We studied heterosis and outbreeding depression among immigrants and their descendants in a population of song sparrows on Mandarte Island, Canada. Using data spanning 19 generations, we compared survival, seasonal reproductive success, and lifetime reproductive success of immigrants, natives (birds with resident-hatched parents and grandparents), and their offspring (F1s, birds with an immigrant and a native parent, and F2s, birds with an immigrant grandparent and resident-hatched grandparent in each of their maternal and paternal lines). Lifetime reproductive success of immigrants was no worse than that of natives, but other measures of performance differed in several ways. Immigrant females laid later and showed a tendency to lay fewer clutches, but had relatively high success raising offspring per egg produced. The few immigrant males survived well but were less likely to breed than native males of the same age that were alive in the same year. Female F1s laid earlier than expected based on the average for immigrant and native females, and adult male F1s were more likely to breed than expected based on the average for immigrant and native males. The performance differences between immigrant and native females and between F1s and the average of immigrants and natives are consistent with the hypothesis that immigrants were disadvantaged by a lack of site experience and that immigrant offspring benefited from heterosis. However, we could not exclude the possibility that immigrants had a different strategy for optimizing reproductive success or that they experienced ecological compensation for life-history parameters. For example, the offspring of immigrants may have survived well because immigrants laid later and produced fewer clutches, thereby raising offspring during a period of milder climatic conditions. Although sample sizes were small, we found large performance differences between F1s and F2s, which suggested that either heterosis was associated with epistasis in F1s, that F2s experienced outbreeding depression, or that both phenomena occurred. These findings indicate that the performance of dispersers may be affected more by fine-scale genetic differentiation than previously assumed in this and comparable systems.
Titre de l'article
Hétérosis et dépression hybride chez les descendants d'immigrants dans une population consanguine de bruants chanteurs (Melospiza melodia)
Hétérosis et dépression hybride chez les descendants d'immigrants dans une population consanguine de bruants chanteurs (Melospiza melodia)
Introduction à l'article
Une réduction de la performance d'individus consanguins a été démontrée pour de nombreux taxons. Cette dépression de consanguinité est généralement due à l'expression de caractères récessifs délétères et à une perte de l'hétérozygotie. Afin de palier à ça, il est possible de croiser différentes populations. Les hybrides de première génération F1 peuvent avoir une fitness plus élevée que les individus parentaux (hétérosis) car les allèles récessifs délétères sont ici susceptibles d'être masqués et l'hétérozygotie peut être favorable pour certains loci. Cependant, il est également possible que ces croisements entraînent une dépression hybride due à l'introduction de gènes mal adaptés localement ou à la rupture de complexes de gènes co-adaptés.
La population de bruants chanteurs de l'île de Mandarte souffre de dépression de consanguinité. Le but de cette étude est donc de comparer la survie et le succès reproducteur des immigrants et de leurs descendants à celui de la population autochtone.
Une réduction de la performance d'individus consanguins a été démontrée pour de nombreux taxons. Cette dépression de consanguinité est généralement due à l'expression de caractères récessifs délétères et à une perte de l'hétérozygotie. Afin de palier à ça, il est possible de croiser différentes populations. Les hybrides de première génération F1 peuvent avoir une fitness plus élevée que les individus parentaux (hétérosis) car les allèles récessifs délétères sont ici susceptibles d'être masqués et l'hétérozygotie peut être favorable pour certains loci. Cependant, il est également possible que ces croisements entraînent une dépression hybride due à l'introduction de gènes mal adaptés localement ou à la rupture de complexes de gènes co-adaptés.
La population de bruants chanteurs de l'île de Mandarte souffre de dépression de consanguinité. Le but de cette étude est donc de comparer la survie et le succès reproducteur des immigrants et de leurs descendants à celui de la population autochtone.
Expériences de l'article
La survie et le succès reproducteur de la population de l'île de Mandarte ont été étudiés depuis 1975. Par ailleurs, des phénomènes de dispersion ont été enregistrés et il apparaît que les îles voisines sont des sources probables d'immigrants. Dans cette étude, cinq groupes d'ascendance on été examinés (immigrants, indigènes, F1s, F2s, backcross) et cinq comparaisons de survie et de succès reproducteur ont été effectuées : immigrés-indigènes (In-Na) ; F1-Moyenne In-Na (M) ; F2-F1 ; F2-Moyenne de F1 et M ; F2-M. La consanguinité des individus nés sur l'île a également été calculée.
Les analyses de survie et de reproduction ont été réalisées pour les juvéniles ainsi que pour les mâles et les femelles adultes. La probabilité de survie a été estimée en utilisant un modèle de risques proportionnels à temps discret. Pour le succès reproducteur saisonnier (SRS), quatre mesures ont été étudiées : la date de ponte, la taille de la couvée, le nombre de couvée et le pourcentage de survie des oeufs.
La survie et le succès reproducteur de la population de l'île de Mandarte ont été étudiés depuis 1975. Par ailleurs, des phénomènes de dispersion ont été enregistrés et il apparaît que les îles voisines sont des sources probables d'immigrants. Dans cette étude, cinq groupes d'ascendance on été examinés (immigrants, indigènes, F1s, F2s, backcross) et cinq comparaisons de survie et de succès reproducteur ont été effectuées : immigrés-indigènes (In-Na) ; F1-Moyenne In-Na (M) ; F2-F1 ; F2-Moyenne de F1 et M ; F2-M. La consanguinité des individus nés sur l'île a également été calculée.
Les analyses de survie et de reproduction ont été réalisées pour les juvéniles ainsi que pour les mâles et les femelles adultes. La probabilité de survie a été estimée en utilisant un modèle de risques proportionnels à temps discret. Pour le succès reproducteur saisonnier (SRS), quatre mesures ont été étudiées : la date de ponte, la taille de la couvée, le nombre de couvée et le pourcentage de survie des oeufs.
Résultats de l'article
Les résultats ont montré que, par rapport aux autochtones, les femelles immigrés se reproduisaient quelques jours plus tard, produisaient généralement moins de couvées et avaient tendance à élever plus de progénitures par oeuf. Quant aux mâles, ces derniers ont montré une survie plus élevée.
Ensuite, une performance des hybrides F1s similaire à celle des immigrés et des indigènes (moyenne Im-Na) a été mise en évidence pour la survie et pour plusieurs mesures de SRS. Cependant, les femelles F1s élevaient plus tôt les descendants et les mâles F1s étaient plus susceptibles de se reproduire. Les auteurs ont suggéré que l'hétérosis pouvait expliquer ces observations.
Enfin, le coefficient de consanguinité des F2s était comparable à celui des natifs (celui des F1s était nul). De plus, la survie des mâles et des juvéniles F2s était inférieure à celle des F1s et les mâles produisaient moins de descendants indépendants. Il apparaît qu'une dépression hybride ce soit donc installée à la génération F2.
Les résultats ont montré que, par rapport aux autochtones, les femelles immigrés se reproduisaient quelques jours plus tard, produisaient généralement moins de couvées et avaient tendance à élever plus de progénitures par oeuf. Quant aux mâles, ces derniers ont montré une survie plus élevée.
Ensuite, une performance des hybrides F1s similaire à celle des immigrés et des indigènes (moyenne Im-Na) a été mise en évidence pour la survie et pour plusieurs mesures de SRS. Cependant, les femelles F1s élevaient plus tôt les descendants et les mâles F1s étaient plus susceptibles de se reproduire. Les auteurs ont suggéré que l'hétérosis pouvait expliquer ces observations.
Enfin, le coefficient de consanguinité des F2s était comparable à celui des natifs (celui des F1s était nul). De plus, la survie des mâles et des juvéniles F2s était inférieure à celle des F1s et les mâles produisaient moins de descendants indépendants. Il apparaît qu'une dépression hybride ce soit donc installée à la génération F2.
Rigueur de l'article
Les méthodes utilisées lors de cette étude sont rigoureuses et les auteurs ont bien pris en compte dans leurs analyses les facteurs pouvant influencer les performances des oiseaux, tels que l'effet de l'année. En revanche, la puissance des tests statistiques étaient parfois limitée par la petite taille des échantillons.
Les méthodes utilisées lors de cette étude sont rigoureuses et les auteurs ont bien pris en compte dans leurs analyses les facteurs pouvant influencer les performances des oiseaux, tels que l'effet de l'année. En revanche, la puissance des tests statistiques étaient parfois limitée par la petite taille des échantillons.
Ce que cet article apporte au débat
Cet article met en évidence une différence importante dans les performances des hybrides F1s et F2s. En effet, même si l'hétérosis améliore la performance des hybrides F1s et diminue la consanguinité de la population, une dépression hybride peut apparaître à la génération F2, diminuant ainsi à nouveau la performance des hybrides F2s et augmentant une nouvelle fois la consanguinité. Cette dépression de croisement est sans doute due à une dissociation, par ségrégation et recombinaison, des complexes de gènes localement adaptés. De ce fait, il apparaît que l'hybridation peut avoir des effets positifs sur le court terme mais entraîner des effets négatifs par la suite. Compte tenu de cela, l'hybridation ne permettrait probablement pas de sauver les populations menacées sur le long terme. Ces observations soulignent la nécessité d'étudier les conséquences de l'hybridation au delà de la première génération.
Cet article met en évidence une différence importante dans les performances des hybrides F1s et F2s. En effet, même si l'hétérosis améliore la performance des hybrides F1s et diminue la consanguinité de la population, une dépression hybride peut apparaître à la génération F2, diminuant ainsi à nouveau la performance des hybrides F2s et augmentant une nouvelle fois la consanguinité. Cette dépression de croisement est sans doute due à une dissociation, par ségrégation et recombinaison, des complexes de gènes localement adaptés. De ce fait, il apparaît que l'hybridation peut avoir des effets positifs sur le court terme mais entraîner des effets négatifs par la suite. Compte tenu de cela, l'hybridation ne permettrait probablement pas de sauver les populations menacées sur le long terme. Ces observations soulignent la nécessité d'étudier les conséquences de l'hybridation au delà de la première génération.
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