Heterosis

Hétérosis

Cet article traite de biologie. En physique, en matière de théorie bosonique des cordes, on parle également de corde hétérosique : voir théorie des cordes.

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Voir « hétérosis » sur le Wiktionnaire.

L'hétérosis désigne une étape préalable au processus de sélection naturelle ou artificielle, caractérisée par la sélection de l'hybride dont les capacités et/ou la vigueur sont les plus élevées, tant par rapport aux autres hybrides que par rapport aux lignées parentes pures. L'hétérosis consiste ainsi, après hybridation de deux variétés pures mais interfécondes, à "sélectionner" ceux des rejetons qui combinent les qualités des deux variétés parentes les plus aptes à prospérer dans un environnement donné. Le terme d'hétérosis est donc inséparable du processus sélectif décrit par Darwin. Il signifie que l'on ne peut sélectionner indéfiniment une lignée pour la rendre toujours plus pure, sans risquer, lorsque la population est réduite, d'appauvrir son génotype et de voir certains effets indésirables apparaître. Des hybridation ponctuelles sont donc recommandées dans le cadre de la création d'une lignée pure. La théorie de l'hétérosis a été intégrée inconsciemment par des générations d'agriculteurs et d'éleveurs qui, parallèlement à la sélection des semences et des rejetons en hybridaient quelques uns avec d'autres variétés interfécondes.

Le terme d'hétérosis est souvent utilisé à tort dans le débat politique par les partisans de l'hybridation intra variétale tous azimuts, comme par les adversaires de toute hybridation :

- Les premiers (Lyssenko, Prezent) affirmaient que toute hybridation est nécessairement positive et implique nécessairement un accroissement du rendement. Cette fausse compréhension de l'hétérosis a été mise en oeuvre dans les années 50 en URSS par l'hybridation au hasard des vaches laitières de Jersey avec des taurillons de Crimée ainsi que par le démantèlement de la règlementation relative à la répartition géographique des semences. Cette interprétation malheureuse de l'hétérosis a entraîné non seulement une diminution, par dissémination, du nombre de variétés pures de bovins et de semences de blé, mais, de plus, une diminution drastique des rendements agricoles soviétiques [1].

- Les seconds, partant d'une lecture étroite des lois de Mendel, considèrent l'hétérosis comme une perte de temps, et préconisent une sélection continue sans hybridation au motif que, en cas d'apparitions de tares dans la population sélectionnée, il est toujours possible d'ajouter aux critères de sélection, l'élimination des éléments tarés (cette interprétation, appliquée à l'Homme, a donné lieu aux pratiques eugénistes des années 30 et, appliquée aux semences, à certaines méthodes de sélection intensive sur un nombre réduit de générations, combinée à l'usage de pesticides afin de compenser la vulnérabilité de variétés trop purifiées).

Aussi, afin d'éviter toute dérive idéologique, il serait préférable d'utiliser le terme d' "hybridation sélective" plutôt que celui d'"hétérosis".

Sommaire

Obtention d'une lignée "pure"

Une lignée est réputée "pure", lorsqu'elle tend vers l'homozygotie: pour chaque gène, les deux allèles sont identiques. L'avantage d'une lignée "pure" est que sa descendance est homologue et donc prévisible. Son inconvénient est de multiplier les risques d'apparition de "tares". On obtient en effet une lignée "pure" en reproduisant une population restreinte sur elle-même pendant plusieurs générations. Pour les animaux on parle de consanguinité. Il s'en suit une pression dégénérative qui pourra être levée à l'occasion d'un brassage de population.

effet hétérosis par brassage

L'effet d'hétérosis, nommé également vigueur hybride, se traduit par un gain de performances (ou plus exactement une annulation des "tares" des lignées "pures") qui résulte du brassage des différents allèles des différentes lignées. Le terme est inventé en 1914 et correspond à la découverte du scientifique George Harrison Shull, en élargissant la théorie de son rival Edward East, qui y voit non un effet génétique, mais une « stimulation physiologique » due à l'état hétérozygote. A l'heure actuelle, le mécanisme de la «stimulation physiologique» de East et Shull n'a jamais été identifié. C'est pourquoi l'explication génétique par annulation des "tares" des lignées "pures" reste la plus probable. Cette dernière explique notamment pourquoi l'effet hétérosis est d'autant plus grand que les populations de départ sont éloignées génétiquement.

L'effet d'hétérosis désigne l’accroissement particulièrement prononcé de la performance des individus hybrides ou métis. Cet effet est exploité en sélection animale et en sélection végétale. On parlera d’effet d'hétérosis lorsque la génération hybride F1 présente des performances supérieures à la performance moyenne de la génération parente P, homozygote ou de lignée pure.

Ainsi chez les céréales, comme le maïs ou le seigle, l'effet d'hétérosis conduit à une forte augmentation du rendement potentiel, sous réserve que les conditions réelles de production permettent à ce potentiel de s'exprimer pleinement. L'utilisation d'hybride F1 dans la production du maïs aurait permis de multiplier le rendement moyen par 5,7 en France entre 1950 et 2000 (de 15 à 86 q/ha)[2]

Selon certains agronomes, dont Jean-Pierre Berlan de l'INRA, aucune étude n'a jamais démontré une supériorité significative des hybrides F1, si ce n'est concernant leur coût pour l'agriculteur, incomparablement plus élevé. L'augmentation des rendements provient de l'usage massif des engrais ainsi que de la mécanisation. Les hybrides F1 sont en effet très réguliers et adaptés à la machine. Les rendements dont il s'agit sont donc des rendements financiers avant tout, pas des rendements "agronomiques", si par là on entend l'accroissement de la capacité de la terre à nourrir les êtres humains et à assurer les services écologiques tels que la préservation des sols, l'épuration de l'eau etc.

Le recours à l'hybridation en agriculture a considérablement augmenté dans les dernières décennies, en particulier chez les plantes potagères. En 1995, plus de 80 % des variétés de brocoli, de tomate et de chou étaient issues d'hybrides de variétés plus anciennes. Outre leurs performances accrues, ces hybrides présentent une plus grande homogénéité que les souches parentes : les plantes issues du croisement de deux lignées pures et sélectionnées du fait de leur vigueur hybride ont elles même fait l'objet d'une sélection tellement intensive qu'elles sont désormais génétiquement identiques.



 Parents:
               A-B-C-d-e-f         a-b-c-D-E-F
               A-B-C-d-e-f    X    a-b-c-D-E-F
 phénotype:
               A-B-C-d-e-f    X    a-b-c-D-E-F   
F1:
               A-B-C-d-e-f
               a-b-c-D-E-F
phénotype:
               A-B-C-D-E-F

Notes

  1. Jaurès Medvedev : "Grandeur et Chute de Lyssenko" 1970, préface de Jacques Monod
  2. Maïs, mythes et réalités, JP Gay, éd. Atlantica, 1999, page 297.

Voir aussi

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