Au cours de leur évolution, les animaux sont passés à plusieurs reprises de la reproduction sexuée à la reproduction asexuée. Les premières preuves des conséquences de la parthénogenèse – un type de reproduction asexuée – sur l'évolution du génome sont rapportées dans une étude internationale menée conjointement par des scientifiques de l'UNIL et du SIB. Ces résultats contribuent à expliquer pourquoi les espèces qui se reproduisent de cette manière sont généralement plus vulnérables dans la nature, où les environnements changent continuellement. L'étude est publiée aujourd'hui dans Science Advances.
Reproduction sexuée et asexuée
La reproduction est assurée par deux principaux modes de reproduction : la reproduction sexuée (fécondation entre deux cellules sexuelles, une mâle et une femelle) et la reproduction asexuée. La parthénogenèse est un type de reproduction asexuée : les femelles transmettent leurs gènes sans l'intervention des mâles.
Les conséquences de la reproduction asexuée
L'étude, menée par Kamil Jaron et Darren Parker et co-supervisée par Tanja Schwander et Marc Robinson-Rechavi du Département d'écologie et d'évolution (DEE) de l'UNIL et Nicolas Galtier de l'Institut des sciences de l'évolution de Montpellier (France), a démontré pour la première fois les conséquences de la parthénogenèse sur l'évolution du génome de certains animaux. Trois effets majeurs ont été rapportés : une perte d'efficacité dans la sélection des mutations conférant un plus grand succès reproductif, une réduction de la diversité génétique et une réduction drastique de l'hétérozygotie.
Les phasmes comme espèces étudiées
Les résultats ont été obtenus à partir d'insectes bâtons, plus précisément du genre Timema, utilisés comme espèces d'étude. Les scientifiques ont découvert que la reproduction sexuée favorise une adaptation rapide et la diversité génétique dans les populations naturelles d'insectes bâtons. Ils ont ainsi pu valider empiriquement des prédictions initialement formulées à partir d'approches théoriques, telles que la raison pour laquelle les espèces se reproduisant de manière asexuée sont généralement plus vulnérables dans la nature, où les environnements changent continuellement. Les experts ont analysé le génome de cinq espèces asexuées de Timema et d'espèces sexuées étroitement apparentées, et ont comparé leur contenu en éléments transposables (séquences d'ADN pouvant changer de position dans un génome), les gènes évoluant sous sélection positive et l'hétérozygotie. L'analyse a notamment utilisé OrthoDB, une ressource de SwissOrthology, pour identifier les gènes correspondants chez toutes les espèces étudiées afin de comparer leur évolution.
Reference(s)
Jaron K S, Parker D J. et al. Conséquences convergentes de la parthénogenèse sur le génome des phasmes. Science Advances 2022.
Crédit image bannière : Bart Zijlstra
