de la population de descendants présentant la coquille la plus arrondie pour engendrer la génération suivante. « Cela nous a permis d’induire une forme de sélection artificielle en faveur d’une coquille plus arrondie, souligne Elsa Noël. Après six générations, nous avons pu constater que les lignées autofécondes répondaient moins rapidement et avec moins d’efficacité à cette pression de sélection que les lignées allofécondes. » Bien que cette étude ne permette pas d’affirmer avec certitude que l’autofécondation constitue bien « un cul de sac évolutif » pour les espèces qui l’ont adoptées, elle démontre toutefois pour la première fois de manière expérimentale qu’en privilégiant cette stratégie de reproduction, une population a de fortes chances de voir sa variabilité génétique chuter, limitant ainsi sa capacité d’adaptation dans le futur.

Photo: Représentant de l’espèce d’escargot d’eau douce Physa acuta.  © Jean-Pierre POINTIER/EPHE/CNRS Photothèque

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