Biologie de l’évolution : sélection de parentèle et reconnaissance de parenté chez les végétaux

par Michel Naud

Source : Biology Letters.

Le britannique William Donald Hamilton (1936 – 2000) a été l’un des biologistes de l’évolution les plus brillants du siècle dernier. Il a notamment théorisé le concept de sélection de parentèle (kin selection) permettant de comprendre que la sélection naturelle favorise la propagation de comportement « altruiste » entre apparentés : les individus augmentent leur aptitude reproductive globale (inclusive fitness) en adoptant des comportements qui augmentent l’aptitude reproductive (fitness) des individus qui leur sont génétiquement apparentés. Assez rapidement la question s’est posée de déterminer quels étaient les mécanismes de reconnaissance entre apparentés (kin recognition), ce que le biologiste britannique Richard Dawkins a popularisé en parlant de « l’effet barbe verte », même si pour beaucoup d’espèces sociales la proximité génétique est fortement corrélée à la proximité spatiale. Ces concepts sont complexes et rencontrent encore une certaine résistance car allant souvent à l’encontre, pour l’être humain, de sa croyance qu’il dispose d’un libre arbitre beaucoup plus large que celui dont il dispose dans la réalité, très dépendant qu’il est, en dernier ressort, de ses conditions biologiques et matérielles au sens plus large d’existence. Il n’empêche que les confirmations expérimentales sont larges chez l’animal, y compris chez l’homme. Comme aime à le dire le biologiste Etienne Danchin, chercheur au laboratoire d’Ecologie de l’Université Pierre et Marie Curie (CNRS-UMR7625) : « l’homme est un animal qui a la prétention de ne pas en être un. C’est toute la beauté de l’homme de vouloir échapper à sa biologie mais c’est aussi son drame, son aveuglement. L’homme est beaucoup plus contraint qu’il ne le croit par sa biologie et par sa culture, entendue comme un sous-produit de la biologie. »

D’autant plus intéressante est la publication dans Biology Letters d’une étude de Susan A. Dudley et de son étudiante Amanda L. File du département de biologie de Mc Master University, Hamilton, Ontario, Canada mettant en lumière l’existence de mécanisme de reconnaissance des apparentés (kin recognition) dans le règne végétal. Leur étude a porté sur la Cakile edentula, Caquillier édentulé (appelée aussi Sea rocket - fusée des mers - en raison de sa forme élancée), plante buissonnante des rives sablonneuses du fleuve Saint Laurent.

Comme le rappelle l’introduction de leur article, l’interaction sociale prédominante parmi les plantes, en dehors de la reproduction, est la compétition pour la lumière, l’eau et les nutriments.

La sélection de parentèle (kin selection) a déjà été étudiée de nombreuses fois pour les plantes mais jusqu’à maintenant aucune étude n’avait pu mettre en lumière l’existence de mécanismes de reconnaissance entre apparentés (kin recognition). C’est désormais chose faite pour le Caquillier édentulé.

Les chercheuses ontariennes ont multiplié la culture de Caquilliers édentulés en pots. Elles ont utilisé des plantes issues de huit familles (maternelles) différentes. Les plants étaient cultivés soit isolément (une plante par pot) soit quatre par pots. Les pots de quatre plantes étaient constitués soit de quatre plantes provenant de quatre familles différentes parmi les huit, soit de quatre plantes provenant de la même famille.

Les paramètres étudiés étaient la masse totale des plantes et la masse relative des racines et des feuilles. Cultivées isolément les plantes des différentes familles ne présentaient pas de différences significatives. Sur le plan de la biomasse totale des plants cultivés par quatre il n’a pas été mis en évidence de différence significative suivant que les plants étaient issus de la même famille ou de familles différentes.

Par contre, les chercheuses ont mis en lumière les conditions de la compétition qui se déroule sous terre pour les ressources : dès lors que les pots contiennent des plantes issues de familles différentes, se constate une augmentation significative de la masse des racines comparativement à ce qui se passe lorsque les quatre plants sont issus de la même famille. Ceci est d’autant plus intéressant que des études précédentes ont mis en lumière que l’aptitude reproductrice (fitness) est d’autant plus faible que la part des ressources allouée au développement du système des racines est élevée. Ainsi non seulement les conclusions de cette étude se révèlent une fois de plus conforme aux prédictions de la théorie de la sélection de parentèle (kin selection) mais surtout, et pour la première fois, elles mettent en lumière pour des végétaux l’existence de mécanismes de reconnaissance de la parenté (kin recognition).

Ayant réussi à mettre en lumière ces mécanismes, les chercheuses pensent dorénavant qu’il leur sera plus facile de reproduire ce genre de résultats avec d’autres plantes. Reste également à identifier par quels mécanismes cette reconnaissance de parenté se réalise. Nous invitons nos lecteurs anglophones à consulter en ligne – elle est libre d’accès - cette très belle petite publication1 – un peu plus de trois pages, dont les références bibliographiques -, parfaitement documentée, et qui explique de façon très précise le protocole mis en œuvre.

Mis en ligne le 12 juillet 2007
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