Ça brasse chez les levures
Publié par Adrien le 07/03/2019 à 08:00
Source: Jean Hamann - Université Laval
Une lignée de champignons microscopiques presque exclusive à la région de Québec serait la mère d'une nouvelle levure apparue récemment près de Toronto

Les relations de famille sont complexes et mystérieuses chez la levure sauvage Saccharomyces paradoxus. En effet, la lignée C* de cette espèce (Dans les sciences du vivant, l’espèce (du latin species, « type » ou « apparence ») est le taxon de base de la systématique. L'espèce est un concept flou...), qui se concentre surtout dans la grande région de Québec, serait l'un des parents d'une nouvelle lignée qui vient d'être découverte dans la région de Toronto. "On ne comprend pas encore comment la lignée C* peut se retrouver à grande distance des lieux où elle est abondante, souligne l'étudiant-chercheur Mathieu Hénault, du Département de biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie des sciences naturelles et de l'histoire...) et de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) de biologie intégrative et des systèmes. Par contre, comme l'hybridation de deux lignées menant à la création d'une nouvelle espèce est un événement rarement observé, nous en avons profité pour étudier le phénomène sur le vif." Les résultats de ses travaux, dirigés par le professeur Christian Landry, viennent d'ailleurs de paraître dans la revue Nature Communications.


L'arbre-levure, dessin à la craie sur tableau noir réalisé par Jean-Baptiste Leducq. Chaque élément de l'oeuvre a la forme d'une levure (Une levure est un champignon unicellulaire apte à provoquer la fermentation des matières organiques animales ou végétales. Les levures sont...). Les souches de C. paradoxus étudiées par l'équipe de Christian Landry vivent sur l'écorce (L'écorce est le revêtement extérieur du tronc, des branches et des racines des arbres, et plus généralement des plantes ligneuses.) des érables et des chênes ainsi que dans les sols des forêts où poussent ces arbres.

Proche parente de la levure utilisée pour la fermentation (La fermentation est une réaction biochimique de conversion de l'énergie chimique contenue dans une source de carbone (souvent du glucose) en une autre forme d'énergie...) du pain, du vin et de la bière, S. paradoxus est une espèce qui vit sur l'écorce des érables et des chênes ainsi que dans les sols des forêts où croissent ces arbres. Pendant longtemps, on croyait qu'il n'existait que deux lignées indigènes de S. paradoxus en Amérique (L’Amérique est un continent séparé, à l'ouest, de l'Asie et l'Océanie par le détroit de Béring et l'océan...) du Nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.): la lignée B, qui vit sur la côte ouest (L’ouest est un point cardinal, opposé à l'est. C'est la direction vers laquelle se couche le Soleil à l'équinoxe, le couchant (ou ponant).) des États-Unis et dans un vaste territoire (La notion de territoire a pris une importance croissante en géographie et notamment en géographie humaine et politique, même si ce concept est...) qui s'étend du sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.) des Grands Lacs jusqu'au sud du Québec, et la lignée C, qui se retrouve dans une bande étroite allant du New Hampshire jusqu'en Gaspésie.

Brassage de gènes

En 2014, l'histoire se complique alors que l'équipe de Christian Landry fait la découverte d'une troisième lignée, appelée C*, qui se retrouve presque exclusivement dans la grande région de Québec, là où les lignées B et C se chevauchent. Les analyses subséquentes de cette équipe ont révélé que le génome (Le génome est l'ensemble du matériel génétique d'un individu ou d'une espèce codé dans son ADN (à l'exception de certains virus dont le génome est porté par...) de C* est une mosaïque faite à partir des gènes des lignées B et C. Cette lignée serait donc issue de leur croisement, survenu après la dernière glaciation (Une glaciation ou période glaciaire est à la fois une phase paléoclimatique froide et une période géologique de la Terre durant laquelle une part importante des continents est englacée.).

En 2014, une équipe de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au moment...) de Toronto faisait elle aussi la découverte d'une nouvelle lignée de S. paradoxus, la lignée D, dont la répartition géographique se limitait exclusivement au campus (Un campus (du mot latin désignant un champ) désigne l'espace rassemblant les bâtiments et l'infrastructure d'une université ou d'une école située hors d'une ville. Ce terme inclut ainsi...) universitaire de Mississauga. Ces chercheurs ont d'abord cru qu'ils avaient eux aussi affaire à un hybride (En génétique, l'hybride est le croisement de deux individus de deux variétés, sous-espèces (croisement intraspécifique), espèces (croisement...) des lignées B et C, mais l'article qui vient de paraître dans Nature Communications indique que ce n'est pas le cas.

"La lignée D proviendrait de l'hybridation entre la lignée C* et l'une de ses lignées parentales, la lignée B, qui abonde dans le sud de l'Ontario", résume Mathieu Hénault. Ce nouvel hybride produit par rétrocroisement "contribue à la diversité génétique (La diversité génétique est une caractéristique décrivant le niveau de variétés des gènes au sein d'une même espèce (voire sous-espèce). On parle de diversité...) et phénotypique de l'espèce, notamment par son architecture (L’architecture peut se définir comme l’art de bâtir des édifices.) génomique (La génomique est une discipline de la biologie moderne. Elle étudie le fonctionnement d'un organisme, d'un organe, d'un cancer, etc. à l'échelle du génome, et...) et par la capacité d'utiliser certains nutriments. Cette forme d'hybridation aurait créé une population qui montre des caractéristiques propices à l'émergence d'une jeune espèce hybride", ajoute l'étudiant-chercheur.

Fait étrange, depuis 2015, les chercheurs ne sont pas parvenus à retrouver de spécimens de la lignée D là où elle avait été découverte. "Soit nous avons été malchanceux au moment de l'échantillonnage (L'échantillonnage est la sélection d'une partie dans un tout. Il s'agit d'une notion importante en métrologie : lorsqu'on ne peut pas saisir un événement dans son ensemble, il faut...), soit le nouvel hybride n'existe déjà plus localement, avance Mathieu Hénault. Les individus issus d'une hybridation peuvent connaître plusieurs fins évolutives. Certains peuvent survivre et s'isoler de leurs lignées parentales pour devenir une nouvelle espèce. D'autres peuvent avoir un phénotype moins performant ou même délétère et être appelés à disparaître. C'est peut-être le cas de la lignée D. Pour le moment, on ne peut que spéculer."

L'article paru dans Nature Communications est signé par Chris Eberlein, Mathieu Hénault, Anna Fijarczyk, Guillaume (Guillaume est un prénom masculin d'origine germanique. Le nom vient de Wille, volonté et Helm, heaume, casque, protection.) Charron, Matteo Bouvier et Christian Landry, de l'Université Laval, et par Linda Kohn et James Anderson, de l'Université de Toronto.
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