La coévolution Plantes-Insectes - Université Paris-Sud
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Biol 301 Chaque population est soumise à ses propres contraintes Densité La coévolution génétiques Plantes-Insectes Environnementales Population 1 Population 2 Myriam HARRY, Université Paris-Sud 11 La coévolution concerne un couple de populations d’organismes non apparentés, n’échangeant pas de gènes Densité Interactions entre les deux populations Faibles => le système n’évolue pas Densité génétiques génétiques Environnementales Environnementales Population 1 Population 2 Population 1 Population 2 Plantes Insectes Plantes Insectes Interactions entre les deux populations Interactions entre les deux populations Fortes => le système peut évoluer vers une coévolution dépend de la pression de sélection et de la variabilité génétique de chacune des populations génétiques Capacité de réponse Sélection Population 1 Population 2 Population 1 Population 2 Plantes Insectes Plantes Insectes 1 Moteur du système = Sélection Chaque population doit maintenir sa valeur sélective génétiques Capacité de réponse Si les interactions sont fortes entre les deux populations, leurs histoires évolutives vont se rencontrer Sélection Le système va tendre vers une spécialisation, un mutualisme voire vers une cospéciation Population 1 Population 2 Plantes Insectes La coévolution, un concept défini de façon génétique (Ehrlich et Raven en 1964) Il y a coévolution si par des modifications génétiques, le jeu de la sélection conduit à des modifications sinon conjointes tout au moins réciproques des patrimoines héréditaires des deux espèces. Pas si facile à démontrer de façon génétique Un gène, ça va A piocher dans les relations hôtes-pathogènes sensible Lin- rouille Linum usitatissimum – Melampsora lini Virulent Au moins 27 gènes impliqués résistance/ sensibilité virulence/avirulence Deux systèmes à 1 gène à 2 allèles R gène de résistance => récepteurs aux molécules avr codées par le gène d’avirulence du pathogène 2 Deux gènes Pour une plante : s’adapter ou disparaître C’est déjà plus compliqué Existence de toxines ou de défenses (chimiques ou mécaniques) En réponse à ces toxines/ défenses Une arme contre les phytophages ? Il faudrait le démontrer de façon génétique Spécialisation de certains insectes Souvent évolution parallèles Mais sélection du trait procurant un avantage sélectif Graines toxiques de Fabacées Dioclea Larve du Bruchide Caryedes brasiliensis COEVOLUTION AA non protéique Mort insecte Arginine (CH2) Canavanine (O2) Arginyle-t-RNA synthétase non incorporée 60% canaline + urée enzymes non fnelles uréase Ammonium Spécialiste de la canavanine (in Harry 2008) Mimétisme batésien Danaus plexippus (le Monarque) Modèle (toxique) Mime (non toxique) dupe Limenitis archippus (le Vice –roi) 3 Réponse du tabac (PNAS vol. 103, 2006) Nicotiana attenuata, Solanacées, fabrique des alcaloïdes (nicotine) le sphinx du tabac sexta), a (Manduca développé une résistance à la nicotine et ses chenilles dévorent ses feuilles -détecte la présence des chenilles du sphinx (AG + AA dégagés par l’insecte) - ralentit sa synthèse de nicotine et synthétise à la place des molécules volatiles attirant les prédateurs du sphinx - En même temps, ralentit la synthèse de la sous-unité de l'enzyme gal3 dans ses feuilles, mise en réserve dans les racines - quand disparition des chenilles, réutilisation de la réserve de carbone pour refabriquer tiges et feuilles. Quand la plante déjoue les spécialistes Cotesia congregata Cas Heliconius - Passiflora Passiflora sp. Heliconius spp. 4 Arbre mâle Le système figuier / pollinisateurs Arbre femelle fleurs mâles fleurs femelles brevistyles pollinisateurs Figuiers dioïques Ficus carica / Blastophaga graines fleurs femelles longistyles (in Harry 2008) Mutualisme stable Figuiers monoïques Ficus sur / Ceratosolen fleurs mâles fleurs femelles brevistyles à longistyles pollinisateurs Mutualisme instable Graines espèces de plantes (in Harry 2008) espèces d'insectes Cocladogénèse Fécondation de l’ovule )avantage séléctif immédiat pour la descendance Fausse congruence 5 Peut-on échapper à la fatalité coévolutive ? Oui, si Alice devient la belle au bois dormant … Théorie de la reine rouge Magicicada sp. Phyllostachys bambusoides Ouvrages Génétique Moléculaire et Evolutive De M. Harry, 2008 Maloine Tangled Trees: Phylogeny, Cospeciation, and Coevolution La Symbiose De Marc André Selosse De Roderic D.M. Page (2002) (2005) The University of Chicago Press Vuibert 6
