Enseignement 2023-2024 : Évolution humaine et génétique des populations
Séminaire du 1er mars 2024 : Flux de gènes et adaptation : cas de la domestication des pommiers et des champignons affinant les fromages
Intervenante : Tatiana Giraud, Directrice de Recherches au CNRS, Université Paris Saclay, membre de l’Académie des Sciences, Professeure invitée, Collège de France
La domestication est une évolution rapide sous l’influence de la sélection exercée par l’être humain. Nous avons domestiqué le chien, mais nous avons aussi fait évoluer les arbres fruitiers et des microorganismes. Nous verrons quels ont été les processus évolutifs à l’œuvre lors de la domestication des pommiers et des moisissures utilisées pour affiner les fromages comme le roquefort et le camembert, et en particulier comment les flux de gènes ont permis une adaptation rapide. Nous verrons aussi les menaces sur la biodiversité résultant de la domestication, notamment la perte de diversité des organismes cultivés et les flux de gènes vers les populations naturelles.
Chaire Génomique humaine et évolution
Professeur : Lluis Quintana-Murci
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Tous les enseignements du Pr Lluis Quintana-Murci :
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[Musique] bonjour à tous merci Louis donc effectivement moi je vais vous parler d’adaptation et de flux gè avec des exemples sur lesquels je travaille dans le cadre de la domestication et en particulier la domestication des pommiers et des champignons qu’on utilise pour affiner le fromage vous avez peut-être entendu ces derniers
Temps dans la presse que le cavamber était en voie d’extinction c’était un peu exagéré mais on va voir aujourd’hui pourquoi on parle de ça donc vous voyez en haut dans le Rockfort effectivement ce qu’on voit le le bleu dans les fromages bleus c’est un champignon une noisissure qu’on appelle penicilium rock
Forty bien nommé et sur le camamber c’est aussi un champignon une moisissure le pénicum camemberti et on va voir qu’on les a domestiqué de la même façon qu’on a domestiqué les chiens ou les chevaux ben on a domestiqué les moisissures pour faire des bons fromages et on a aussi
Domestiqué les pommiers et donc on va voir suivant quel processus et comment s fait leur adaptation et en particulier que les flux gèes ont contribué fortement à l’adaptation de ces organismes euh donc effectivement dans notre laboratoire et généralement la question c’est comment les être vivant s’adapte à leur environnement là on voit
Ici par exemple une araignée qui attrape sa proie une fourmis et elle a évolué pour ressembler fortement à ses proies pour pouvoir s’approcher plus facilement d’ell et les capturer des plantes adaptées à la sécheresse des animaux qui ressemblent à des feuilles pour se se camoufler ça peut paraître on peut se
Dire mais comment il peut y avoir une adaptation aussi exceptionnel donc les l’être humain s’est demandé depuis longtemps et jusqu’à ce que Charles Darwin apporte la réponse hein dans son livre l’origine des espèces où donc il a euh postulé et montré que les êtres vivants s’adaptent en se diversifiant à partir d’un même
Encè commun tous les êtres vivants sur Terre descendent d’un même encê commun et ce sont diversifié au cours du temps euh mais en fait c’est pas principalement l’apport de Charles Darwin hein on ça il y avait déjà à son époque l’idée que les espèces évoluaient changaient euh ce son principal apport
Hein c’était le mécanisme que évolution euh euh se produit par sélection naturelle hein comme Luis a expliqué c’est vraiment important de comprendre le principe d’évolution par sélection naturelle comme Louise vous a dit il peut pas y avoir d’évolution d’adaptation s’il y a pas de diversité génétique au départ parce que c’est le
Principe même de la sélection c’est que il y a de la diversité au départ la diversité génétique et phénotypique les individus sont différents donc là ils vont être plus petits plus bleus plus clair et le fait qu’ils sont différents donc il y a des individus ici les individus plus gros et plus bleus
Survivent mieux pendant leur vie et font plus d’enfants et donc s ils survivent mieux et ils font plus d’enfants qu’ leur ressemble et ben de génération en génération il va avoir de plus en plus d’individus gros et de plus en plus d’individus plus bleus nécessairement hein c’est par conséquence et c’est
Vraiment ça la sélection naturelle c’est un tri parmi la variation qui existe donc s’il y a pas de variation il peut pas y avoir de sélection il peut pas y avoir d’adaptation c’est vraiment le carburant de l’évolution la diversité euh une autre façon de représenter ça et
C’est la comme Louis vous a montré le cas fameux des girafhe euh donc comme je vous ai dit à l’époque de Darwin il y avait déjà l’idée d’évolution mais par exemple la marque disait que l’évolution se faisait par hérédité des caractères acquis donc l’idée c’était que bah si le coûpt des
Girafes augmente c’est parce que pour se nourrir et arriver à atteindre ses plus hautes branches elles étirent leurs coup et qu’elles passent à leurs descendants le coup plus long qu’elles ont à quiis pendant leur vie à force de s’étirer et donc le coup s’allonge et la vision de Darwin est complètement différente he
C’est que dès le départ il y a de la variation des girafes au coup plus ou moins long et celles qui ont des coups plus longs mangent plus et donc survit mieux il y a des morts il y en a qui se reproduisent pas et c’est vraiment ça
Qui fait l’évolution c’est le fait que il y a la variation certaines survivent mieux et passent à leurs descendants leur caractère et donc ça fonctionne que si au départ il y a de la diversité une autre façon encore de le représenter hein et comme Louis vous a déjà dit il faut qu’il ait
Plusieurs caractéristiques pour que la sélection naturelle fonctionne il faut qu’il y ait de la variation au départ de l’éritabilité c’est-à-dire ici il faudrait qu’il a des coccinelles grises et d’autres rouges les grises font des enfants gris les rouges font des Enfants Rouges il y a une différence de survie
Ou de nombre d’enfants ici les rouges sont moins mangés parce qu’ell elles sont toxiques elles sont reconnues parce qu’elles sont rouges et donc les gris sont plus mangé donc elles survivent mieux et donc de génération en génération il y a plus de rouge et donc toute la question c’est donc comme dire
La la variation est essentielle et donc comment elle se produit cette variation dans les populations donc il peut y avoir de la mutation donc c’està-dire une erreur pendant la réplication de l’ADN c’est la mauvaise base est incorporée elle est pas réparée ça fait de la variation donc ça on
Connaît plein de cas d’adaptation par variation dans les populations euh un cas très connu en adaptation c’est ces petites rongeurs qui peuvent avoir deux morphes plus sombres ou plus claires et qui du coup peuvent se camoufler les plus claires se camouflent mieux dans un milieu clair et les plus sombres dans un
Milieu sombre et elles sont moins mangées quand elles sont mieux camouflées et cette variation en couleur est d à une seule mutation dans une protéine qui permet ou pas de transformer le pigment et donc ça c’est une mutation sur un acide aminé qui fait une une différence de couleur drastique
Il peut y avoir d’autres types de mutations qui font des couleurs très différentes hein par exemple on peut y avoir une mutation dans un gène qui fait qu’il fonctionne plus on n’arrive plus à faire de la mélanine donc la couleur donc ça peut donner des albinoses par exemple qui arrivve régulièrement dans
Les populations naturelles et en général elles sont contreesélectionnées mais on verra que justement dans nos moisissur du fromage le camamber en fait c’est un albinos he qui a perdu sa capacité à faire des pigments avant ils étaient bleus euh d’autres types de mutations sur les couleurs qui peuvent arriver un
Peu plus facilement aussi euh c’est donc un cas classique en évolution c’est ces petits papillon vous voyez ici là il y a un papillon mais il est très bien camouflé sur lesé lcaine c’est la Faline du boulot et il y a deux morphes une qui est très bien camouflé sur les cylèes
Euh sur les liquennes et une morphe noire euh qui est mieux camouflée quand il y a pas de lquenne et en fait c’est un cas très connu en évolution qui a été bien étudié c’est pendant la révolution industrielle au 19e siècle en Angleterre les licen ont disparu parce qu’ils
Commençait à avoir plein de pollution les licenes supportaiit pas la pollution ils avaient disparu et donc avant il y avait cette morphe là était majoritaire parce qu’elle est arrivé à se camoufler sur les boulots et à partir de la révolution industrielle les glycenes ont disparu et cette morphe là était mieux
Adapté elle était moins mangée et elle s’est mis à augmenter en fréquence très fortement et après quand la pollution a risparu les lquenes sont revenus et cette morphe là a réaugmenté en fréquence c’est un exemple classique d’évolution par sélection naturelle et on vient récemment de comprendre quelle
A été la mutation responsable de cette morphe noire et en fait c’est un gène sauteur hein dans les génomes il y a des petits fragments qui sont capables de se multiplier qui servent à peu près à rien sauf à sa’auto multiplier c’est un peu comme des parasites ultimes de notre
Génome euh qui se multiplient dans les génomes mais de temps en temps ils peuvent causer des mutations qui peuvent même être adaptatives comme là donc il y a un un de ces gènes sauceurs qui s’est mis dans le gène responsable de la couleur de cette morphe là qui fait que
Ça fonctionnait plus et là pour le coup ça a donné un un phénotype adaptatif euh alors le problème de ces mutations c’est que c’est bah c’est très rare par exemple les taux de changement d’un d’un acide aminé d’une paire de base c’est tous les 100 millions d’enfants donc
C’est très lent pour arriver à avoir de la variation et avoir la bonne mutation alors les les les gènes ur c’est un peu plus c’est un peu plus fréquent ça se multiplie dans les génomes mais quand même c’est très ça pe on peut attendre très longtemps d’avoir la bonne mutation
Qui permettent la bonne adaptation et par contre la migration c’est très rapide hein si on reprend nos nos cxinelle on a une population de coccyè rouge une population de cxyè grise on peut dire chacune adaptée à son environnement comme les morphes noirs ou blanche suivant si les trons sont noirs
Ou blancs ben si tout d’un coup là ça devient avantageux d’être rouge bah il suffit qu’il y ait un migrant qui arrive et hop on a tout de suite la bonne mutation on n pas besoin d’attendre qu’elle arrive par mutation donc la migration c’est euh ça accélère en fait
L’évolution ça permet d’avoir tout de suite plus de variations sur laquelle la sélection naturelle peut agir donc si on revient à Charles Darwin à son livre l’origine des espèces donc ça c’est le la seule figure qu’il y a dans son livre où on voit la diversification au cours du temps de bas
En haut avec des nouvelles forme qui se qui génère à chaque pas de temps d’autres qui disparaissent hein c’est et c’est vraiment une une figure ce qu’il faut comprendre dans cette figure c’est vraiment que c’est un équilibre dynamique euh la la diversité des espèces des formes la biodiversité c’est
À chaque pas de temps il y a des espèces qui disparaissent d’autres qui réapparaissent qui changent et donc la les espèces la biodiversité c’est pas un équilibre stable euh on sait tous hein comme cette bille au fond du trou si on l’écarte un peu de son
Équilibre elle y revient ça ça serait un équilibre stable mais la biodiversité c’est pas non plus un équilibre instable tel que cette bille là si on l’écarte un peu elle tombe et elle reviendra jamais en haut la biodiversité fa c’est mieux de l’avoir comme un un équilibre
Dynamique c’est comme quand quand on est à vélo hein on est en équilibre parce qu’on avance si on arrête on tombe la biodiversité c’est pareil on peut pas dire on va conserver la biodiversité telle qu’elle puisque elle elle persiste en fait que parce que elle s’adapte tout
Le temps de génération en génération à des nouvelles conditions à ses pathogènes à ses prédateurs et donc si on veut conserver la biodiversité il faut surtout maintenir en fait cet équilibre dynamique et donc cette variation et cette capacité à s’adapter euh et donc cette capacité à s’adapter ben c’est d’avoir cette diversité
Génétique en particulier euh et la capacité à à régénérer la diversité et à s’adapter au cours du temps et donc pour expliquer un peu tout ça et comprendre mieux euh donc Darwin s’était intéressé à la domestication et en particulier à la domestication des pigeons euh et d’ailleurs il a appelé vraiment le
Mécanisme de sélection naturel d’après le mécanisme de sélection artificielle he il a vraiment fait l’analogie et et il s’est aidé de la domestication pour comprendre la sélection naturelle parce que c’est vraiment le même principe hein dire qu’on a de la variation dans dans l’espèce le pigeon ramier he l’espèces
Sauvag il y a des individus plus ou moins clairs plus ou moins grands et sélectionneurs ce qu’ils font bah ils prennent les individus qui sont s’ veulent faire des colombes ils vont prendre les individus les plus clairs ils vont les faire se reproduire entre eux et à chaque génération ils vont
Choisir les enfants les plus clairs jusqu’à obtenir une race blanche et et la sélection naturelle fait pas autrement elle trie parmi la variation et il y a des individus qui ont des certains caractères qui se reproduisent davantage et donc ces caractères augmentent en fréquence dans les populations donc on a domestiqué plein
D’organismes vivants he le premier organisme vivant qui a été domesti tiqu c’était le chien il y a 20000 ans et c’est court he au regarde l’évolution il y a seulement 20000 ans qu’on a commencé à domestiquer le chien à partir du loup Canis lupus et donc d’ailleurs tous les tous les races de
Chiens c’est la même espèce c’est Canis lupus en latin et on voit la diversité énorme de races qu’on a réussi à générer en si peu de temps ce qui montre bien que la sélection naturelle avec des millions et millions d’années d’évolution peut générer des formes aussi extraordinaires euh on a donc on a
Sélectionné différents types de comportements différents types de robes de tailles aussi d’aille des on a sélectionné aussi les muscles qui a pas chez les loups hein quand ils ont l’air triste comme ça c’est vraiment des muscles spécifiqu des yeux qui ont été qui ont évolué sous l’effet de la la
Sélection humaine sûrement parce qu’on les trouvaé plus attirant et on avait pitié on a des domestiqué des plantes aussi hein toutes les formes de choux de chou-fleurs de brocolis viennent du chou sauvage où Ben l’être humain a prendre pris des individus qui avaient des soit des
Fleurs plus gros soit des ches plus gros des bouchons plus des boutons plus gros et à générer une variété énorme euh de de légumes euh pareil chez la carotte vous voyezci une carotte sauvage avec très peu de ressources dans sa racine et ben en sélectionnant les individus qui avaient des les racines
Les plus grosses les plus riches en ressources on est arrivé à une variété une grande diversité de rass de carotes euh un exemple très bien étudié c’est la domestication du maïs euh là vous voyez une image de l’ancêtre sauvage la théocinte vous voyez que les grains étaient tout petits très durs euh
Ils se dispersaient tout de suite en dehors des épilles il y avait plein de tiges euh différentes et et donc on a sélectionné pour une seule grande tige parce que c’était plus facile à planter à récolter pour des gros épis plein de ressources qui reste sur l’épis c’est
Plus facile à récolterévidemment que s disserent partout dans les champs vous voyezci une photo de la théocinte donc un peu l’ancêtre sauvage du maïs et vous voyez le grain de maïs qu’on a les épines de maïs qu’on est arrivé à sélectionner et donc la domestication utilisé comme un modèle de d’adaptation
Et de sélection donc vous voyez à partir du pigeon on sélectionne de génération en génération les plus blancs et on peut arriver à des colombes et donc on a on a sélectionné pour des formes différentes et aussi des diversifications on a vu chez chez le chien on a sélectionné plein de rases
Différentes B chez le maïs aussi hein au départ les donc les les hommes les êtres humains ont fait on sélectionné des épis plus gros et cetera mais aussi plein de formes différentes parce qu’en fait il y avait une sélection dans différents endroits pour une adaptation locale aux conditions climatiques locales aux
Préférences locales donc il y a eu toute une période où on il y a une grande diversification de de de races et puis une sélection plus récente beaucoup plus forte et là un appauvrissement énorme de la diversité génétique on a pris un peu les les les variétés les plus
Performantes qu’on a planté à énorme échelle sur toute la planète donc la domestication chez le maïs mais chez plein d’autres organismes plein de plantes il y a une période d’énorme diversification avec plein de races différentes adaptées à des conditions locales et puis récemment une sélection très forte qui homogénéise énormément
Les variétés à l’échale de la planète par exemple les différentes rases de maïs hein et je suis sûre que vous en connaissez qu’une on en mange plus qu’une alors que il y a plein de races différentes adaptées à des conditions différentes et on a vu le problème c’est
Que sans diversité il peut plus y avoir d’adaptation donc si on perd toute cette rich richesse de diversité qu’on avait sélectionné pendant des siècles pour la plus performante actuellement le problème c’est que si à long terme on perd énormément de capacité à adapter à des nouveaux conditions climatiques ou à
Des nouveaux pathogènes si on oublie toute cette diversité là et d’ailleurs pendant pendant longtemps on s’est servi de cette diversité pour des adaptation locale et des hybridations entre différentes races pour permettre une adaptation plus rapide euh par exemple donc les les races de maïs aux États-Unis qui sont plantées il y a une
Adaptation locale c’est-à-dire par exemple elles ont pas le même moment de furision c’est adapté aux conditions locales de climat c’est plus avantageux de fleurir plus ou moins tôt plusou plus tard donc on voit par exemple le temps le nombre de jours qu’il faut pour fleurir dans le Nord dans le centre ou
Dans le sud hein c’est c’est des temps différents et euh les les races de maïs qui ont été importé en Europe mais en fait elle ça a été des hybridations entre différentes races pour avoir les périodes de floraison optimales aux endroits locals en Europe donc on s’est
Servi de toute cette diversité qui avait été sélectionné en Amérique hein le maïs est originaire d’Amérique et par hybridation on a on a pris les meilleures variétés pour les conditions locales de culture en Europe donc il y a eu une adaptation par hybridation par Flug et même aux États-Unis hein il
C’était aussi une une une adaptation par flutgène vous voyez ici dans un gène de floraison on voit une ligne par lignée de maïs et les couleurs c’est des des variations dans les paires de base dans les bases de l’ADN et donc on voit qu’entre les maïs du Nord et les maïs
Tropicaux il y a des séquences différentes elles ont des patterns différents et dans les maïs du Corn Belt ben on voit qu’il y a certaines lignées qui ont une partie de leur gène qui ressemble au maïs du Nord et l’autre partie de leur gène qui ressemble au
Maïs tropicaux donc il y a eu des mélanges génétiques qui ont permis une adaptation et en particulier une à la période de floraison optimale euh dans le Corn Belt de la même façon il y a eu des flux de gel euh pour une adaptation au haute altitude hein donc euh florer en poussé
En haute altitude pour des plantes hein ça demande des adaptation spécifique parce que il y a beaucoup de vent euh ce qui font euh qui assèchent les plantes donc il faut se protéger contre plus d’huvet plus de sécheresse plus de vent plus froid et donc on voit ici donc je
Vais présenter pas mal de ces types de graph là donc vous avez en chaque lien euh vertical c’est un individu euh ici vous avez plusieurs individus de maïs et tout ça c’est des théocin des individus de théocinte et la couleur représente le groupe génétique auquel ils ont été
Assignés donc on on essaie de on a des maintenant des logiciels assez puissants qui nous permettent à partir de on génotype on séquence les génomes de plein de maïs et plein de théocintes et on dit ben fais-moi deux groupes génétiques qui me séparent par exemple les théocintes et les maïs donc là tous
Les individus en jaune ils ont un génotype maïs un fond génétique maïs et tous les individus en mauve là un il ressemblent plus à de la théocinte et donc ce qu’on voit ici c’est que et donc on a des on a des individus là qui sont principalement maïs mais qui on un peu
Un peu de gêne de théointe hein ils sont principalement jaunes mais ils ont aussi un peu de mauve et là c’est des théocinte qui sont principalement avec du génotype thocinte mais on voit qu’ils ont un peu de gène maïs et donc on voit que ça c’est des traces de mélange
Génétique d’hybridation et donc effectivement les maïs qu’on a planté en haute altitude au Mexique et ben ils se sont adaptés par des flux de GERES depuis la théocinte qui elle étaient déjà adapté par des plein des millions de générations de survie dans ces haut plateaux au Mexique et donc dans ces
Cultures il y a eu une adaptation par flutgène de depuis la théocinte post domestication euh euh qui permet donc comme on a vu une adaptation plus rapide et on voit ici hein la quantité d’introgression c’està-dire la quantité de gènes qu’ils ont récupéré de la thocinte en fonction d’altitude où le
Maïs a été planté on voit qu’il y a une belle corrélation hein plus il est planté haut le maïs plus il a incorporé de gèes de théocin qui lui permettent de mieux pousser dans ces conditionsl et on peut regarder aussi sur des phénotypes hein euh les poils sur les feuilles par exemple qui
Permettent de résister à la sécheresse en haute attitude ça limite l’évaporation ben on voit que les maïs euh qui ont des traces d’introgression de gènees de théocinthte ils ont beaucoup plus de poils sur leurs feuilles que ceux qui n’ont pas de traces d’introgression donc ces Flut gè depuis la théocinte ont permit une
Adaptation à l’altitude en particulier d’avoir plus de poils sur les feuilles les maïs qui ont plus de gèes de théocinte ils ont aussi plus pigmentés ce qui permet de résister aussi aux UV qui sont plus forts en haute altitude et les plantes elles sont aussi plus grandes quand elles ont plus de
D’introgression donc il y a eu des fluxgèes postdomestication de laathéocinte au maïs qui permettent une meilleure adaptation et on le voit sur les phénotypes et inversement il y a eu aussi des flux gèes du maïs vers la théocin sauvage qui lui a permis une adaptation donc la théocinte elle était
Originaire d’Amérique centrale euh et les les êtres humains l’ont domestiqué là-bas mais en fait elle elle est aussi envahissante en Europe maintenant he avec tous les transports euh de marchandises de terr il y a beaucoup d’espèces exotiques qui se retrouvent dans les nouveaux continents et la théocinte s’y’est retrouvé en Europe où
En fait elle est un peu problématique dans les champs c’est un peu une mauvaise herbe qui gêne la culture du maïs et euh donc là pareil hein vous avez euh une ligne verticale par individu là vous avez les maïs en bleu et là vous avez différentes sous-espèces
De théocintes et là vous avez les théocintes européennes qui sont envahissantes dans les champs et vous voyez qu’elles sont elles ont un peu de bleu comme le maïs et moins de jaune typique des des théocintes mexicana et donc il a eu des fluxgèes du maïs vers
La théocin et qui sont liés à des allèles de précocité de floraison et de résistance aux herbicides donc inversement il y a eu des flux de gèes du maïs vers les théocines sauvage et qui ont permis une adaptation rapide aux conditions locales de climatique et de résistance aux herbicides qui sont
Répandus dans les champs et donc on voit l’importance de l’hybridation et des flux gèes pour une adaptation rapide et donc ça c’est c’est tout cette étude des plantes domestiquées et cultivées a été un peu fondée par Nicola vabilov donc c’était un russe qui a étudié un peu les plantes
Cultivées il a a beaucoup voyagé dans le monde et découvert les centres de domestication des plantes euh qui étaient des centres de diversité là où il y avait le plus de diversité des plantes sauvages et il insistait vraiment sur dans le processus de domestication justement l’importance des gchanges génétiques pour pouvoir euh
Continuer à améliorer euh à faire de l’amélioration variétale qu’ disait vraiment ce qui permet une meilleure amélioration variétale adaptation c’est d’avoir plusieurs centres de domestication plusieurs fermiers qui chacun sélectionne euh c’estes euh son maïs par exemple adapté à ses conditions locales ce qui permet d’avoir globalement une grande diversité
Parceque vous avez plusieurs centres avec différentes variétés et puis de temps en temps deschang génétiques qui permet que s’il y a eu un nouvel allèle très avantageux qui apparaît quelque part bah ils puisse se disperser par migration et qu’on nit pas à attendre une nouvelle mutation pour récupérer ce caractère
Avantageux alors la domestication a pas apportter que des caractères avantageux aux organismes domestiqu souvent il y a des la ce qu’on appelle la dégénérescence euh à la fois duû euh à des goules et d’étranglements hein comme vous avez expliqué Louis si on part des plantes sauvages qui ont énormément de
Diversité et qu’on sélectionne quelques individus euh qui ont des caractères avantageux B globalement il y aura moins de diversité dans la les plantes domestiquées que dans les plantes sauvages et par hasard des fois on peut aussi amener des caractères qui sont désavantageux ou on va vraiment sélectionner pour des
Caractères qui sont désavantageux dans la nature par exemple ici vous voyez la banane sauvage qui a des grosses graines dont on voulait pas pour manger donc on a sélectionné des grosses bananes plein de fruits mais du coup des pas beaucoup de graines et donc elles sont plus
Capables de se reproduire dans la nature euh mais aussi vraiment des caractères desavantux par exemple les bullledldog on a sélectionné une grosse tête une une tête toute plate B ils sont même plus capables des fois de respirer correctement et ils sont plus capables de se reproduire tout seul on est obligé
De les inséminer pour les faire se reproduire donc le fait d’avoir sélectionné très fort on a perdu beaucoup de diversité et par des fois par autostop un peu on a on a pris des des mutation qui était désavantageuse et donc c’est c’est c’est il y a de la dégénérescence
Due à la domestication et des fois on a ben en récup en domestiquant en prenant une petite partie de la diversité génétique qui existait au départ on a oublié certains allèles importants comme par exemple les gènes de résistance aux maladies hein chez les pommes vous avez des champignons qui les attaquent ici la
Tablelure du pommier dû à un champignon c’est pour ça qu’on répond énormément de fongicides sur les pommiers c’est les cultures où il y a le plus de fongicides et de pesticides parce qu’il y a les les pommes attaquées sont moins vendables bah il y a plein de Gênes de résistance
Qui existent dans les populations sauvages qu’on n’ pas récupéré dans les populations domestiquées et des fois ben on croise les population domestiquée avec la population sauvage pour essayer de récupérer ces gênnes de résistance donc donc encore une fois une une adaptation plus rapide par flutgè et par
Hybridation donc je vais vous parler des travaux plus spécifiquement qu’on a fait dans notre dans notre laboratoire sur les pommiers et les champignons du fromage donc je vais vous parler d’abord des pommiers et puis du pénicium rockforty la moisissure bleue qu’on trouve dans le Rockfort et le penicium camberti la moisissure blanche qu’on
Trouve sur les bris et les camamberes donc sur la domestication du pommier alors les pommiers donc vous connaz tous le Pomier cultivé qu’on appelle malus domestica et les alors il y a plein de Pomiers sauvages alors il y a eu pendant longtemps des débats sur combien d’espèces sauvages il y a chez les
Pommiers alors il y a plusieurs espèces avec des noms latins qui avaient été décrites le malus sylvestris en Europe le malus orientalis au Moyen Orient le malus civersi en Asie et malus bakata encore plus à l’est et alors le malus civersi fait des assez gros assez grosses pommes qui peuvent le pommier
Asiatique qui peuvent même ressembler vraiment à des pommes qu’on peut acheter de maïs cultivé et il fait des énormes forêts qui sont vraiment que des pommiers he c’est pas comme le pommier sauvage européen où on trouve un pommier par-ci par là en forêt le pommers asiatique c’est des forêts entières que
De pommiers avec des énormes fruits et donc c’est vilof qui avait qui avait été étudier un des premiers ces ces forêts de pommiers et donc pendant un moment on pensait qu’en fait il y avait pas vraiment eu de domestication du Pomier que c’était juste on avait récupéré le pommier sauvage asiatique qui faisait
Déjà des grosses pommes et qu’on l’avait amené en Europe du temps des Romains d’ailleurs les les premières études qui avaient été fait avec quelques gênnes séquencés trouvai effectivement que le pommier asiatique et le pommier cultivé était assez mélangé qu’on arrivrivait pas bien à les distinguer euh alors pourquoi ils avaient des déjà des
Grosses pommes les pommiers asiatiques bah c’est parce qu’ils étaient mangés par des gros mammifères qui avaient sélectionnés pour des gros fruits qui étaient plus attractifs et qui permetttait aux pommiers de disperser leurs graines et donc l’idée c’était que donc le pommier asiatique avait été ramené par les routes de la soie par les
Romains en Europe et juste planté comme ça euh et donc on a essayé de de quand même voir un peu plus en détail s’il y avait pas eu pu avoir des hybridations lors euh de le long de la route de la soie et en particulier avec le Pomier
Sauvage européen donc on a à l’époque on avait pas séquencé les génomes complet on avait étudié avec des marqueurs micratellites donc c’est des répétitions comme ça dans les génomes avec un grand nombre de fois le même motif très court et du coup c’est assez variable parce que des fois pendant la réplication de
L’ADN il y a des erreurs et ça rajoute ça enlève une répétition donc c’est des zones du du génome qui sont très variables on voit ici des allèles différents euh et donc c’est surtout ils sont neutres hein ce que quand on veut reconstruire l’histoire des populations et pas seulement l’histoire de
L’adaptation c’est important d’avoir des marqueurs neutres pas soumis à sélection hein par exemple si on voulait reconstruire l’histoire de euh la l’histoire des populations humaine à travers la planète en regardant la couleur de la peau ben on se tromperait parce que la couleur de la peau est sous
Forte sélection vous voyez ici la la couleur de la peau en fonction de la latitude il y a une sélection pour des couleurs plus sombres quand il y a plus DUV et des cou couleur plus claire quand il y a moins d’uvé hein pour pour se protéger avec la mélanine contre les
UVA basse latitude et au contraire quand il y a pas assez de lumière on synthétise pas assez de vitamine D et du coup on il y a une sélection pour des peaux plus claires alors que si on regarde avec des marqueurs neutres on voit bien que l’histoire est complètement différente on est sorti
D’Afrique et on a coloniser les globes ce qu’on peut pas retracer l’histoire de ces populations si on regarde des marqueurs sélectionnés donc pour comprendre l’histoire des populations la migration des populations on regarde des marqueurs neutres donc on a fait de la même façon euh je vous ai montré tout à l’heure
Pour les maïsin avec les marqueurs génétiques on a fait des groupes génétiques de ces différents Pomiers encore une fois vous avez une ligne verticale par individu et une couleur par groupe génétique et donc on voit qu’on avait très joliment un groupe génétique par espèce latine donc on
Était assez content il y avait bien le malus orientalis existe bien et bien diff différencier du malus siiversi du Malis sylvestrice on a bien nos différentes espèces de pommier sauvages et le pommier domestique pardon le pommier domestique en verre et bien génétiquement différencié et y compris différencié de malus civersi donc c’est
Pas comme si on avait juste ramener le Pomier asiatique en Europe le Pomier cultivé est bien différencié du promier asiatique donc on a bien eu une domestication et une différenciation des populations et alors quand on regarde un peu plus précisément par paire d’espèces donc à chaque fois là vous avez le
Pommier cultivé en vert et une espèce de pommier sauvage en rouge et différentes espèces de pommers sauvage donc si on regarde si on compare le pommier cultivé avec le pommier du cauase le pommier cultivé en Europe et le pommier du Caucase on voit deux groupes très différenciés pareil si on regarde en
Asie ou en sibéie et par contre si on regarde en Europe on voit que dans le Pomier cultivé on voit plein de traces de rouge qui correspond au premier sauvage européen et donc on voit qu’on a eu plein de flux de gèes plein d’hybridation et on a importé plein de
Gènes dans le premier cultivé qui venait du premier sauvage européen donc l’histoire était pas si simple et donc on a on a fait un peu des des modèles et on a regardé quel était le scénario le plus probable de domestication donc ce qu’on fait c’est qu’on on essaye plein de scénarios soit domestication
Seulement de du du premier sauvage asiatique soit domes ication seulement du Pomier sauvage européen ou hybridation et cetera et on regarde quel scénario explique le mieux nos données génétiques et c’était ce scénario là qui expliquait le mieux nos données génétiques c’estàd qu’il y avait une domestication du pommier cultivé depuis
Effectivement le pommier asiatique mais avec ensuite des flux de gèes secondaires du pommier sauvage européen qui avait importé beaucoup d’allè adaptatif dans le pommier cultivé donc le notre pommier cultivé européen est un résultat de mélanger éthique entre le premier sauvage asiatique et le premier sauvage européen secondairement donc ce qui
S’est passé hein donc on a bien ramené les Romains ont bien ramené le maluersi en Europe le long des routes de la soie mais une fois qu’on l’a cultivé en Europe il y a eu plein d’hybridation et incorporation d’agè d’adaptation aux conditions locales alors on peut se
Demander est-ce qu’il y a pas eu aussi ici qu’est-ce qui s’est passé avec le malus Orientalist et qu’est-ce qui est cultivé dans cette région là donc on est essayer de garder donc il y a aussi un pommier sauvage au Proche Orient malus orientaliste qui fait des toutes petites
Pommes un peu comme le Pomier sauvage européen qui fait des toutes petites pommes qui sont pas mangeables comme ça directement par nous et donc ce alors ce qu’on a trouvé donc ici encore une fois vous avez une un individu par ligne verticale et un groupe génétique par
Couleur et donc ici en jaune vous avez le pommier cultivé européen et ici le pommier cultivé en Arménie et en Iran et on voit que c’est pas du tout les mêmes groupes génétiques c’est un autre pommier cultivé il y a eu une domestication indépendante du pommier dans ces régions
Là et ici on a les malus Orientalist un plein de populations sauvages différentes et donc pareil on a essayé de reconstruire le scénario de domestication donc encore une fois le le Pomier cultivé européen vient du malus siivcile pommier asiatique avec des fluxgèes du pommier européen alors que
Le pommier qui est cultivé en Iran par exemple vient de du pommier malus orientalis local il a été domestiqué et il y a même eu deux domestications indépendantes locales qui donnent des groupes génétiques et surtout il y a eu aussi plein de flux de gèes hein on voit
Encore une fois dans les pommiers cultivés c’est pas des couleurs complètes on voit des flux gèes et dans les deux sens d’ailleurs entre les pommiers sauvages et les pommiers cultivés on a regardé aussi un peu certains caractères ce que pouvait retracer les les mutations responsables de certains caractères intéressants et
En particulier la grosseur de la pomme et donc avec des collaborateurs on a fait des mutants et on a pu vraiment montrer encore une fois que la grosseur de la pomme là a été aussi dû à l’insertion d’un d’un gêne sauteur dans une région régulatrice de la formation
De la fleur et donc encore une fois c’était une adaptation par un gène sauteur dans une région régulatrice qui permet aussi une adaptation plus rapide que juste des mutations par paire de base mais cette mutation elle s’était pas faite dans le Pomier cultivé elle était déjà présente dans le pommier
Sauvage asiatique comme on a vu et qui a déjà des grosses des grosses pommes et de la même façon certaines couleurs là pour le coup lié à la domestication comme la couleur rouge était aussi dû à l’insertion d’un de ces gènes sauteur dans une région régulatrice d’un gène responsable pour la
Couleur alors après on a regardé si donc on a vu qu’il y avait eu beaucoup de fluggèes des pommiers sauvages vers les pommiers cultivés et qu’on permit une adaptation et on a regardé inversement s’il y avait eu des flux gèes des pommiers cultivés vers les pommiers sauvages européens dans nos
Forêts et on a trouvé beaucoup de flugè encore une fois ici vous avez une barre ver vertical par individu en jaune le groupe génétique qui correspond au Pomier sauvage européen et en noir ici le Pomier sauvage le pemier cultivé et donc on voit qu’il y a un peu de jaune
Dans le noir mais il y a aussi beaucoup de noir dans le jaune donc il y a aussi beaucoup de flugè du pommier cultivé vers le pommier sauvage et dans toute la France et dans toutes les forêts mais on a pu et et aussi dans les graines qui
Sont vendues hein donc on a aussi analysé des graines qui étaient vendues comme étant du Pomier vraim sauvage par des semenciers et en fait c’était tout au moins des hybrides voire carrément des pommiers cultivés il y avait aucune graine qui était vendue qui était que des des pommiers sauvages
Pur à part les graines vendues par l’ONF directement qui étaaiit vraiment du pommier sauvage mais qui avait une base génétique très réduite donc il y a beaucoup de fluggè du Pomier cultivé prier domestique et donc on peut imaginer que ça met un peu en danger l’espèce sauvage parce que bah ils vont
Perd de son intégrité génétique il incorpore beaucoup des des caractères du Pomier cultivé et il y avait on a pu essayer de corréler à ça des des facteurs entropiques et on a vu on a pu voir effectivement qu’il y avait d’autant plus flu de gène dans les forêts du
Pommier cultivé vers le pommier sauvage qui avait proche des grandes surfaces de pommier cultivé ce qui est assez logique hein mais encore facile à démontrer donc plus il y avait des des hectares de verger à proximité plus il y avait de l’introgression des flux de Gênes dans les dans les forêts des pommiers
Cultivés vers les pommiers sauvages et donc ce qui menace l’intégrité génétique des pommiers sauvages on avait on a regardé si cette introgression avait un effet effectivement hein sur par exemple le temps de germination des pommiers donc on a on a comparé en ser le le temps de germination des graines et le temps
D’arriver à une plantule et on voit que le pommier sauvage mettait beaucoup plus de temps à croître il y avit une croissance plus rapide et les hybrides étaient intermédiaire entre les deux donc ça leur donnait un avantage il poussaient plus vite donc et ce qui renforce le fait que les introgressions
Se répandent dans les forêts donc comme je vous ai expliqué tout à l’heure on on introgresse aussi des gênnes de résistance contre les maladies donc en particulier contre ce champignon Venturia unqualice qui cause la maladie de la tablure du pommier on avait fait des croisements et on avait
Incorporé un gène de résistance de ce pommier ornemental dans le pommier cultivé et qui a très bien marché pendant des années il y avait plus de tablure du pommier d’ailleurs qui avait exceptionnellement bien marché parce que souvent les pathogènes évoluent très vite et ils contournent très vite les
Résistances et là pendant plus de 10 ans il y avait aucune maladie euh jusqu’à un moment où euh le pathogène a quand même réussi à contourner la maladie et de façon très intéressante il a contourné la maladie en lui-même incorporant le gêne du champignon du pommier ornemental
Dans son génome donc là ce pommier ornemental avait un gène de résistance et ce son propre champignon avait le gêne qui lui permet de contourner la résistance on a introgressé ici le gène de résistance et ben le champignon il a fait pareil il a il a incorporé par
Croisement le gène de virulence du pommier du champignon du pommier ornemental qui lui a permis d’infecter à nouveau le pommier cultivé et on a fait ça plein de fois on a introgressé plein de gènes de résistance dans les pommiers à chaque fois le pathogène a trouvé la solution
Il a évolué un nouveau gène de virulence il est devenu de plus en plus agressif et ça ça pose problème sur les populations de pommiers sauvages puisque il récupère aussi ces champignons hyper agressif du pommier cultivé donc ce qu’on a fait c’est qu’on a euh on a essayé d’inoculer expérimentalement les
Champignons soit des pommiers sauvages soit des pommiers cultivés sur les pommiers sauvages ou sur les pommiers cultivés donc en haut vous avez le pommier cultivé et en bas vous avez le pommier sauvage euh asiatique et ici vous avez les populations de champignons qu’on trouve sur la population sauvage
Qu’on trouve sur les pommiers cultivés ou des hybrides donc on voit que sur le pommier cultivé il y a que son propre champignon qui est capable de l’infecter le champignon sauvage est pas capable d’infecter euh le pommier cultivé ce qui est normal on a mis plein de Gênes de
Résistance par contre sur le pommier sauvage ben les souches agricole elles sont bien capables d’infecter les pommiers sauvages et elles sont beaucoup plus agressives que son propre champignon donc on a en quelque sorte pestifié les champignons à force de mettre plein de gèes de résistance dans
Le pommier il est devenu de plus en plus virulent de plus en plus agressif y compris sur les pommiers sauvages donc les pommiers les populations de pommiers sauvages elles sont menacées par la déforest station par des flux de gènes depuis le pommier cultivé et par des pathogènes pestifiés eux même par des
Flux de gènes entre entre pathogènes donc c’estes plus gèes on un côté bénéfique qui est permet une adaptation plus rapide mais y compris une pestification et des flux de gènes indésirables parfois donc pour conclure sur la domestication du pommier donc c’est une domestication par par hybridation par contribution entre plusieurs espèces
Sauvag et mais qui a mené aussi à des pathogènes pestifiés aussi hybrides et plus agressifs maintenant je vais vous parler des champignons du fromage et on va voir qu’il y a aussi une domestication et par euh à part aussi des FL qui ont aussi été euh facilités par les flux de
GES alors les champignons un petit rappel c’est un groupe frèrees des animaux hein c’est pas du tout euh des plantes c’est beaucoup plus proche des animaux que des plantes vous avez ici un peu l’arbre de la vie avec deux groupes deux domaines de bactéries bactéries et les archébactéries ici vous avez les œus
Cariotes ici vous avez les plantes etci vous avez les animaux et ici les champignons on forme les animaux et les champignons forment le groupe des opistocontes euh donc c’est des contrairement à le fait qu’il puisse pas bouger et qui et c’est ils sont beaucoup plus proches des animaux et ils
Partagent certains caractères en commun d’ailleurs et donc il y a beaucoup de champignons qui ont été domestiqués hein alors les champignons peuvent pousser sous deux types de morphes soit levure unicellulaires soit des filaments qui donent des moisissures donc on a domestiqué beaucoup de levures pour fermenter le vin la bière mais aussi des
Moisissures qui permettent de fermenter d’affiner les les saucissons les fromages euh et plein d’autres produits à travers le monde et on a on utilise aussi les champignons et on les a aussi amélioré génétiquement pour produire certaines molécules qui nous intéressent y compris les antibiotiques donc la première antibiotique qui a été
Découvert c’est la pénicilline qui a été isolée du un champignon pénicylium donc c’est un peu par hasard Alexandre Fleming il a observé dans sa boîte de péte donc lui il étudiaé le staphylocoque une bactérie et il a vu que autour d’un champignon contaminant ces bactéries elles arrivaient pas à
Pousser et donc au lieu de jeter sa boîte il s’est demandé pourquoi et parce que bah le champignon produit une toxine la pénicilline pour exclure ses compétiteurs he dans la nature il produit vraiment un poison pour tuer les bactéries autour et donc il a a isolé cette bactérie cette toxine et on s’en
Est servi pour guérir des maladies et puis après on a découvert comme ça plein d’autres antibiotiques donc on a on peut reconstruire un peu l’histoire de la domestication par exemple de la levure scaromis sévisier une des plus des levures les plus utilisé pour la fermentation de plein de produits et on
Voit qu’il y a pareil des groupes génétiques différents entre les différents usages euh là on a un groupe pour le pain un groupe pour les fromages un groupe pour le vin pour le rhome alors on a mis très longtemps à découvrir où vivait saakaromissa stévisier dans la nature
Hein souvent pendant longtemps on la connaissait qu’en laboratoire et assez récemment on on a découvert dans la sève des arbres en fait et principalement des chaînes et donc là vous avez deux populations sauvages différent et donc il y a eu plein de flugèes qui ont permis aussi une
Meilleure adaptation plus rapide des la levure sacaromis cérvisier un exemple c’est ben elle a récupéré un gène d’une autre levure qui lui permet donc les levures qui fermentent le vin saakarom servisier ont récupéré des gènes par transfert horizontaux hein pas par reproduction sexués ils ont récupéré directement le gène et qui
Permet une meilleure utilisation de l’azote et de la fermentation euh on crée aussi nous-même des hybrides hein pour certains types de fermentation par exemple pour ce qu’on appelle la fermentation à froid les leger bear euh on a généré des hybrides entre deux espèces de levures et qui ont qui permettent une meilleure
Fermentation au froid on voit ici les les deux types de génomes qui sont mélangés quand qui permettent donc une adaptation un exemple très récent d’un laboratoire de Nice c’est des traces d’introgression donc là vous avez le génome sacaromic c’est rvisier et à chaque et là la quantité d’introgression depuis une autre levure
Sacaromicè paradoxus dans différents types de levure et donc par exemple dans les quand on fait de l’extraction de l’huile d’olive il y a un résidu dans lequel il y a des levures qui dégradent certains produits et il y a une grande il y a une forte introgression de paradoxus danscer
Révisier et qui lui permett de qui est vraiment adaptatif qui permet de une résistance contre plusieurs produits toxiques on voit ici une autre un autre rtrogression dans les levures utilisées pour la la tequila pareil une adaptation par introgression par flux de gène donc voilà je vais vous parler de
Maintenant de nos travaux sur les pénicilones du fromage donc ce qui est très intéressant c’est que on a des ligné très éloigné donc là vous avez plein d’espèces de pénicyum un peu la généalogie des pénicyum on on a plein de pénicylium qui décomposent les fruits
Qui sont sur les fruits pourris on a ici la le pénicylium qui fait la pénicilline et là on a le pénicyum camamberti dans camamber et là le pénicilium rockforty et on voit qu’ils sont très éloignés dans la phylogénie hein euh ils sont euh il leur divergence date de 30 millions
D’années donc c’est comme aussi lointain que nous du singearaignée et pourtant ils ont tous les deux ont étai domestiqués pour faire du fromage donc c’est deux cas indépendants de domestication et d’adaptation au même milieu donc c’est vraiment indépendant de voirinttéressant de voir est-ce qu’ils se sont adaptés de la même façon
Pour faire du bon fromage et donc si on regarde le penicyum rock forty donc qui fait ses sports bleus là dans le fromage on peut se demander qu’est-ce qui a été sélectionné euh alors comment est-ce que on s’est mis à mettre une moisissure dans le fromage donc probablement au
Départ c’était un peu involontaire et puis on s’aperçu que ça permett de conserver le lait ça permet de le transformer qu’il soit plus conservable que juste du lait qui tourne très vite et en plus ça donnait un peu du bon goût et des bons aromes et donc petit à petit
Les gens se sont mis à cultiver le champignon pour après l’inoculer ensemencer le lait et donc ce qu’il faisait c’est qu’il faisait cuire du pain de segigle en le brûlant à l’extérieur pour pas qu’il y ait d’autres contaminants qui viennent et ils inoculaient à l’intérieur leur penicilum rockforti qui faisait moisir
Le pain et après il prenaient le pain moisi et le remettaient dans le lait pour refaire du fromage ils avaient la poudre comme ça de pain moisi alors maintenant on les cultive sur Boîte de péie en façon très stérile et on achète des solutions de sport pour ensemancer
Le lait pour éviter tout d’accident alimentaire des lstéria et cetera mais donc pendant longtemps il y a eu une sélection vraiment où les gens reprenaient les sports qui Fa avaient fait le meilleur fromage il les remettaient dans leur pain et réinoculaient le lait et cetera donc une
Vraie sélection donc on peut se demander quels caractères ont été sélectionnés est-ce que on a sélectionné pour faire des fromages plus bleus avec un meilleur arôme un meilleur goût qui qui métabolisit plus vite le sucre et les lipides est-ce qu’on a sélectionné pour ou contre des toxines donc je vous ai
Dit les penicium font plein de toxines est-ce qu’on a plutôt évité qu’ils en fassent ou au contraire est-ce que les toxines on les a sélectionné pour éviter d’avoir des contaminants sur nos fromages euh est-ce qu’on a sélectionné pour une tolérance au sel he parce que pour éviter ces contaminants justement
On sale beaucoup les fromages donc on a essayé d’étudier euh tous ces caractères donc on a comparé d’abord les génomes euh de pénici cam Berty rock forty et de plein d’autres pénicyum et la première chose très frappante c’est qu’en fait il y avait eu des transferts horizontaux de
Gè entre ces deux espèces donc il y avait des endroits dans le génome qui étai présents que chez les pénicyum du fromage complètement absent chez les autres espèces et quand ils étaient présents chez lespénicium du fromage ils étaient complètement identiques alors que je vous ai dit que ça fait 30
Millions d’années qui sont séparé et là sur 250 gènes côte à côte 100 % identique et en plus ça était à différents endroits du génomeme donc la la seule explication possible c’était que il s’était passé des gènes dans le fromage en fait les les champignons ils font des filaments comme ça qui sont
Capables de fusionner entre eux donc les flux de gènes peuvent être assez peut-être faciles se passer des gênnes HE il suffit de fusionner des filamament et il peut y avoir un peu plus facilement que chez des animaux peut-être des transferts de gènes et donc ils se sont passés des gènes qui
Sont présents que chez les champignons du fromage et qui ont juste qui sont justement appliqués dans les métabolismes du lactose et du du galactose et dans des gènes qui sont impliqués aussi dans la compétition avec les autres organismes donc il y a eu des transferts de gène très récent à
L’échelle humaine pour que ce soit 100 % identique et impliqué dans l’adaptation donc encore une fois les flux de gèes ont accéléré l’adaptation et en plus on vient découvrir très récemment que ces transferts de gènees en fait ils se sont fait par ce qu’on a appelé des vaisseaux
Spatiaux en fait on vient de découvrir dans les génomes de champignons qu’il y a des énormes vaisseaux spatiaux et donc c’est ils ont un capitaine un petit gêne qui est qui les dirige et une fin et à l’intérieur ils ont plein de gènes qui sont différents et le capitaine il est
Capable de bouger les gênes dans le génome et entre espèces et donc c’est un peu comme des éléments énorme mobilees des cargot qui bougent les gênes au sein du génome et entre génome et entre espèces et donc c’est en fait c’est ces vaisseaux là ces cargot qui ont bougé
Les gênes entre le penicium rourti et le penicium cam converti et on est en train de découvrir de plus en plus de ces transferts par cargot par exemple entre pathogène du blé euh pareil il y a eu ces gènes cargot qu’on transporté des toxines entre deux champignons très
Éloignés pathogènes du blé qui ont permis euh un pathogène de mieux infecter une certaine variété de blé donc après on s’est un peu intéressé à la domestication du penium rock forty donc tous les fromages bleus du monde entier hein c’est la même espèce le penium rock forty et donc on a voulu
Voir est-ce que c’était des variétés différentes des adaptations différentes et en plus donc on trouve le penicium rock forty pas seulement dans les fromages mais aussi en contaminant alimentairire le pain moisis des yaourts moisis de l’encyage moisi aussi et des fois du bois d’ouvrage moisi c’est du
Pintium rock forty donc on a voulu savoir si ces populationsl est-ce que c’était des populations férales échappé des fromages à l’extérieur ou au contraire est-ce que ça c’était un peu la population sauvage ancestrale don dont on avait domestiqué les souches du fromage donc on a fait on a sécenché des
Génomes pour voir ça et en fait on a vu que c’était ni l’un ni l’autre de cas on a quatre groupes génétiques deux populations du fromage un population une population de contaminant alimentaire et une population de contaminant d’enilage et c’est ni l’un ni l’autre qu’a donné l’autre he c’est des populations adapté
À différents milieux et il y a queune population qui a ses cargot ses transfers horizontaux euh c’est une lignée clonale en fait qu’on trouve dans tous les fromages bleus du monde entier sauf à Rockfort donc il y a deux populations de penicium rockforty une qu’on trouve à Rockfort qui a un peu de
Diversité génétique et une population qui a aucune diversité génétique qui a ses cargos ses gènes Horizont transférés horizontalement et c’est un individu qu’on trouve dans tous les fromages bleus du monde entier autre que Rockfort AOP donc en fait c’est comme s’il y avait eu une super souche hyper hyper
Performante grâce à ces transferts horizontaux de gè qui s’est répandu sur toute la planète à toute vitesse parce qu’elle était hyper performante et il y a que à Rockfort où laop obligé d’utiliser des souches locales et où on a gardé un peu de diversité et des
Souches qui ont pas ces cargo et donc les deux populations d’ancilage et de contaminant alimentairire c’est ni des populations férales échappé ni des la population ancestrale c’est des populations qui sont adaptées à ces ressources alimentaires énormes en grande quantité donc l’histoire de la domestication il y a eu deux domestications indépendantes
Pour faire des fromages une qu’on retrouve encore à Roquefort avec un peu de diversité même s’il y a eu quand même un goulet d’étranglement et une qui a eu ses transferts horizontaux par cargo et avec un seul individu qui persiste et on a ces deux populations qui sont séparées
Plus récemment avec plus de diversité et un peu de flux de gène entre contaminant alimentaire et contaminant danscage donc on a a voulu voir est-ce que il y avait aussi une évolution est-ce que ces populations du fromage faisaient du meilleur fromage est-ce qu’il y avait vraiment eu une
Domestication donc on a déjà regardé la production de toxines trois types de toxines dont certaines sont vraiment très vraiment toxiques et donc ce qu’on a vu c’est que en fait bah les populations du fromage elles produisent pratiquement aucune toxine et elles ont en fait des même des des mutations dans
Leur gènees de production de toxines qui fait que vraiment elles sont incapables d’en produire donc peut-être on a vraiment S i des souches qui produisaient plus de toxines alors soit parce que ça nous rendait malade soit simplement c’était plus utile dans le fromage et puis ça a dégénéré et elles ont
Disparu on a regardé aussi si les les souches du fromage faisaient plus de bleu et effectivement vous voyez ici la quantité de bleu dans des on a fait des fromages de type Rockfort avec différents types de populations et ben les populations d’anilage ell aent des fromages beaucoup moins bleus que les
Populations du fromage donc on a sûrement sélectionné pour pousser mieux dans le fromage et faire plus de sport bleus on a regardé la quantité de d’arôme de volatile euh et en particulier le de de dethanol qui est typique de l’arôme de des roquefort et euh vous voyez que bah les contaminants
Alimentaires et l’encilage en produisent pratiquement aucun euh donc l’encilage avait vraiment aucun goût aucune odeur les les le fromage fait avec les contaminants alimentaire senta plutôt la serpère moisie et il y a que les populations du fromage Rockfort et non ro fort qui faisait le deépthanol
Typique de l’arôme du fromage donc on a vraiment sélectionné ces moisissures pour faire des bons arômes on a regardé aussi leur croissance sur fromage et sur un milieu plus pauvre et donc vous voyez que Ben la population la la souche qui est dans tous les fromages autes que roquefort
Elle pousse plus vite sur fromage mais moins vite sur milieu pauvre donc effectivement elle a l’air d’être une souche sélectionné plus fortement pour pousser plus vite sur fromage on a aussi regardé si elles étaient capables d’exclure les compétiteurs les contaminants sur les fromages donc ce qu’on a fait c’est
Qu’on a fait pousser un lit de penicy rock forti et puis on a inoculé après un contaminant ici un pénicilium blanc pour bien le voir et on voit que bah sur un lit roquefort elle arrive il arrive assez bien à pousser alors que sur un lit de la souche non Rockfort hyper
Performante il arrive beaucoup moins à pousser donc on a l’air effectivement de l’avoir sélectionné pour exclure des compétiteurs et par contre oups pardon par contre donc la population Rockfort elle elle poussait beaucoup plus elle faisait beaucoup plus de sport sur le pain que les autres populations donc là
C’est un peu comme si on avait à Rockfort conservait un peu la population euh la première population domestiquée qu’on avait cultivé longtemps sur du pain et donc quelque part qu’on avait sélectionné pour bien pousser sur du pain donc euh pour résumer la la l’histoire de la domestication hein avec
Ces deux populations indépendantes de champignons du fromage et on a vraiment donc je vous ai pas tout montré hein mais on a sélectionné pour faire des fromages plus bleus plus tolérants au sels qui produisent moins de toxines qui exclu mieux des compétiteurs et qui poussent plus vite sur fromage et qui
Font des arômes plus agréables et pour le coup la population rockfor fait plus d’arômees plus diversifié euh que la souche utilisée pour les autres fromages mais ils a aussi dégénéré à force de sélectionner donc on l’a multiplié cette moisissure sur du pain de façon végé pendant très longtemps il fait plus de reproduction
Sexuée donc ici vous avez on a réussi à induire quand même la reproduction sexué sur Boîte de Pée on a mis ici des souches différentes à à la à la frontière ils ont produit les structures sexué ils ont fait des méilloses et produit des descendants là les souches
Du fromage sont beaucoup moins capables de faire de sont beaucoup moins fertiles que les souches de des contaminants alimentaires et de l’encilage donc ils ont l’air d’avoir perdu laff fertilité à force de les reproduire de façon clonale pendant des générations donc c’est un bon exemple de domestication he avec
Plein de caractères adaptatifs qui ont été sélectionnés en partie par flu degène mais aussi de la dégénérescence à cause de goulot d’étranglement et de caractères qui sont plus utilisés et en particulier une moindre capacité à pousser sur milieu pauvre et une baisse de fertilité alors récemment on a trouvé
Dans une mine en Autriche une mine de selle on a trouvé des fessesses humains des excréments qui dataient de l’âge de fer et qui avaiit été très bien conservé parce que dans cet environnement froid plein de sel c’était très propice à la conservation et on a trouvé du Pentium
Rockforty et des sacorissac rvisier dans les excréments qui montrent que il mangeait peut-être déjà du fromage bleu et du vin ou du pain fermenté par par ses levures donc ce qu’on a vu hein c’est que on a vu deux populations une autre façon de le représenter hein les
Populations ici qui sont pas dans le Rockfort du du fromage non Rockfort du fromage Rockfort les contaminants et récemment on a découvert une autre population dans les fromages dans ces fromages de Termignon qui sont spécifiques des Alpes il y a que quatre fermes dans les Alpes qui font ce
Fromage là et en fait ils en semencent pas avec la moisusure elle vient spontanément de l’environnement on voit ici hein le fromage bleu ici il est pas toujours d’ailleurs dans le fromage et on le semance pas et effectivement ce qu’on a découvert c’est que c’était une troisème population de fromage de
Champignons du fromage différent des deux autres de Rockfort et non Rockfort et avec plus de diversité génétique donc c’est peut-être un peu la population ancestrale domestiquée euh surtout que en fait elle a les elle a ses cargot ses gênes cargot elle les a incorporés donc c’est probablement des population
Domestiquée pour faire du fromage mais qui viennent spontanément des environnements et donc là on a un peu une représentation en de dimensions de plein de caractèr de ces populations là euh on a résumé plein de caractères les volatiles les productions de toxines la croissance la couleur et on voit que les
Souches de Termignon elles sont un peu intermédiaires entre les souches de l’encyage et les Contamines alimentaires et les souches de du roquefort donc ça a l’air d’être un peu peut-être les premières étapes de domestication du pénicium rock forty et donc si on résume l’histoire de la domestication euh du P
BR Fortier donc on a eu une domestication probablement avec encore plein de diversité déjà les cargots les transferts de gèes et donc qui se retrouve qui est conservé dans les fromages de terre mignon avec une grande diversité et puis plus récemment une très forte sélection vraiment comme pour
Le maïs avec un seul individu sélectionné pour les tous les fromages qui sont pas du roquefort et une une lignée dans le Rockfort on a regardé aussi la capacité de certains caractères des encyages et des contaminants et eux ils étaient beaucoup plus capables de dégrader des sucres de plantes comme la
Pectine le xylose le sucrose et donc effectivement probablement c’est des des champignons qui sont adaptés à dégrader plutôt des produits végétaux et d’ailleurs on pense que la population vraiment ancestrale des penicium rockforti était plutôt des des ça profite de plantes qui dégradent les plantes qui se nourrit en tuant les
Plantes et donc ce qu’on est en train d’essayer de faire c’est de régénérer de la diversité dans pén roforti en croisant toutes ces populations donc ce qu’on a fait c’est qu’on a fait des donc même si les populations du fromage ont perdu un peu de fertilité elles en ont
Conservé quand même donc on arrive à générer des descendants et donc on regarde par exemple pour la lipolyse la capacité à dégrader les gras on voit ici le taux de l’hypolyse des descendants en fonction du taux de l’hypolyse des parents donc ici par exemple on a on a les deux
Parents orange encilage et roquefort les valeurs et on voit que les descendants ont toute une gamme de taux de lipolyse et pareil pour différents croisements donc on a on arrive à générer une gamme de diversité autant pour la couleur la lipolyse la protéolyse et donc on peut
Régénérer de la diversité encore chez le penicium rockforty euh j’ai pas assez et donc maintenant parler de la domestication du pénicium camberti euh donc qu’on trouve dans les BRI qui fait la BRI des des croûtes et des camambèes et donc qui est euh qui est qui est
Blanc im maquilé mais en fait c’est assez récent que les bris et les camambber soient blancs on voit ici sur une photo de 1953 un Briis qui est bleu et là sur un une peinture 1888 le pareil le briille est bleu hein c’était un champignon bah bleu vert d’ailleurs et
Ça c’est un mutant albinos incapable de produire de la mélanine et qui d’ailleurs survivrait pas longtemps dans la nature sans pigment et d’ailleurs ça ça induit directement probablement une baisse de fertilité et donc il y a vraiment une sélection et on a des traces écrite hein c’est un chercheur
Euh qui a isolé depuis ce penicium biformé gris euh un mutant albinos et comme ça avait l’air plus appétissant plus cotonneux euh ça s’est très vite répandu pour l’utilisation de tous les bris et les camberses donc on a séquencé aussi des génomes donc du penicium camamberti et de deux variétés du penicium camamberti
Et du penicium biformé donc le plus proche cousin qui est un peu gris qu’on trouve dans d’autres fromages comme des thes des chèvres et aussi de un un cousin plus éloigné qu’on trouve plutôt dans des contaminant alimentair encore ou à l’extérieur et donc il y a que
Penicium camomberti qui a ses cargot ses gênes ces transfers horizontaux et on voit qu’il y a aucune diversité génétique hein les branches sont très courtes euh tous les les souches utilisé pour du Briis les CAV en ver c’est le même individu répliqué clonalement depuis qu’on l’a
Isolé et donc ils ont ses cargots ses gênes c’est transférés horizontalement sauf une souche qu’on a récupéré du Muséum d’histoire naturelle qui avait été isolée en 1905 et elle elle avait pas ses cargots ses gênes transférés les mêmes que PUM rock Fory donc c’estes transfert horizonaux au l’air de cette
Produit après 1905 euh alors chez pinum biformé donc il y avait quelques souches qui avaient ces gènes transférés et d’autres pas et donc si on résume un peu l’histoire de la domestication donc on a une espèce vraiment sauvage qu’on trouve en par on sa profit dans les environnements extérieurs on a eu une
Première étape de domestication qui nous a donné le penicium biformé qu’on utilise déjà dans dans des fromages et qui est mais qui est un peu gris et plus récemment on a sélectionné un seul individu un mutant incapable de produire la mélanine et qui a donné deux variétés
Le ptium camberti et cas fulvum et les transferts horizontaux sont produits dans cette lignée là après 1905 al donc on a regardé pareil est-ce que il y avait des caractères différents pour faire du fromage entre ces différentes espèces donc on a regardé le caractère blanc donc vous voyez ici on a
Cultivé sur Boîte de péttr le penicium camerti et le penicium biformé on voyz le biformé il est vraiment Toura très gris alors que le P camberti il fait trop cotonux et blanc et effectivement on l’a mesuré avec l’opacité de la colonie qui mesure à la fois le caractère blanc et épais et donc
On voit chez le fuscoocom euh il y a beaucoup de variabilité et il est assez noir le P biformé il est un peu plus clair et il a encore la variabilité et la variété camerti ils sont tous très blancs très opaques on a regardé aussi la croissance
Sur fromage sur fromage salé sur un milieu Malte assez riche et sur un milieu très pauvre en nutriment et un peu en parallèle de ptium rock forty on trouve de la même façon que les champignons du fromage en particulier penicium camverti il poussent beaucoup plus vite sur sur fromage mais beaucoup
Moins vite sur milieu pauvre donc il il a l’air d’avoir été sélectionné pour plus pousser plus vite sur le fromage mais il a perdu sa capacité à pousser quand le milieu est pauvre alors que le ptium biformé et fusclogoglocome il pousse un peu pareil partout on a regardé aussi encore la
Capacité à exclure des contaminants donc là on voit un penicium rock forti qui pousse sur une boîte de Pétri tout seul ou alors quand on a mis un tapis de penicium Rockfort de Camon Berti on voit qui pousse beaucoup moins euh bifé pardon et avec un cam en Berti il arrive
Plus du tout à pousser donc on a l’air d’avoir encore sélectionné la capacité à exclure des contaminants on a regardé aussi des toxines et de la même façon on regarde la production de toxines ici entre fuscoglocome biformé camberti ça a l’air de décroître donc on a vraiment l’idée d’une domestication progressive
Euh depuis fuscolcom qui a donné premièrement biformé et après can Berti avec une sélection de plus en plus fort pour être de plus en plus blanc de plus en plus compétitif poussant mieux sur fromage et en particulier aidé par ces échang génétiqu et donc encore une fois donc il
Y a eu une période où on a sélectionné mais gardé beaucoup de diversité de variétés différentes et puis récemment une sélection très forte qui a fait qu’on a perdu énormément de diversité et du coup donc le PUM camtier il produit moins de sport que ses cousins alors c’est ces
Sports qu’on utilise pour en semancer dans le lait et pour le coup on narrive plus du tout à le faire se reproduire de façon sexuée il a complètement perdu sa fertilité donc encore une fois l’histoire de la domestication donc il a perdu la donc on on a sélectionné progressivement une une compétition une
Domestication en plusieurs étapes et euh avec plusieurs caractères adaptatif et d’autres de de dégénérescence hein comme une baisse de fertilité euh euh et alors la perte de toxine ça peut être soit on l’a directement sélectionné soit il l’a perdu parce que c’était plus utile dans le fromage et alors en fait dans les
Pour faire des camambber on utilise pas que ptium Rock forti euh camerti on utilise aussi geéotrigum candidum un autre champignon qui est très éloigné hein vous avez ici des arbres des champignons avec différents champignons qu’on utilise dans différents fromages etci y a la levure sa caromicè donc on
Voit que le géotricome il est très proche de la levure sacaromicè très loin très loin de penicilium camomberti euh c’est même pas un penicilium hein il est encore plus loin et pourtant il a exactement le même phénotype le même aspect que le penicium camerti donc on a l’air d’avoir sélectionné indépendamment
Dans deux lignées très éloignées des champignons qui font des moisissures qui font des filaments blancs et très cotonneux et donc pour finir on a aussi étudié des pédicyliums qui fermentent les saucissons et encore une fois on a deux espèces très éloignées le penicilium nalgovenc et le penicilium salami qu’on utilise donc qui pareil
Permet de fermenter de conserver le saucisson de le protéger en faisant une croûte et donc c’est donc eux ils sont encore plus éloignés que les deux péniciliums camti rockforti ils ont divergé il y a à peu près 73 millions d’années donc comme nous de la souris et donc pareil c’est des cas d’adaptation
Convergante au même milieu donc on s’est demandé ce qu’on avait sélectionné de la même façon et donc encore une fois donc on voit la généalogie ici de du Pentium salami et du P nalgc et donc on voit ici il y a pratiquement aucune diversité génétique c’est un rateau tous les individus sont
Pratiquement pareils alors là on a les deux types sexuels quand même contrairement au PUM rock forti et de la même façon chez nalgoven et psalami donc encore une fois il y a l’air d’avoir une sélection dans chaque espèce très drastique qui fait qu’on a perdu toute la diversité génétique et
Encore une fois il y a eu une adaptation par transfert de gènees par ces cargos hein vous voyez ici le génome d’analgiovan C et de salami et là leur pourcentage d’identité donc le pourcentage d’identité rose c’est ce qu’on attend étant donné leur divergence de 73 millions d’années et vous voyez
Que là en violet c’est des fragments qui sont 100 % identiques c’est juste impossible sauf s’ils viennent de se transférer les gènes et effectivement on trouve des traces de cargot encore une fois ils se sont adaptés au même milieu en se ant des gènes euh pour une adaptation rapide
Euh et donc on voit ici la phylogénie des pénicylium HE la généalgie des pénicyum avec ici les transferts horizontaux de pénicum salamide de nalgum NC et on les retrouve aussi dans penicium camberti en grande partie qu’on trouve qu’on inocule aussi des fois dans le saucisson donc c’est pas les mêmes
Cargot que se sont transférés pencium rockforti et penicium camomberti mais penicium camomberti a aussi incorporé les mêmes gèes cargot transférés entre salami et naljvc pour l’adaptation au saucisson parce qu’on utilise aussi cam verti pour le saucisson et de la même façon que le penicium camberti on a sélectionné pour les souches du
Saucisson sont plus claires chez toutes les espèces que les souches qu’on trouve dans d’autres environnements et que d’autres espèces donc encore une fois on a sélectionné pour des souches plus claires parce que c’était plus appétissant on a sélectionné aussi sur la lipolyse et la protélyse là vous avez
L’espèce nalgovenc et salami et vous avez en rouge les sauciss les souches du saucisson et en bleu les souches qu’on trouve dans d’autres environnements et en vert d’autres espèces et on voit que systématiquement pour tous les caractères et dans toutes les espèces les souches du saucisson sont en dessous
Elles font une elles dégradent les lipides et les protéines moins vite que les saches d’autres environnements et leurs cousins probablement pour pas dégrader trop vite les saucissons hein que ça reste quand même un peu ferme donc en conclusion sur les adaptations des champignons utilisé en ferm hein
Donc il y a eu plusieurs adaptations indépendantes des pénicilium au fromag et au charcuteries et c’était une adaptation convergente on retrouve à chaque fois les mêmes caractères sélectionnés sur la croissance la compétition les pertes de toxines la perte de la reproduction sexuelle et une adaptation qui s’est fait rapidement par
Transfert de gènes et en particulier par ces cargots qui bouge entre génomes et à chaque fois une perte de diversité et une dégénérescence et laop en fait a pu autant chez penicium rockfory laop a protégé la diversité génétique en obligeant d’utiliser les souches locales autant chez penicium camamberti en fait
On peut pas appeler ça camamber si on utilise pas cette souche albinos et donc là pour le coup la op oblige à utiliser un seul clone et aucune diversité et donc si on revient à ce que disait vavilof in que il est vraiment important d’avoir plein de diversité et
Des échanges génétiques donc on voit effectivement lors de la domestication l’adaptation c’est faite par plein d’essang génétiques et par création de plein de variétés génétiques mais donc il y a le danger de l’homogénéisation croissante euh des espèces qu’ cultivent autant les espèces végétales que les moisissures et les ferments et que Ben
Sans diversité génétique on peut pas continuer à s’adapter euh et donc euh que donc là encore une fois la biodiversité la vie c’est un équilibre dynamique et qu’il faut conserver ce cet aspect dynamique du vivant cette diversité génétique et ces échanges génétiques et donc si vous avz intéresse
Il y a un livre qui vient de sortir et qui en parle de la biodiversité en général et des champignons du fromage en particulier et je peux vous passer un petit film de 2 minutes qui résume un peu nos études sur les champignons du fromage et la baisse de
Diversité la sélection artificielle a joué un rôle fondamental dans le développement des civilisations humaines en fournissant une grande abondance de nourriture sous l’effet de la sélection humaine les plantes cultivées ont connu des changements radicaux au fil de l’évolution par exemple le maïs dont les grains sont plus gros et contiennent
Plus de nutriments les moisissures jouent un rôle crucial dans la production de certains de nos aliments préférés les fromages bleus par exemple sont fabriqué à partir de la moisissure penicilium rockforty des populations de cette moisissure bleue ont été identifié qui sont spécifiques des fromages et qui se sont révélés génétiquement
Différenciés des moisissures isolées à partir d’aliments moisis ou d’enilage pourri ces populations fromageères produisent de meilleurs fromages bleus avec des arômes plus attrayants cela montre qu’elles ont été domestiqué deux populations différentes ont été identifiées dans les fromages l’une de ces populations se trouve dans les fromages d’Appellation d’Origine protégé
Le Rockfort AOP cette population a conservé un peu de diversité génétique le l’autrees population est présente dans tous les autres types de fromages du monde elle est plus adaptée au mode de production moderne elle est en fait constituée d’un seul individu récemment sélectionné pour ses caractéristiques bénéfiques pour la fabrication du
Fromage cependant cela signifie que toute la diversité génétique sélectionnée depuis des siècles par les producteurs de fromage risque d’être perdu à jamais et cette unique lignée ne peut plus s’adapter car elle n’a plus aucune diversité de fait cette lignée a déjà perdu une grande partie de sa fertilité nous avons néanmoins pu
Croiser les deux populations du fromage et ainsi produit des centaines de descendants ce qui a permis de générer une certaine diversité génétique et phénotypique nous avons récemment découvert une trè population fromageère de penicilium rockfory cette population a conservé une certaine diversité génétique elle se trouve dans les
Fromages bleus de terre mignon qui sont naturellement colonisés par la moisissure bleue à partir de l’environnement dans les Alpes françaises la perte de diversité et la dégénérescence du à une trop forte sélection sont encore plus extrêmes pour la moisissure blanche pénicilium camamberty utilisé pour la fabrication des camambber et des bris cette
Moisissure a également été domestiquée elle a en effet évolué une nouvelle couleur et un nouvel aspect devenant blanche et dufteuse elle a cependant encore moins de diversité en effet un unique individu albinos a été et propagé clonalement entraînant une dégénérescence il ne produit plus assez de sport pour inoculer dans le fromage
Et a complètement perdu sa fertilité l’étude des moisissure dans les fromages a démontré l’importance de prendre en compte les conséquences à long terme de la domestication et de la préservation de la diversité génétique dans notre système de production alimentaire [Musique] [Musique] [Applaudissements] [Musique]