Adaptation locale : jardin commun et transplantation réciproque

Écologie & évolution · Bachelor 3

Tester l'adaptation locale par jardins communs et transplantations réciproques, en milieu alpin.

Introduction

Une population est localement adaptée si ses individus ont, dans leur milieu d'origine, une valeur sélective supérieure à celle d'individus venant d'ailleurs. Mettre en évidence cette adaptation demande de séparer les effets génétiques des effets environnementaux, ce que permettent deux plans expérimentaux classiques : la transplantation réciproque, où des génotypes de plusieurs sites sont cultivés dans chacun des sites, et le jardin commun, où des populations d'origines différentes sont élevées dans des conditions identiques.

Les gradients altitudinaux des Alpes suisses sont un terrain privilégié : des espèces alpines comme Poa alpina montrent des différences génétiques de phénologie, de taille ou de tolérance au gel entre basses et hautes altitudes. Les expériences de Clausen, Keck et Hiesey, au milieu du XXe siècle sur des Achillea, ont fondé cette approche.

Ce deck présente les plans expérimentaux, les critères de conclusion, le rôle de la plasticité et les limites (effets maternels, flux génique, taille d'échantillon).

Objectifs d'apprentissage

Distinguer plasticité phénotypique et différenciation génétique
Concevoir un plan de transplantation réciproque avec les contrôles adéquats
Interpréter les critères « local contre étranger » et « domicile contre ailleurs »
Identifier les biais des effets maternels et du flux de gènes

Concepts clés

Transplantation réciproque: Chaque population est plantée dans son site d'origine et dans les autres sites ; on compare la fitness en tenant compte de l'origine et du site.
Jardin commun: Élevage de plusieurs populations dans un même environnement pour révéler les différences génétiques en annulant l'effet du milieu.
Critères d'adaptation locale: Critère « local contre étranger » : au site donné, les locaux surpassent les étrangers ; critère « domicile contre ailleurs » : chaque population fait mieux chez elle qu'ailleurs.

Conclusion

Les jardins communs et transplantations réciproques demeurent les outils de référence pour démontrer l'adaptation locale. Ils sont aujourd'hui complétés par la génomique des populations et la modélisation de la réponse au changement climatique, notamment sur les espèces alpines suisses.

Cartes

Définir l'adaptation locale.: Avantage de fitness des génotypes locaux par rapport aux génotypes non locaux dans l'habitat local.
Que sépare un jardin commun ?: Les composantes génétique et environnementale de la variation phénotypique : un environnement commun révèle les différences héritables.
Pourquoi une transplantation réciproque ?: Pour tester la fitness dans l'environnement natal et dans les environnements étrangers, donc l'interaction génotype×environnement.
Que sont les effets maternels ?: Influences du phénotype ou de l'environnement de la mère sur la descendance, qui peuvent mimer une différenciation génétique ; on les limite par une génération de culture commune.
Comment le flux de gènes affecte-t-il l'adaptation locale ?: Un flux élevé homogénéise les populations et peut empêcher la divergence ; un flux faible la permet.
Quelle étude classique a utilisé la transplantation ?: Clausen, Keck et Hiesey (1940, 1948) sur Achillea et Potentilla le long d'un transect californien.
Que mesure-t-on comme proxy de fitness chez une plante ?: Survie, biomasse, fécondité (nombre de graines) et, idéalement, la contribution cumulée sur la vie entière.
Pourquoi les Alpes sont-elles un bon modèle ?: Les gradients d'altitude changent rapidement température, saison de croissance et gel sur de courtes distances.

Glossaire

Adaptation locale: Fitness supérieure d'un génotype dans son habitat d'origine.
Norme de réaction: Ensemble des phénotypes qu'un génotype produit dans différents environnements.
Plasticité phénotypique: Capacité d'un génotype à produire différents phénotypes selon le milieu.
Interaction G×E: Les différences entre génotypes varient selon l'environnement.
Effet maternel: Effet non génétique transmis par la mère à la descendance.
Flux génique: Échange de gènes entre populations par migration et reproduction.