Genetic rescue can increase the fitness of small, imperpiled populations via immigration. A suite of studies from the past decade highlights the value of genetic rescue in increasing population fitness. Nonetheless, genetic rescue has not been widely applied to conserve many of the threatened populations that it could benefit. In this review, we highlight recent studies of genetic rescue and place it in the larger context of theoretical and empirical developments in evolutionary and conservation biology. We also propose directions to help shape future research on genetic rescue. Genetic rescue is a too that cas stem biodiversity loss more than has been appreciated, provides population resilience, and will become increasingly useful if integrated with molecular advances in population genomics.
Titre de la review
Sauvetage génétique à la rescousse
Sauvetage génétique à la rescousse
Résumé de la review
La croissance démographique humaine, les changements environnementaux ainsi que la fragmentation des habitats sont des menaces grandissantes pour la biodiversité. Ces observations soulignent le besoin d'efforts de conservation de plus en plus importants. En effet, les petites populations en péril souffrent généralement d'une perte de diversité génétique et de dépression de consanguinité. Par conséquent, ces dernières présentent une baisse de la valeur sélective (fitness) et ont souvent du mal à s'adapter face aux environnements changeants. Cette review présente les résultats d'études récentes sur le sauvetage génétique et le situe dans le contexte plus large des développements théoriques et empiriques en biologie de l'évolution et de la conservation. Cette stratégie consiste à établir (ou à rétablir) des flux de gènes par le biais de l'immigration. Le sauvetage génétique se concentre sur la restauration de la diversité génétique, via l'hybridation (immigrants-natifs), et donc sur le maintien du potentiel évolutif dans les populations menacées d'extinction. Cela devrait ainsi réduire la consanguinité, augmenter la fitness de ces dernières, et permettre leur croissance démographique. Cependant, en raison notamment des risques de dépression hybride que peuvent entraîner ces évènements d'immigration, le sauvetage génétique, en pratique, reste tout de même controversé et est rarement appliqué.
La première partie de cette review nous présente donc le sauvetage génétique ainsi que les concepts associés (restauration génétique, sauvetage évolutif, etc.). D'après celle-ci, le sauvetage génétique peut se produire par hétérosis, lorsque la descendance hybride augmente les taux vitaux par rapport à la population d'origine, ou par évolution adaptative, avec un changement vers un phénotype optimal dû à la sélection sur les génotypes nouvellement introduits ou recombinés. Ensuite, les auteurs s'intéressent aux études récentes sur le sauvetage génétique. Les expériences et/ou observations réalisées (croisements en laboratoire, translocations ou immigrations naturelles) tendent à montrer une variation génétique accrue et une amélioration de la fitness, conduisant généralement à une augmentation des taux de croissance et de la taille de la population. Dans certains cas récents, des effets positifs sont relevés au delà de la première génération. Les résultats présentés ici apparaissent donc encourageants quant à l'utilisation du sauvetage génétique en biologie de la conservation.
Cependant, l'une des principales préoccupations concernant cette stratégie reste la dépression de croisement. Celle-ci entraîne une réduction de la fitness chez les descendants hybrides. Ce risque croît généralement lorsque les populations parentales sont géographiquement éloignées, génétiquement divergentes et lorsque les antécédents de vie sont fortement différents. De plus, des immigrants mal adaptés pourraient réduire davantage la fitness de la population menacée et introduire des allèles délétères qui atteindraient ensuite une fréquence élevée par dérive génétique. Malgré ces risques, cette review met tout de même en avant le potentiel de cette stratégie et propose des orientations afin d'aider les recherches futures sur le sauvetage génétique. En effet, si cet outil est bien mis en place, il permettrait d'offrir une résilience aux populations et d'endiguer la perte de biodiversité. Aussi, il deviendrait de plus en plus utile s'il est intégré aux progrès moléculaires de la génomique des populations.
La croissance démographique humaine, les changements environnementaux ainsi que la fragmentation des habitats sont des menaces grandissantes pour la biodiversité. Ces observations soulignent le besoin d'efforts de conservation de plus en plus importants. En effet, les petites populations en péril souffrent généralement d'une perte de diversité génétique et de dépression de consanguinité. Par conséquent, ces dernières présentent une baisse de la valeur sélective (fitness) et ont souvent du mal à s'adapter face aux environnements changeants. Cette review présente les résultats d'études récentes sur le sauvetage génétique et le situe dans le contexte plus large des développements théoriques et empiriques en biologie de l'évolution et de la conservation. Cette stratégie consiste à établir (ou à rétablir) des flux de gènes par le biais de l'immigration. Le sauvetage génétique se concentre sur la restauration de la diversité génétique, via l'hybridation (immigrants-natifs), et donc sur le maintien du potentiel évolutif dans les populations menacées d'extinction. Cela devrait ainsi réduire la consanguinité, augmenter la fitness de ces dernières, et permettre leur croissance démographique. Cependant, en raison notamment des risques de dépression hybride que peuvent entraîner ces évènements d'immigration, le sauvetage génétique, en pratique, reste tout de même controversé et est rarement appliqué.
La première partie de cette review nous présente donc le sauvetage génétique ainsi que les concepts associés (restauration génétique, sauvetage évolutif, etc.). D'après celle-ci, le sauvetage génétique peut se produire par hétérosis, lorsque la descendance hybride augmente les taux vitaux par rapport à la population d'origine, ou par évolution adaptative, avec un changement vers un phénotype optimal dû à la sélection sur les génotypes nouvellement introduits ou recombinés. Ensuite, les auteurs s'intéressent aux études récentes sur le sauvetage génétique. Les expériences et/ou observations réalisées (croisements en laboratoire, translocations ou immigrations naturelles) tendent à montrer une variation génétique accrue et une amélioration de la fitness, conduisant généralement à une augmentation des taux de croissance et de la taille de la population. Dans certains cas récents, des effets positifs sont relevés au delà de la première génération. Les résultats présentés ici apparaissent donc encourageants quant à l'utilisation du sauvetage génétique en biologie de la conservation.
Cependant, l'une des principales préoccupations concernant cette stratégie reste la dépression de croisement. Celle-ci entraîne une réduction de la fitness chez les descendants hybrides. Ce risque croît généralement lorsque les populations parentales sont géographiquement éloignées, génétiquement divergentes et lorsque les antécédents de vie sont fortement différents. De plus, des immigrants mal adaptés pourraient réduire davantage la fitness de la population menacée et introduire des allèles délétères qui atteindraient ensuite une fréquence élevée par dérive génétique. Malgré ces risques, cette review met tout de même en avant le potentiel de cette stratégie et propose des orientations afin d'aider les recherches futures sur le sauvetage génétique. En effet, si cet outil est bien mis en place, il permettrait d'offrir une résilience aux populations et d'endiguer la perte de biodiversité. Aussi, il deviendrait de plus en plus utile s'il est intégré aux progrès moléculaires de la génomique des populations.
Rigueur de la review
Cette review se base sur de nombreuses études qui ont été faites au préalable et présente les résultats de ces dernières. Les auteurs ne s'appuient donc pas ici sur leurs propres expériences, mais font plutôt une synthèse de dix années d'études sur le sauvetage génétique. Les exemples sont nombreux et se basent sur des expériences faites en laboratoire ou sur des observations réalisées sur le terrain. Cette recherche documentaire a cependant révélé que la plupart des études ont suivi la fitness relative d'un grand nombre d'hybrides, mais pour une seule génération (F1), laissant ainsi les effets à plus long terme non vérifiés. En revanche, dans certaines études plus récentes, une augmentation de la fitness a été observée au delà de la première génération, mettant alors en avant l'avantage du sauvetage génétique de manière plus rigoureuse.
Cette review se base sur de nombreuses études qui ont été faites au préalable et présente les résultats de ces dernières. Les auteurs ne s'appuient donc pas ici sur leurs propres expériences, mais font plutôt une synthèse de dix années d'études sur le sauvetage génétique. Les exemples sont nombreux et se basent sur des expériences faites en laboratoire ou sur des observations réalisées sur le terrain. Cette recherche documentaire a cependant révélé que la plupart des études ont suivi la fitness relative d'un grand nombre d'hybrides, mais pour une seule génération (F1), laissant ainsi les effets à plus long terme non vérifiés. En revanche, dans certaines études plus récentes, une augmentation de la fitness a été observée au delà de la première génération, mettant alors en avant l'avantage du sauvetage génétique de manière plus rigoureuse.
Ce que cette review apporte au débat
Cette review présente tous les concepts associés au sauvetage génétique et met en avant le potentiel de cette stratégie pour la biologie de la conservation. Concernant cette controverse, cette étude fournit donc de nombreux arguments montrant que l'hybridation permettrait de sauver les populations menacées d'extinction. Les auteurs gardent tout de même un esprit critique en abordant les problèmes que peuvent causer les croisements d'individus génétiquement divergents. De plus, cette review se base sur de nombreuses études analysant l'impact du flux de gènes sur le devenir de petites populations en péril, ce qui nous permet alors d'avoir plusieurs bases de réflexion.
Cette review présente tous les concepts associés au sauvetage génétique et met en avant le potentiel de cette stratégie pour la biologie de la conservation. Concernant cette controverse, cette étude fournit donc de nombreux arguments montrant que l'hybridation permettrait de sauver les populations menacées d'extinction. Les auteurs gardent tout de même un esprit critique en abordant les problèmes que peuvent causer les croisements d'individus génétiquement divergents. De plus, cette review se base sur de nombreuses études analysant l'impact du flux de gènes sur le devenir de petites populations en péril, ce qui nous permet alors d'avoir plusieurs bases de réflexion.
Figure
Les avantages du sauvetage génétique comprennent une augmentation de la diversité génétique et de l'abondance des individus. Les effets positifs du sauvetage génétique sur la persistance de la population (A) peuvent se propager et influencer les processus communautaires (B). (Whiteley et al. 2015)
Les avantages du sauvetage génétique comprennent une augmentation de la diversité génétique et de l'abondance des individus. Les effets positifs du sauvetage génétique sur la persistance de la population (A) peuvent se propager et influencer les processus communautaires (B). (Whiteley et al. 2015)
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