Bien que l'espèce soit un concept utile en biologie, il peut être difficile de dire où une espèce commence et où une autre se termine. Cela peut être encore plus difficile lorsque les espèces s'hybrident. Zhiqiang Lu et ses collègues ont examiné le problème en étudier un complexe d'espèces de noisetiers. En Annals of Botany, leur nouvelle étude conclut qu'il existe quatre groupes qui pourraient être appelés espèces. Mais l'hybridation a laissé sa marque dans leur constitution génétique.

Hybridation se produit dans de nombreuses communautés végétales. Il peut agir comme un raccourci évolutif en augmentant la diversité génétique. Après avoir mélangé les gènes de parents radicalement différents, la progéniture peut produire des mélanges entre les deux extrêmes et ouvrir de nouvelles niches écologiques. Ces nouvelles populations peuvent alors former de nouvelles espèces ou bien rétrocroiser avec un parent. Comprendre l'hybridité peut aider à démêler l'histoire évolutive d'une population végétale.

Lu et ses collègues ont examiné un complexe d'espèces de noisetiers de Chine (Corylus chinois-Corylus fargesii). Ils ont échantillonné 322 arbres, au nord et au sud du fleuve Yangtze, dans le centre de la Chine.

"Parce que les noix et les noyaux sont importants pour l'identification taxonomique, nous avons d'abord utilisé 219 spécimens avec des noix et des noyaux collectés sur le terrain dans cette étude pour des analyses statistiques morphologiques", écrivent Lu et ses collègues. « Au total, 17 caractères ont finalement été utilisés. Des analyses statistiques ont ensuite été effectuées sur les traits morphologiques et des groupes phénotypiques ont été identifiés par analyse en composantes principales (ACP) à l'aide du logiciel PAST 3.0.

Ces données sur les propriétés physiques de la plante ont été combinées avec le génotypage. Les botanistes ont découvert qu'il n'était pas nécessaire de séquencer chaque arbre. "Parce que la plupart des individus d'une même population partageaient toujours les mêmes séquences sans variation intra-population, nous n'avons pas séquencé les 322 arbres des 44 populations. Au total, nous avons séquencé 260 arbres pour trois fragments d'ADN. Nous avons obtenu 520 séquences d'ADNc (matK et rbcL) et 538 ITS (y compris des séquences clonées) et aligné les données de séquence par correction manuelle à l'aide de MAGA v5.

En plus des plantes, l'équipe a examiné les données climatiques. L'analyse des conditions dans lesquelles les plantes ont poussé pourrait aider à révéler leurs niches. Leurs résultats sont en contradiction avec ce que l'on pensait auparavant du noisetier en Chine.

Traits morphologiques des grappes de noix. Source: Lu et al 2021.

"Nos analyses statistiques des traits morphologiques ont révélé quatre groupes qui sont largement incompatibles avec les classifications précédentes", écrivent Lu et ses collègues. "Par exemple, le groupe A comprend des populations attribuées aux deux variétés de C. chinensis, tandis que certaines populations précédemment identifiées comme la variété originale de C. chinensis ont également été placées dans les groupes B et C, avec celles précédemment identifiées comme la variété originale de C. C. fargesii ou var. latifolia. Ces nouveaux groupes phénotypiques ont été délimités statistiquement par l'apparence de l'écorce, quatre caractères de bractées, la largeur des feuilles, le rapport longueur/largeur des feuilles, le nombre de nervures latérales, la longueur du pétiole, la tige d'infructescence, le rapport longueur/largeur de la noix et la pubescence à l'apex de la noix. , dont la plupart ont été ignorées dans les délimitations d'espèces précédentes.

Cette analyse a été confirmée par les données génétiques, qui ont identifié trois clusters, et un quatrième peut avoir été rétrocroisé avec un cluster adjacent.

Les scientifiques écrivent également qu'il y avait des différences traçables dans leurs emplacements physiques. «Il est également intéressant de noter que les quatre groupes phénotypiques ont montré une grande différenciation de niche. Quatre groupes ont montré un isolement géographique complet ou partiel, avec des distributions disjointes ou largement allopatriques. L'isolement géographique aurait dû grandement contribuer à l'isolement inter-cluster des distributions actuelles. Bien que les aires de répartition du groupe C et du groupe D se chevauchent, leurs altitudes préférées étaient différentes, ce qui peut entraîner un isolement reproductif, mais pas un isolement complet. Par conséquent, les différenciations de niche étaient distinctes entre chaque paire des quatre clusters.

Les résultats montrent que la diversité du noisetier en Chine est le résultat d'hybridations répétées. Hazel en Chine aujourd'hui est un instantané d'un modèle changeant de colonisation, de métissage et de différenciation. Les auteurs espèrent étudier plus avant dans quelle mesure les barrières géographiques et génétiques ont créé ces espèces de noisetiers.