Le mélange de gènes dans les cellules d'un organisme n'est pas seulement un manuel d'instructions sur la façon de construire les cellules. C'est aussi un livre d'histoire fait de tous les croisements d'ADN entre parents. Parfois, les parents sont d'espèces différentes et un nouvel ADN pénètre dans le génome. Yao Li et ses collègues pensaient que la probabilité d'hybridation varie en fonction du climat. Ils ont examiné les génomes de deux chênes Cerris d'Asie de l'Est (Quercus acutissima et Q. chenii) pour tester l'hypothèse selon laquelle le climat chaud du Pliocène moyen a favorisé l'hybridation, tandis que le climat frais du Pléistocène a limité la pollinisation croisée.

Les botanistes ont voulu examiner comment les zones d'hybridation évoluent dans le temps. Comme les conditions climatiques varient, les gammes de plantes devraient également changer. Alors que les plantes en retraite s'éteindraient localement, certains de leurs gènes resteraient dans leur progéniture hybride. L'étude des bonnes plantes pourrait révéler un enregistrement de la pollinisation croisée passée.

Li et ses collègues ont choisi des chênes pour l'expérience. Ils déclarent dans l'article que les chênes sont utiles pour étudier l'hybridation naturelle car ils échangent souvent des gènes sans perturber l'intégrité des espèces. Il existe également de nombreuses espèces de chênes en Asie de l'Est, avec plus de 100 espèces. L'équipe a choisi Q. acutissima et Q. chenii à étudier car ce sont des espèces sœurs qui ont divergé il y a dix à trente millions d'années. Cette durée signifie qu'ils interagissent depuis au moins le Miocène.

A gauche, une carte de la Chine avec des cercles colorés indiquant la répartition des gènes. D'accord, quelque chose qui pourrait presque être un diagramme chimique coloré reliant des cercles colorés le long d'épines pour indiquer comment les différents clades sont liés les uns aux autres.
Répartition géographique (A) et réseau médian de jonction (B) de 29 haplotypes d'ADN chloroplastique de Quercus acutissima et Q. chenii. Source Li et al. 2022.

Li et ses collègues ont entrepris d'examiner l'interaction entre les deux espèces à partir du milieu du Pliocène, il y a environ trois millions d'années. L'équipe a examiné microsatellites nucléaires que les plantes ont hérité des côtés paternel et maternel de leurs ancêtres. Ils ont également examiné l'ADN du chloroplaste, hérité uniquement par la voie maternelle. Ils ont combiné cela avec des preuves fossiles, une modélisation de niche et une analyse de regroupement bayésienne pour reconstruire le flux de gènes dans les époques passées.

Les scientifiques ont découvert que le mélange génomique actuel des chênes Cerris d'Asie de l'Est est dû aux effets des climats du Pliocène et du Pléistocène. Ceci est différent des résultats trouvés en Europe, où les chênes blancs étaient limités dans leur hybridation par le dernier cycle glaciaire-interglaciaire. Li et ses collègues concluent : « Nos résultats indiquent que l'histoire de l'hybridation entre les espèces sœurs présentes dans les zones moins touchées par les glaciations est plus complexe que celle des espèces sérieusement menacées par le changement climatique du Pléistocène. L'impact du climat pré-quaternaire doit être pris en compte, en particulier lors de l'exploration du flux de gènes anciens parmi les espèces originaires d'Asie de l'Est.

LIRE L'ARTICLE

Li, Y., Zhang, X., Wang, L., Sork, VL, Mao, L. et Fang, Y. (2021) "Influence des climats du Pliocène et du Pléistocène sur les schémas d'hybridation entre deux espèces de chênes étroitement apparentées en Chine, ” Annals of Botany. https://doi.org/10.1093/aob/mcab140