À la fin de cette leçon, tu sauras :
- Définir précisément les termes-clés de la polyploïdisation
- Distinguer une allopolyploïdisation (entre espèces) d’une autopolyploïdisation (au sein d’une espèce)
- Manipuler les notations de ploïdie (n, 2n, 3n, 4n…) dans des contextes concrets
1. Ploïdie et chromosomes
Ploïdie : nombre de jeux complets de chromosomes que possède une cellule. Une cellule peut être haploïde (n, un seul jeu), diploïde (2n, deux jeux), triploïde (3n), tétraploïde (4n), et plus encore.
Diploïde (2n) : se dit d’une cellule possédant deux jeux complets de chromosomes (un d’origine paternelle, un d’origine maternelle). C’est l’état des cellules somatiques de la plupart des animaux et de nombreuses plantes. Exemple : cellule somatique humaine, 2n = 46.
Triploïde (3n) : cellule possédant trois jeux complets de chromosomes. Exemple : embryon humain triploïde issu d’une dispermie. Souvent létal chez l’humain, plus fréquent et toléré chez les végétaux (banane Cavendish, par exemple).
Tétraploïde (4n) et au-delà : cellule possédant 4 jeux (4n) ou plus de chromosomes (5n, 6n, 8n…). Très fréquent chez les plantes à fleurs, beaucoup plus rare et généralement délétère chez les animaux.
2. Polyploïdisation et ses formes
Polyploïdisation : phénomène par lequel le nombre de jeux complets de chromosomes d’un organisme est multiplié. C’est un mécanisme majeur de complexification des génomes : tout le matériel génétique est dupliqué en une seule étape.
Autopolyploïdisation : polyploïdisation au sein d’une même espèce. Les chromosomes surnuméraires viennent tous du même génome d’origine. Exemple : la banane comestible Cavendish (Musa acuminata AAA), triploïde issue de plants tous Musa acuminata.
Allopolyploïdisation : polyploïdisation issue de la combinaison de génomes d’espèces différentes par hybridation. Le génome final contient des chromosomes provenant d’au moins deux espèces parentes. Exemple emblématique : Spartina anglica, hybride allopolyploïde de Spartina alterniflora et Spartina maritima.
3. Reproduction et hybridation
Hybride : individu issu du croisement entre deux espèces (ou variétés) distinctes. Les hybrides sont souvent stériles, sauf si une polyploïdisation rétablit la fertilité. Le mulet (cheval × âne) est un hybride animal stérile classique.
Autofécondation : reproduction d’un individu avec lui-même (cas fréquent chez les plantes à fleurs hermaphrodites). C’est un mode de reproduction sexuée qui assure la fixation des caractères et facilite l’établissement de souches pures.
4. Un exemple emblématique : la spartine
Spartine (Spartina anglica) : graminée de marais salés, issue d’une allopolyploïdisation entre Spartina alterniflora (espèce américaine importée accidentellement en Europe au XIXᵉ siècle) et Spartina maritima (espèce européenne native). L’hybride initial était stérile ; le doublement de son génome a restauré sa fertilité. C’est aujourd’hui une espèce à part entière, étudiée comme exemple classique de spéciation par allopolyploïdisation récente et observable.
Ne confonds pas polyploïdie (état) et polyploïdisation (phénomène). Un organisme tétraploïde est polyploïde ; le mécanisme qui l’a produit est une polyploïdisation.
Ce qu’il faut retenir
- Ploïdie = nombre de jeux complets de chromosomes (n, 2n, 3n, 4n…)
- Polyploïdisation = duplication du nombre de jeux chromosomiques d’un organisme
- Autopolyploïdisation = au sein d’une même espèce (ex. banane Cavendish AAA)
- Allopolyploïdisation = par hybridation entre espèces différentes (ex. spartine Spartina anglica)
- Hybride = issu de 2 espèces différentes ; souvent stérile sauf si polyploïdisation