- Polyploïdie
- Comment se produit l'autopolyploïdie?
- Qu'est-ce que l'autotriploïdie?
- Allopolipolides et autopolyploïdes
- Références
L' autopoliploïdie est un type de polyploïdie (cellules ayant plus de deux ensembles de chromosomes dans le noyau), dans lequel un organisme ou une espèce a deux ou plusieurs ensembles identiques de chromosomes. C'est donc le résultat de la duplication d'un groupe de chromosomes de la même espèce.
Sur la base d'études réalisées avec des plantes, il a été décidé que les critères à utiliser pour classer les polyploïdes devraient partir de leur mode d'origine. La variété des mécanismes qui interviennent aussi bien chez les plantes que chez les animaux nous permet de structurer deux grandes classes de polyploïdie: l'autopolyploïdie et l'allopolyploïdie.
Tigridia pavonia. Par Rjcastillo, de Wikimedia Commons
Dans le cas de l'autopolyploïdie, plus de deux groupes de chromosomes identiques sont combinés, de sorte que la cellule a plus de deux groupes de chromosomes haploïdes hérités des parents. Ces deux ensembles de chromosomes des parents sont dupliqués chez les enfants, pouvant engendrer une nouvelle espèce.
Il existe plusieurs types de chromosomes: haploïde (simple), diploïde (double), triploïde (triple) et tétraploïde (quadruple). Les triples et quadruples sont donc des exemples de polyploïdie.
Les êtres vivants qui ont des cellules avec des noyaux (eucaryotes) sont diploïdes, ce qui signifie qu'ils ont deux groupes de chromosomes, chaque groupe provenant d'un parent. Cependant, chez certains êtres vivants (principalement des plantes), il est courant de trouver une polyploïdie.
Polyploïdie
La polyploïdie est la condition des cellules qui ont plus de deux ensembles de chromosomes dans leur noyau, qui forment des paires appelées homologues.
La polyploïdie peut apparaître en raison d'une anomalie de la division cellulaire. Cela peut se produire pendant la mitose (division cellulaire des cellules somatiques) ou pendant la métaphase I de la méiose (division cellulaire des cellules sexuelles).
Cette condition peut également être stimulée dans les cultures cellulaires et les plantes, en utilisant des inducteurs chimiques. Les plus connues sont la colchicine, qui pourrait produire une duplication chromosomique, comme l'oryzaline.
De plus, la polyploïdie est un mécanisme de spéciation sympatrique, c'est-à-dire la formation d'une espèce sans établissement préalable d'une barrière géographique entre deux populations. Cela se produit parce que les organismes polyploïdes ne peuvent pas se reproduire avec d'autres membres de leur espèce qui sont diploïdes, la plupart du temps.
Un exemple de polyploïdie est la plante Erythranthe peregrina: la séquence chromosomique de cette plante a confirmé que l'espèce provenait d'Erythranthe robertsii, un hybride triploïde stérile issu du croisement entre Erythranthe guttata et E. Erythranthe lutea. Ces espèces ont été importées au Royaume-Uni à partir d'un autre habitat.
Lors de la naturalisation dans le nouvel écosystème, de nouvelles populations d'Erythranthe peregrina sont apparues en Écosse et dans les îles Orcades en raison de la duplication du génome des populations locales d'Erythranthe robertsii.
Comment se produit l'autopolyploïdie?
L'autopolyploïdie peut résulter de différents processus subis par une espèce:
- Duplication génomique simple due à des défauts de division des cellules germinales, après division mitotique
- Production et fécondation de gamètes non réduites par une erreur de division cellulaire, après méiose (chez les animaux, elle se produit essentiellement dans les œufs)
- Polyspermie, qui se produit lorsqu'un ovule est fécondé par plus d'un spermatozoïde
En outre, il existe des facteurs externes tels que le mode de reproduction et la température ambiante, qui peuvent augmenter la fréquence et la quantité de production d'autopolyploïdes.
Parfois, des autopolyploïdes apparaissent par duplication spontanée du génome somatique, comme dans le cas des pousses de pomme (Malus domesticus).
Il s'agit de la forme la plus courante de polyploïdie induite artificiellement, où des méthodes telles que la fusion de protoplastes ou le traitement à la colchicine, à l'oryzaline ou à des inhibiteurs mitotiques sont appliquées pour perturber la division mitotique normale.
Ce procédé active la production de cellules polyploïdes et peut être très utile dans l'amélioration des plantes, notamment lorsque l'on souhaite appliquer l'introgression (déplacement de gènes d'une espèce à une autre par hybridation suivie d'un rétrocroisement) dans le cas du chêne et du bouleau chez les plantes. et cas des loups et des coyotes chez les animaux.
Qu'est-ce que l'autotriploïdie?
L'autotriploïdie est une condition dans laquelle les cellules contiennent un triple nombre de chromosomes, de la même espèce, présentant trois génomes identiques. Chez les plantes, l'autotriploïdie est liée à l'accouplement apomictique (reproduction par graines).
En agriculture, l'autotriploïdie peut conduire à un manque de semences, comme dans le cas des bananes et des pastèques. La triploïdie est également appliquée dans la culture du saumon et de la truite pour induire la stérilité.
Les chiots triploïdes sont stériles (phénomène de «bloc triploïde»), mais peuvent occasionnellement contribuer à la formation de tétraploïdes. Cette voie vers la tétraploïdie est connue sous le nom de «pont triploïde».
Allopolipolides et autopolyploïdes
Les allopolyploïdes sont des espèces qui ont plus de trois ensembles de chromosomes dans leurs cellules et sont plus courantes que les autopolyploïdes, mais les autopolyploïdes sont plus pertinents.
Les autopolyploïdes sont des polyploïdes avec plusieurs groupes de chromosomes dérivés du même taxon (groupe de classification scientifique). Des exemples d'autopolyploïdes naturels sont la plante ferroutée (Tolmiea menzisii) et l'esturgeon blanc (Acipenser transmontanum).
Les autopolyploïdes ont au moins trois groupes de chromosomes homologues, ce qui entraîne des pourcentages élevés d'accouplement pendant la méiose et une diminution de la fertilité par association.
Dans les autopolyploïdes naturels, l'appariement de chromosomes irréguliers au cours de la méiose provoque la stérilité car une formation multivalente a lieu.
Une espèce est issue de l'autopolyploïdie si les œufs et le sperme des organismes de la population ont un nombre accidentellement doublé de chromosomes et lorsqu'ils se reproduisent entre eux, ils génèrent une progéniture tétraploïde.
Si ces descendants s'accouplent les uns avec les autres, une descendance tétraploïde fertile isolée génétiquement du reste de la population est générée. Ainsi, l'autopolyploïdie sur une seule génération crée une barrière au flux de gènes entre les espèces en voie de maturation et leurs espèces parentes.
Références
- Campbell, NA et Reece, JB (2007). La biologie. Madrid: Éditorial Médica Panamericana.
- Gregory, T. (2005). L'évolution du génome. San Diego: Elservier Academic Press.
- Hassan Dar, T. et Rehman, R. (2017). Polyploïdie: tendances récentes et perspectives d'avenir. New Delhi: Springer.
- Jenkins, J. (1986). La génétique. Barcelone: Editorial Reverté.
- Niklas, K. (1997). La biologie évolutive des plantes. Chicago: Université de Chicago Press.