Between-population crosses may replenish genetic variation of populations, but may also result in outbreeding depression. Apart from direct effects on plant fitness, these outbreeding effects can also alter plant-herbivore interactions by influencing plant tolerance and resistance to herbivory. We investigated effects of experimental within- and between-population outbreeding on herbivore resistance, tolerance and plant fitness using plants from 13 to 19 Lychnis flos-cuculi populations. We found no evidence for outbreeding depression in resistance reflected by the amount of leaf area consumed. However, herbivore performance was greater when fed on plants from between-population compared to within-population crosses. This can reflect outbreeding depression in resistance and/or outbreeding effects on plant quality for the herbivores. The effects of type of cross on the relationship between herbivore damage and plant fitness varied among populations. This demonstrates how between-population outbreeding effects on tolerance range from outbreeding depression to outbreeding benefits among plant populations. Finally, herbivore damage strengthened the observed outbreeding effects on plant fitness in several populations. These results raise novel considerations on the impact of outbreeding on the joint evolution of resistance and tolerance, and on the evolution of multiple defence strategies.
Titre de l'article
Les croisements éloignés entre populations affectent la défense des plantes face aux herbivores.
Les croisements éloignés entre populations affectent la défense des plantes face aux herbivores.
Introduction à l'article
Chez les plantes les croisements inter-populations sont utilisés pour restaurer génétiquement des populations. Ceci peut entraîner des dépressions hybrides qui varient selon que les populations soient fragmentées ou soient plus continues. La dépression hybride peut avoir pour origine la rupture de complexes de gènes co-adaptés.
Peu d’études se portent sur les effets de la dépression hybride concernant l’interaction plantes/herbivores et son influence sur la tolérance de la plante et la résistance face à l’herbivore et, prennent en compte les plantes endommagées par les herbivores dans leurs analyses. Les questions sont donc : est-ce que les plantes issues de croisements inter-populations sont moins résistantes et tolérantes aux herbivores que les plantes issues de croisements intra-population ? Est- ce que les effets de la dépression hybride varient entre les populations ? Et est-ce que les dommages des herbivores modifient les effets de la dépression hybride sur la santé des plantes ?
Chez les plantes les croisements inter-populations sont utilisés pour restaurer génétiquement des populations. Ceci peut entraîner des dépressions hybrides qui varient selon que les populations soient fragmentées ou soient plus continues. La dépression hybride peut avoir pour origine la rupture de complexes de gènes co-adaptés.
Peu d’études se portent sur les effets de la dépression hybride concernant l’interaction plantes/herbivores et son influence sur la tolérance de la plante et la résistance face à l’herbivore et, prennent en compte les plantes endommagées par les herbivores dans leurs analyses. Les questions sont donc : est-ce que les plantes issues de croisements inter-populations sont moins résistantes et tolérantes aux herbivores que les plantes issues de croisements intra-population ? Est- ce que les effets de la dépression hybride varient entre les populations ? Et est-ce que les dommages des herbivores modifient les effets de la dépression hybride sur la santé des plantes ?
Expériences de l'article
Pour les expériences les auteurs ont utilisé des plantes Lychnis flos-cuculi de 13 à 19 populations fragmentées. Les expériences ont été réalisées sous serre avec des plantes de génération F2 issues de croisements inter-population et intra-population. La résistance et la tolérance aux herbivores ont été testées en présence de l’escargot Arianta arbustorum. Ils ont aussi réalisé des dommages artificiels (coupure).
Pour voir les effets de la dépression hybride sur la résistance aux herbivores, ils ont regardé la proportion des feuilles endommagées par les escargots et la croissance des escargots. Pour la tolérance aux herbivores ils ont regardé le nombre de fruits produits et la proportion de feuilles endommagées après le passage des escargots. Les auteurs ont comparé les résultats avec des plantes non-endommagées par les escargots. Tous les paramètres ont été mesurés pour les différents types de croisements inter-populations, et intra-population.
Pour les expériences les auteurs ont utilisé des plantes Lychnis flos-cuculi de 13 à 19 populations fragmentées. Les expériences ont été réalisées sous serre avec des plantes de génération F2 issues de croisements inter-population et intra-population. La résistance et la tolérance aux herbivores ont été testées en présence de l’escargot Arianta arbustorum. Ils ont aussi réalisé des dommages artificiels (coupure).
Pour voir les effets de la dépression hybride sur la résistance aux herbivores, ils ont regardé la proportion des feuilles endommagées par les escargots et la croissance des escargots. Pour la tolérance aux herbivores ils ont regardé le nombre de fruits produits et la proportion de feuilles endommagées après le passage des escargots. Les auteurs ont comparé les résultats avec des plantes non-endommagées par les escargots. Tous les paramètres ont été mesurés pour les différents types de croisements inter-populations, et intra-population.
Résultats de l'article
Finalement la proportion de feuilles endommagées par les escargots ne diffère pas entre les croisements inter et intra-population. Les escargots grandissent davantage quand ils mangent les plantes issues de croisements inter-population. Ceci peut suggérer une plus faible résistance de ces plantes (dépression hybride) ou une amélioration de la qualité des plantes pour les herbivores. Il n’y a pas de différence significative entre les croisements inter-population et intra-population, sur la tolérance aux herbivores.
Mais il existe des variations sur la tolérance aux herbivores au sein des croisements inter-population, l’effet des croisements varie de la vigueur hybride à la dépression hybride, selon les populations. L’effet (dépression hybride) des croisements inter-population peut être invisible pour des plantes non-endommagées mais devenir visible quand les plantes sont endommagées. Ceci montre que la dépression hybride peut être sous-estimée si on ne prend pas en compte les plantes endommagées.
Finalement la proportion de feuilles endommagées par les escargots ne diffère pas entre les croisements inter et intra-population. Les escargots grandissent davantage quand ils mangent les plantes issues de croisements inter-population. Ceci peut suggérer une plus faible résistance de ces plantes (dépression hybride) ou une amélioration de la qualité des plantes pour les herbivores. Il n’y a pas de différence significative entre les croisements inter-population et intra-population, sur la tolérance aux herbivores.
Mais il existe des variations sur la tolérance aux herbivores au sein des croisements inter-population, l’effet des croisements varie de la vigueur hybride à la dépression hybride, selon les populations. L’effet (dépression hybride) des croisements inter-population peut être invisible pour des plantes non-endommagées mais devenir visible quand les plantes sont endommagées. Ceci montre que la dépression hybride peut être sous-estimée si on ne prend pas en compte les plantes endommagées.
Rigueur de l'article
Les conditions en serre ne permettent pas de déterminer avec précision les effets sur la tolérance et la résistance, car les plantes sont dans des conditions optimales de croissance sans stress biotiques ou abiotiques. Les plantes peuvent donc compenser plus facilement les dommages et rendre invisible les effets des croisements sur la résistance ou la tolérance. Ces conditions expérimentales peuvent également nous éloigner de ce qui se produit également dans des conditions naturelles. De plus aucune variation météorologique ou de température ne sont appliquées dans cette expériences afin d'observer un possible impact amplificateur ou non-amplificateur.
Les conditions en serre ne permettent pas de déterminer avec précision les effets sur la tolérance et la résistance, car les plantes sont dans des conditions optimales de croissance sans stress biotiques ou abiotiques. Les plantes peuvent donc compenser plus facilement les dommages et rendre invisible les effets des croisements sur la résistance ou la tolérance. Ces conditions expérimentales peuvent également nous éloigner de ce qui se produit également dans des conditions naturelles. De plus aucune variation météorologique ou de température ne sont appliquées dans cette expériences afin d'observer un possible impact amplificateur ou non-amplificateur.
Ce que cet article apporte au débat
Cet article montre les effets des croisements inter-population par rapport aux croisements intra-population. Des croisements de populations plus lointaines peuvent entraîner des dépressions hybrides. Mais cet article démontre que les effets peuvent être considérés comme de la dépression hybride ou non selon les points de vue. Le fait que les escargots grandissent plus vite avec les plantes issues de croisements inter-population peut être dû à une plus faible résistance (dépression hybride) ou à une meilleure qualité nutritive des plantes qui peut être vu comme une amélioration (vigueur hybride). Cet article montre aussi que les effets de croisements inter-population, peuvent être différents selon les populations, et qu’il ne faut donc pas en prendre 2 ou 3 en compte. L'article montre aussi qu’il faut prendre en compte les effets complexes sur les interactions plantes/herbivores avant de réalise des croisements dans le but restaurer des populations en train de disparaitre.
Cet article montre les effets des croisements inter-population par rapport aux croisements intra-population. Des croisements de populations plus lointaines peuvent entraîner des dépressions hybrides. Mais cet article démontre que les effets peuvent être considérés comme de la dépression hybride ou non selon les points de vue. Le fait que les escargots grandissent plus vite avec les plantes issues de croisements inter-population peut être dû à une plus faible résistance (dépression hybride) ou à une meilleure qualité nutritive des plantes qui peut être vu comme une amélioration (vigueur hybride). Cet article montre aussi que les effets de croisements inter-population, peuvent être différents selon les populations, et qu’il ne faut donc pas en prendre 2 ou 3 en compte. L'article montre aussi qu’il faut prendre en compte les effets complexes sur les interactions plantes/herbivores avant de réalise des croisements dans le but restaurer des populations en train de disparaitre.
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