Species can be defined as populations that are diagnosably distinct, reproductively isolated, cohesive, or exclusive groups of
organisms. Boundaries between species in sympatry are maintained by intrinsic barriers to gene exchange; these boundaries
may not be uniform in space, in time, or across the genome. Here, we explore the nature of the species boundary, defined as
the phenotypes/genes/genome regions that remain differentiated in the face of potential hybridization and introgression. We
emphasize that species boundaries are semipermeable, with permeability (gene exchange) being a function of genome region.
The early evidence for semipermeable species boundaries came from data on differential introgression in hybrid zones. This
“genic view” of species was common in the hybrid zone literature even when few molecular markers were available to characterize
genome-wide patterns of variation. Now, molecular tools allow detailed characterization of differentiation between
diverging lineages and patterns of variation across natural hybrid zones, but the questions being asked by evolutionary biologists
have remained much the same. Recent data (from DNA sequences and genotypes) reinforce earlier conclusions about
the semipermeable nature of most species boundaries. However, debate persists over the nature and extent of genome
divergence that accompanies speciation.
Titre de la review
Hybridation, Introgression et la nature des limites d'espèces
Hybridation, Introgression et la nature des limites d'espèces
Résumé de la review
Lorsque l'on cherche à définir un terme il faut en connaitre ses limites. C'est également le cas de la notion d'espèce où les limites doivent être clairement énoncées pour que la définition ait du sens.
Cette review discute de la nature des limites d'espèces en s'appuyant sur des concepts d'espèces présent dans le débat (concept d'espèce biologique, concept d'espèce génique, entre autre). Mayr (1963) définit une espèce dès lors qu'un isolement reproductif total est mis en place, sous entendu une barrière imperméable entre espèces et place cette notion de barrière à l'échelle du génome. Wu (2001) reprend l'idée de Mayr mais met en avant que les barrières peuvent être semi-perméable car la perméabilité est fonction de région du génome et non du génome entier (cf. Figure). Cette deuxième idée met en avant que l'isolement reproductif n'est pas total à l'échelle du génome et que certaines régions persistent dans le flux de gènes.
La discussion de cette review tourne autour du rôle de l'hybridation et de l'introgression dans la nature des limites d'espèces et met en avant l'idée d'une limite continue et non discrete entre espèces. En effet, on ne s'attend pas forcément à une limite abrupte entre espèces et cela est d'autant plus vrai si l'on considère des barrières semi-perméable. Selon les zones du génomes que l'on regarde, on ne retrouve pas les mêmes barrières et seul quelques régions clés vont permettre de définir une limite "abrupte".
En conclusion, les auteurs mettent en avant : (1) le développement des méthodes récentes de la génomique qui va permettre une meilleure compréhension des limites d'espèces, (2) qu'il apparait de plus en plus clair que la perméabilité est fonction de régions du génome et donc que les barrières sont semi-perméable entre espèces et (3) que cette avancée méthodologique permettrait de définir la dynamique de limites d'espèces dans le temps.
Lorsque l'on cherche à définir un terme il faut en connaitre ses limites. C'est également le cas de la notion d'espèce où les limites doivent être clairement énoncées pour que la définition ait du sens.
Cette review discute de la nature des limites d'espèces en s'appuyant sur des concepts d'espèces présent dans le débat (concept d'espèce biologique, concept d'espèce génique, entre autre). Mayr (1963) définit une espèce dès lors qu'un isolement reproductif total est mis en place, sous entendu une barrière imperméable entre espèces et place cette notion de barrière à l'échelle du génome. Wu (2001) reprend l'idée de Mayr mais met en avant que les barrières peuvent être semi-perméable car la perméabilité est fonction de région du génome et non du génome entier (cf. Figure). Cette deuxième idée met en avant que l'isolement reproductif n'est pas total à l'échelle du génome et que certaines régions persistent dans le flux de gènes.
La discussion de cette review tourne autour du rôle de l'hybridation et de l'introgression dans la nature des limites d'espèces et met en avant l'idée d'une limite continue et non discrete entre espèces. En effet, on ne s'attend pas forcément à une limite abrupte entre espèces et cela est d'autant plus vrai si l'on considère des barrières semi-perméable. Selon les zones du génomes que l'on regarde, on ne retrouve pas les mêmes barrières et seul quelques régions clés vont permettre de définir une limite "abrupte".
En conclusion, les auteurs mettent en avant : (1) le développement des méthodes récentes de la génomique qui va permettre une meilleure compréhension des limites d'espèces, (2) qu'il apparait de plus en plus clair que la perméabilité est fonction de régions du génome et donc que les barrières sont semi-perméable entre espèces et (3) que cette avancée méthodologique permettrait de définir la dynamique de limites d'espèces dans le temps.
Rigueur de la review
Cette review se base sur un grand nombre d'articles et semble poser les idées ayant fait part du débat. Aucun jugement ou prise de partie n'est présente dans cette review, seulement des liens possibles entre différentes idées qui permettent de mettre en lumière des perspectives de réflexions futures.
Cette review se base sur un grand nombre d'articles et semble poser les idées ayant fait part du débat. Aucun jugement ou prise de partie n'est présente dans cette review, seulement des liens possibles entre différentes idées qui permettent de mettre en lumière des perspectives de réflexions futures.
Ce que cette review apporte au débat
Cette review ne s'inscrit pas directement dans la controverse mais permet de mettre en lumière la difficulté de définir l'espèce comme groupe discret. En effet, la spéciation (formation de deux espèces) est un processus en mouvement perpétuel au cours du temps et si l'on regarde à un instant donné, on remarquera des barrières semi-perméable entre espèces. Cela met bien en avant la difficulté de poser une définition figée à quelque chose en mouvement. Si l'on se met à l'échelle de l'arbre du vivant, on comprend bien que cela apporte des difficultés supplémentaires.
Cette review ne s'inscrit pas directement dans la controverse mais permet de mettre en lumière la difficulté de définir l'espèce comme groupe discret. En effet, la spéciation (formation de deux espèces) est un processus en mouvement perpétuel au cours du temps et si l'on regarde à un instant donné, on remarquera des barrières semi-perméable entre espèces. Cela met bien en avant la difficulté de poser une définition figée à quelque chose en mouvement. Si l'on se met à l'échelle de l'arbre du vivant, on comprend bien que cela apporte des difficultés supplémentaires.
Figure
Semipermeable nature of species boundaries. (A) The vertical bars represent a chromosome with 3 loci () contributing to reproductive barriers. Barrier = alleles at loci under selection (light gray regions); only alleles with neutral loci(white regions) will be exchanged between species.
*(B)** Genomes of diverging lineages become less permeable over time(Wu 2001). Each pair of horizontal bars represents chromosomes of 2 diverging lineages. Very recently diverged species (pair I) may have few genes contributing to reproductive isolation (*). These regions will remain differentiated (light and dark gray regions), whereas gene exchange can occur in other parts of the genome (white regions). With increasing genetic divergence (chromosome pairs II and III), an increasing number of loci contribute to reproductive barriers.
@Figure 1 dans _Harrison et Larson 2014 (review de l'analyse)_
Semipermeable nature of species boundaries. (A) The vertical bars represent a chromosome with 3 loci () contributing to reproductive barriers. Barrier = alleles at loci under selection (light gray regions); only alleles with neutral loci(white regions) will be exchanged between species.
*(B)** Genomes of diverging lineages become less permeable over time(Wu 2001). Each pair of horizontal bars represents chromosomes of 2 diverging lineages. Very recently diverged species (pair I) may have few genes contributing to reproductive isolation (*). These regions will remain differentiated (light and dark gray regions), whereas gene exchange can occur in other parts of the genome (white regions). With increasing genetic divergence (chromosome pairs II and III), an increasing number of loci contribute to reproductive barriers.
@Figure 1 dans _Harrison et Larson 2014 (review de l'analyse)_
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