Pourquoi certains hybrides sont-ils viables et d'autres non ? On sait que cela dépend de l'espèce père et de l'espèce mère. De nouvelles recherches sur deux espèces de grenouilles apparentées montrent l'influence des espèces mère et père :un hybride est viable, l'autre hybride meurt aux premiers stades de son développement. Des scientifiques de l'Université Radboud, avec des collègues des États-Unis et du Japon, ont publié leurs conclusions le 10 janvier dans La nature .

Lorsque deux espèces apparentées se croisent, leurs croisements de matériel génétique, qui peut conduire à de nouvelles espèces. Mais de temps en temps, il y a une différence dans la progéniture, selon laquelle des deux espèces est la mère et laquelle est le père. Un exemple bien connu d'hybride est une mule, la progéniture d'un âne mâle et d'une jument. Dans l'autre sens, la progéniture d'une ânesse et d'un cheval mâle est un animal différent, un bardot. Cela fait donc une différence quelle espèce est le père et laquelle est la mère.

Un hybride est viable, l'autre hybride n'est pas

Les mules et les bardots sont infertiles, parce que les ânes et les chevaux ont un nombre différent de chromosomes, les structures protéiques sur lesquelles le matériel génétique est présent. Levures, les plantes, les poissons et les amphibiens (contrairement aux mammifères) peuvent, cependant, produire des hybrides fertiles. Le professeur de biologie du développement moléculaire Gert Jan Veenstra déclare :"Par exemple, chez les grenouilles une duplication des chromosomes peut apparaître, dans lequel l'ensemble des chromosomes du père et de la mère est transmis à la génération suivante."

Cependant, il y a un autre problème :certains hybrides ne sont pas viables, tandis que le croisement est dans l'autre sens. Les embryons sont génétiquement identiques, mais il y a une différence de viabilité, selon l'espèce père et l'espèce mère. Veenstra dit, "Même si c'est vital pour l'évolution, les mécanismes des hybrides viables et non viables sont à ce jour inconnus."

Croisement de la grenouille à griffes africaine et occidentale

Les scientifiques ont montré ce phénomène dans des recherches avec deux espèces de grenouilles apparentées :Xenopus tropicalis et Xenopus laevis (également connues sous le nom de grenouilles à griffes occidentales et africaines, respectivement). Lorsqu'une grenouille africaine à griffes femelle est croisée avec une grenouille à griffes occidentale mâle, les embryons sont viables. Cependant, à l'envers, le croisement d'une grenouille à griffes africaine mâle et d'une grenouille à griffes occidentale femelle conduit à des embryons qui meurent dans les premiers stades de développement. Pourquoi c'est, resté flou.

Les chercheurs rapportent ce qui s'est mal passé lors de ce croisement :la machinerie moléculaire maternelle de la grenouille à griffes occidentale ne peut pas pleinement reconnaître les chromosomes paternels de la grenouille à griffes africaine. Deux morceaux spécifiques des chromosomes paternels sont incompatibles avec la cellule maternelle, et ainsi la séparation des chromosomes lors de la division cellulaire est perturbée. Ces cellules manquent maintenant d'un grand nombre de gènes importants, comme les gènes du métabolisme, et donc mourir rapidement.

Cela montre qu'il existe une forte asymétrie en ce qui concerne les hybrides, selon l'espèce père et l'espèce mère. "Ces résultats sont importants, car ce type d'hybride est présent dans la nature et conduit dans certains cas à de nouvelles espèces. Lorsque de nouvelles espèces émergent, il semble y avoir une période de transition :des espèces étroitement apparentées sont capables de produire une progéniture viable, mais si les chromosomes ne sont plus compatibles, cela conduit à des résultats asymétriques de croisement. Lorsque les espèces se séparent davantage, le croisement ne conduit plus à une descendance viable. Nous montrons ici le mécanisme cellulaire derrière ce phénomène, " dit Gert Jan Veenstra.

L'hybride viable d'une grenouille à griffes occidentale mâle et d'une grenouille à griffes africaine femelle a également révélé un mécanisme moléculaire :des éléments d'ADN parasites (transposons) sont activés dans l'un des génomes. Veenstra dit, "Le système immunitaire de la femme n'est pas câblé pour reconnaître les transposons paternels et ne les réprime donc pas. En conséquence, les éléments d'ADN parasites sont maintenant capables de remplir un nouveau rôle :ils peuvent agir comme un ADN régulateur qui influence l'activité des gènes. Cela peut avoir une grande influence sur la formation et les caractéristiques d'une nouvelle espèce." Ces résultats ont été publiés dans Biologie du génome (Elurbe et al, 2017).