1. Augmentation du matériel génétique : Les WGD entraînent le doublement du génome entier, entraînant une augmentation immédiate du matériel génétique. Cela fournit une source de gènes redondants qui peuvent subir une diversification ou une spécialisation fonctionnelle. Au fil du temps, ces gènes dupliqués peuvent acquérir de nouvelles fonctions ou subir des modifications permettant aux graminées de s'adapter à diverses niches écologiques.
2. Néofonctionnalisation : Après un WGD, une copie d'un gène dupliqué peut conserver sa fonction d'origine, tandis que l'autre copie est libre d'acquérir de nouvelles fonctions ou de se spécialiser. Ce processus, connu sous le nom de néofonctionnalisation, peut donner naissance à de nouveaux traits et adaptations. Par exemple, des gènes dupliqués dans les graminées ont été associés à l’évolution de nouvelles structures racinaires, à de nouvelles voies photosynthétiques et à une tolérance à la sécheresse.
3. Sous-fonctionnalisation : Dans certains cas, les gènes dupliqués peuvent subir une sous-fonctionnalisation, chaque copie conservant une partie de la fonction du gène d'origine. Cette spécialisation peut conduire à une efficacité fonctionnelle accrue ou à l’évolution de nouveaux mécanismes de régulation. Une sous-fonctionnalisation a été observée dans les gènes impliqués dans les voies métaboliques, les réponses au stress et les processus de développement chez les graminées.
4. plasticité du génome et flexibilité évolutive : Les WGD fournissent un réservoir de variation génétique qui peut alimenter l’innovation évolutive. La présence de gènes dupliqués permet de relâcher les pressions de sélection, permettant à certains gènes d'accumuler des mutations et de développer de nouvelles fonctions tandis que d'autres conservent des rôles essentiels. Cette plasticité du génome permet aux graminées de répondre aux conditions environnementales changeantes et de se diversifier dans de nouveaux habitats.
5. Divergence rapide et spéciation : Les WGD peuvent accélérer le taux d’évolution et de spéciation du génome. Après un WGD, différentes copies de gènes dupliqués peuvent diverger rapidement, conduisant à un isolement reproductif et à la formation de nouvelles espèces. Ce phénomène a été observé dans plusieurs lignées de graminées, contribuant à leur diversification rapide et à l'émergence de nouvelles espèces adaptées à des environnements spécifiques.
6. Adaptation écologique et expansion de niche : La diversité génétique accrue et les nouveaux caractères résultant des WGD permettent aux graminées de s'adapter à un large éventail de conditions écologiques. Des gènes dupliqués ont été associés à l’évolution de traits tels que la tolérance à la sécheresse, la résistance au froid, la résistance aux maladies et l’efficacité de l’utilisation des nutriments, permettant aux graminées de coloniser divers habitats et de devenir des espèces végétales dominantes dans de nombreux écosystèmes.
En résumé, les duplications du génome entier ont joué un rôle crucial dans la diversification et le succès des graminées. En fournissant une abondance de matériel génétique et en facilitant la néofonctionnalisation, la sous-fonctionnalisation et la plasticité du génome, les WGD ont permis aux graminées de s'adapter à des environnements changeants, de s'étendre dans de nouvelles niches et de devenir l'une des familles de plantes les plus écologiquement diversifiées et économiquement importantes sur Terre.
