Thread by @QADPlantes

#QuizAmeliorationDesPlantes

N°38

Mimétisme Vavilovien

Réponse

Bravo à la majorité qui a vu juste avec le seigle ... même si après la lecture de ce fil pour pourrez certainement conclure que les réponses blé ou orge étaient tout aussi justes ...

https://twitter.com/QADPlantes/status/1352668024730476545

Le mimétisme Vavilovien est un mimétisme au sein d'un agrosystème, dont le nom est un hommage au généticien russe Nikolai Vavilov. Il a fait grandement avancé les connaissances en génétique appliquées a l'agriculture notamment en identifiant les centres (régions) d'origine de

nombreuses espèces cultivées. Régions ou la diversité génétique est élevée et peut être considérées comme des sources importantes d'amélioration des variétés modernes.
mais c'est une autre histoire ...

Le mimétisme Vavilovien est un phénomène d'adaptation phénotypique qui peut avoir des conséquences évolutives importantes :

Lors de la domestication des espèces cultivées, qui doit être vu comme un processus continu et pas comme un événement ponctuel, les humains devaient

discriminer par leurs aspects les plantes a conserver (cultures) des plantes a éliminer (adventices). Des lors que certains individus au sein des populations d'adventices présentent des formes morphologiques proches des cultures en question, le cultivateur est de moins en moins

en mesure de les distinguer avec certitude. Phénomène qui avec le temps s'amplifie car les différences s'estompent de plus en plus. Cette incapacité à les distinguer abouti a sélectionner chez l'adventice des traits recherchés dans les cultures (couleur de la feuille, taille du

grain, temps de génération etc...) et ainsi a en faire une culture a part entière. Le mimétisme vavilovien est donc un bon exemple de sélection involontaire réalisée par les humains.

Disclaimer : je vais probablement utiliser (malgré moi) un vocabulaire finaliste pour décrire ces phénomènes, or il ne faut en aucun cas voir dans ces mécanismes une intentionnalité de la part du vivant ... il faut plutôt y voir un biais du survivant : on observe que ce qui nous

est parvenu (aujourd'hui ou par le passé) , on est aveugle à tous les chemins empruntés qui ne se sont pas soldés par un "succès". C'est un concept important a garder en tête !

Le mimétisme Vavilovien nécessite 3 acteurs clés pour sa mise en place :
1- Le Modèle : la culture d'intérêt à "imiter"
2- Le Mime : la plante qui "imite" le modèle
3- L'Opérateur (appelé aussi parfois le dupé) : le cultivateur qui doit distinguer le modèle du mime

Ainsi l'exemple du seigle (Secale cereale) doit être vu comme un des cas extrêmes ou une adventice est devenue une culture a part entière.
Les travaux de Vavilov complétés pas ceux de Sencer & Hawkes suggèrent que l'origine du seigle cultivé est multiple et située au sein des

régions historiques de culture du blé et de l'orge (Caucase et Asie mineure). Les données morphologiques, écologiques, archéologiques et cytologiques suggèrent que le seigle a évolué depuis Secale montanum comme une adventice du blé et de l'orge dans ces régions (si jamais ces 2

cultures étaient vraiment distinctes aux origines). La sélection de deux caractères a particulièrement contribué à l'évolution de ces espèces de seigle sauvage comme une culture a part entière : un épi qui garde les graines en place à maturité (et favorise ainsi la récolte plutôt

que la dissémination) et la taille du grain. Ainsi générations après générations, les cultivateurs s'accommodaient de mélanges d'espèces cultivées. C'est par la suite lorsque ces cultures se sont disséminées dans d'autres zones dues aux diverses migrations et échanges

commerciaux que le seigle a pu s'installer comme culture a part entière. En effet les conditions de culture de certaines régions étant moins favorables (hiver plus froid, sols plus pauvres ou plus acides) le seigle aurait pris le pas sur le blé et l'orge car plus adapté.

Un autre exemple de mimétisme vavilovien (et plus moderne) est la sélection du panic pied-de-coq (Echinochloa crus-galli) dans les rizières. Les pratiques culturales consistant a arracher à la main les adventices ont conduit à la sélection de variants d'E. crus-galli qui

possèdent une morphologie en tout point semblable au riz cultivé, ces variants mimétiques ont même été renommé Echinochloa crus-galli subsp. oryzicola (ou Echinochloa oryzoides).

Gauche : riz (oryza sativa)
Droite : Echinochloa crus-galli var. oryzicola (mimétique)

En effet, on retrouve chez les variants mimétiques des caractéristiques proches de celles du riz

Port général de la plante :

Gauche : Echinochloa crus-galli var. oryzicola (mimétique)

Droite : Echinochloa crus-galli var. crus-galli (non mimétique)

Taille et angle du limbe de la feuille

Gauche : Echinochloa crus-galli var. oryzicola (mimétique) = limbe étroit et angle -

Droite : Echinochloa crus-galli var. crus-galli (non mimétique) = limbe large et angle +

Couleur de la base des chaumes

Gauche : Echinochloa crus-galli var. oryzicola (mimétique) = verte

Droite : Echinochloa crus-galli var. crus-galli (non mimétique) = rouge

Noeuds des chaumes

Gauche : Echinochloa crus-galli var. oryzicola (mimétique) = rectiligne

Droite : Echinochloa crus-galli var. crus-galli (non mimétique) = anguleux

On peut ainsi constater que les récoltes et désherbages manuels ont favorisé la sélection d'adventices problématiques. La divergence entre les variants mimétiques et non mimétiques est estimée au alentours de l'an 1000, période a laquelle le riz a

remplacé le blé comme aliment de base et la population augmentant rapidement, le besoin de riz a participé à la forte pression de sélection de variants mimétiques.

Il existe d'autres exemples que je citerai ici sans aller dans les détails

L'avoine (Avena sativa) qui est devenu une plante cultivée par un mécanisme proche du seigle

Le lin batard (Camelina sativa) qui possède des graines très ressemblantes a celles du lin cultivé (Linum usitatissimum) et difficiles a séparer par vannage.

La Vesce commune (Vicia sativa) à droite qui produit des graines plates comme les lentilles (Lens esculenta) a gauche, plutôt que sphériques, ce qui pose problème lors de la récolte !

Les mécanismes sous jacents a ce mimétisme ne sont pas différents de ceux qui participent à la sélection naturelle dans un écosystème, seule nature de la pression de sélection diffère.

Merci de m'avoir lu

Fin du fil

Sources

Vavilovian Mimicry: Nikolai Vavilov and His Little-Known Impact on Weed Science
doi.org/10.1614/WS-D-1…

Genomic evidence of human selection on Vavilovian mimicry
doi.org/10.1038/s41559…

Crop Mimicry in Weeds
doi.org/10.1007/BF0285…