La métaphore avec l'espèce humaine livre une amusante version de l'intégration.
Un groupe de chercheurs du Département de biologie a démontré, en étudiant
des puces d'eau en Finlande, que la diversité génétique était gage de
bonne santé pour les espèces. Ces recherches ont été couronnées par
la publication des résultats dans la prestigieuse revue "Science".
Par David Pichonnaz
Cette découverte, pourtant du domaine de la recherche fondamentale,
offre des perspectives prometteuses d'applications dans le domaine de
la sauvegarde des espèces animales, ainsi que pour l'agriculture. On
sait maintenant, grâce aux recherches de l'équipe du Prof. Dieter Ebert
(voir encadré), que les descendants d'une espèce animale sont plus nombreux
et en meilleure santé si leurs parents ont un patrimoine génétique très
différent. Pour favoriser la reproduction d'espèces, notamment celles
en voie d'extinction, il suffirait donc de croiser des individus provenant
de populations différentes, par exemple ayant évolué dans des endroits
géographiquement éloignés. Les recherches du Prof. Ebert portent sur
la Daphnia magna, une puce d'eau de quelques millimètres de long. Les
expérimentations de terrain ont eu lieu en Finlande, où les puces vivent
dans de petits bassins rocheux bien séparés les uns des autres. À l'intérieur
de ceux-ci, elles ont tendance à vivre et se reproduire entre proches
cousins. Cette caractéristique est due à la taille réduite de cet habitat
d'une part, mais aussi à une particularité de cette espèce. Les Daphnia
peuvent en effet se reproduire de deux façons: sexuellement, donc par
la rencontre de deux individus, mais aussi de manière asexuée. Cette
puce est capable de pondre des œufs sans fertilisation, par clonage.
Dans ce cas, ses descendants sont donc génétiquement parfaitement identiques
(les uns aux autres et à leur parent). De plus, les bassins rocheux
sont occasionnellement vidés par la mer. Lorsque la pluie les remplit
à nouveau, la colonisation par les puces reprend à zéro. Tous les paramètres
sont donc réunis pour avoir des populations à très faible variété génétique.
Une descendance plus résistante
Les chercheurs ont travaillé sur une vingtaine de bassins. Après
les avoir vidés de leurs habitants, ils y ont mélangé 200 puces locales
avec 200 individus provenant d'un autre bassin. Les descendants hybrides,
donc ceux issus du croisement entre les deux populations, étaient de
plus en plus nombreux au fil des générations. De plus, après une saison
entière, soit une dizaine de générations plus tard, le degré de leur
état de santé était jusqu'à 36 fois supérieur à celui des non-hybrides.
Ainsi, on sait maintenant que si une espèce animale menacée est située
dans trois zones géographiques distinctes, sa survie pourrait être améliorée
par des croisements entre ces trois populations.
Le Prof. Ebert explique que ce "mélange génétique" permet notamment
"de diminuer le nombre d'individus développant des troubles liés à un
gène mutant déficient". Dans la plupart des organismes, les gènes sont
réunis par paires. Imaginons, dans une population à faible diversité
génétique, un individu possédant un gène A, sain et dominant, associé
à un gène B, mutant et défectueux. L'individu sera sain, puisque A est
dominant. Par contre, si deux individus possédant le couple de gènes
AB se reproduisent, il y aura 25% de chances que leurs descendants possèdent
deux gènes B, donc qu'ils soient malades. Or, dans n’importe quelle
autre population séparée, la probabilité que le gène déficient B se
soit développé est proche de zéro. Si l'on introduit donc des individus
provenant de cette autre population, les chances de produire des descendants
possédant deux gènes B seront nettement réduites.
La sexualité comme moyen de lutter contre les parasites
On trouve une autre explication du côté des parasites. Ces derniers,
face à un organisme, doivent être adaptés à son patrimoine génétique.
Les populations de Daphnia étudiées étaient très parasitées. Leur observation
a donc montré que pour elles, "la sexualité, en tant que processus de
re-combination des gènes, est le meilleur moyen de lutter contre les
parasites" comme le souligne le Prof. Ebert. Il précise: "augmenter
la variété génétique, cela permet aux hôtes des parasites d'évoluer,
devenant plus résistants envers ceux-ci".
Si la prohibition de l'inceste est une pratique humaine quasiment universelle,
c'est que l'Homme sait que la reproduction entre individus consanguins
peut déboucher sur des enfants déficients. Par instinct, les animaux
évitent aussi ce type de relation, mais ils y sont parfois contraints.
"C'est le cas quand des populations animales sont de taille réduite
ou lorsqu'une espèce colonise un nouvel habitat" indique le Prof. Ebert.
On sait donc que, comme pour la Daphnia, de telles populations évoluent
dans des conditions défavorables.
Le Prof. Dieter Ebert et son équipe sont arrivés
de Bâle à Fribourg en septembre 2001. Leur arrivée coïncide avec la
création d'une nouvelle entité au sein du Département de biologie: l'unité
dite "écologie et évolution". Quelques chercheurs travaillaient déjà
dans ce domaine assez récent, mais séparément au sein des unités de
zoologie et de biologie végétale.
Genetische Vielfalt als Garant für gute Gesundheit
Eine gute genetische Durchmischung trägt zur Sicherung
der Artenvielfalt bei. Professor Dieter Ebert und sein Team vom Departement
für Biologie kamen bei ihrer Untersuchung von Wasserfloh-Populationen
in Finnland zum Schluss, dass die Diversifizierung des genetischen Kapitals
die Überlebenschancen der Spezies erhöht. Als Prozess verstanden, in
dem Gene neu kombiniert werden, ist die Sexualität zudem das beste Mittel,
um Parasiten zu bekämpfen. Allerdings können Tiere zum Inzest gezwungen
sein, wenn beispielsweise kleine Populationen einen neuen Lebensraum
besiedeln.
Université
de Fribourg Miséricorde CH-1700 Fribourg