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30.5: Zones hybrides
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Hybrid Zones
 
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30.5: Hybrid Zones

30.5: Zones hybrides

Hybrid zones are narrow regions where two closely related species interact, mate, and produce hybrids. Relative to either parent species, hybrids may possess distinct phenotypic or genetic differences that impact their survival and reproductive success. The genetic variances introduced by hybridization influence species diversity and speciation processes within the hybrid zone.

Gene flow and natural selection are evolutionary mechanisms that shape the outcome of a hybrid zone. Gene flow distributes, homogenizes, and preserves genetic variation between populations, while natural selection reduces genetic variation by favoring only the fittest individuals in a population. Thus, if a barrier to genetic exchange emerges, the isolated population becomes more distinct or diverges.

However, if that barrier breaks down, the population and its previously isolated counterpart may interbreed and produce hybrids. Depending upon hybrid fitness, populations may: (1) reduce hybrid gene flow by reinforcing selection against hybrids, (2) promote hybrid gene flow, causing parent and hybrid populations to fuse, or (3) preserve gene flow, allowing parent and hybrid populations to stably exist.

Hybrid zones follow either primary or secondary species contact. Most hybrid zones are the result of secondary contact, where two geographically separated populations reestablish gene flow. Primary contact, although less common, involves natural selection among neighboring populations within a shared geographic range. Since primary and secondary contact produce similar genetic and phenotypic outcomes, the two are difficult to distinguish.

Scientists can observe the frequency of a gene or phenotype, or cline, across a geographic area. Frequencies may change abruptly in the hybrid zone, creating a stepped cline. For example, the frequency of genes specific to fire-bellied toads decreases from nearly 100% in its geographic range to 50% in the hybrid zone to 0% within the yellow-bellied toad range. Clines reflect the gene flow or natural selection affecting interbreeding populations.

Hybrid zones are natural laboratories for studying the mechanisms and processes involved in divergence and speciation. Hybridization creates genetic variation which produces novel adaptations and thus, species diversity. Scientists can analyze multiple clines to characterize the gene flow and natural selection occurring within a hybrid zone. This knowledge allows scientists to better estimate how different factors impact species and populations.

Les zones hybrides sont des régions étroites où deux espèces étroitement apparentées interagissent, s’accouplent et produisent des hybrides. Par rapport à l’une ou l’autre des espèces mères, les hybrides peuvent posséder des différences phénotypiques ou génétiques distinctes qui ont une incidence sur leur survie et leur succès en matière de reproduction. Les écarts génétiques introduits par hybridation influencent la diversité des espèces et les processus de spéciation dans la zone hybride.

Le flux génétique et la sélection naturelle sont des mécanismes évolutifs qui façonnent le résultat d’une zone hybride. Le flux génétique distribue, homogénéise et préserve la variation génétique entre les populations, tandis que la sélection naturelle réduit la variation génétique en favorisant uniquement les individus les plus en forme d’une population. Ainsi, si une barrière à l’échange génétique émerge, la population isolée devient plus distincte ou diverge.

Toutefois, si cette barrière se décompose, la population et son homologue auparavant isolé peuvent se métisser et produire des hybrides. Selon la condition physique hybride, les populations peuvent : (1) réduire le flux génétique hybride en renforçant la sélection par rapport aux hybrides, (2) favoriser le flux génétique hybride, ce qui provoque le fusion des populations parentes et hybrides, ou (3) préserver le flux génétique, ce qui permet aux populations parentes et hybrides d’exister de façon stable.

Les zones hybrides suivent le contact entre les espèces primaires ou secondaires. La plupart des zones hybrides sont le résultat d’un contact secondaire, où deux populations géographiquement séparées rétablissent le flux génétique. Le contact primaire, bien que moins fréquent, implique la sélection naturelle parmi les populations voisines dans une plage géographique partagée. Puisque le contact primaire et secondaire produit des résultats génétiques et phénotypiques semblables, les deux sont difficiles à distinguer.

Les scientifiques peuvent observer la fréquence d’un gène ou d’un phénotype, ou cline, à travers une zone géographique. Les fréquences peuvent changer brusquement dans la zone hybride, créant ainsi un cline en marche. Par exemple, la fréquence des gènes spécifiques aux crapauds à ventre de feu diminue de près de 100 % dans sa plage géographique à 50 % dans la zone hybride à 0 % dans la fourchette des crapauds à ventre jaune. Les clines reflètent le flux génétique ou la sélection naturelle affectant les populations de croisement.

Les zones hybrides sont des laboratoires naturels pour l’étude des mécanismes et des processus impliqués dans la divergence et la spéciation. L’hybridation crée une variation génétique qui produit de nouvelles adaptations et donc, la diversité des espèces. Les scientifiques peuvent analyser plusieurs lignes pour caractériser le flux génétique et la sélection naturelle qui se produisent dans une zone hybride. Ces connaissances permettent aux scientifiques de mieux estimer l’impact des différents facteurs sur les espèces et les populations.


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