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Sélection végétale 2 : ADN et évolution

Dans la deuxième partie de notre série de blogs sur la sélection végétale, nous nous faisons un gros plan sur l’ADN, le code génétique présent dans chaque cellule de toutes les plantes. L’ADN est la clé qui permet de déverrouiller toutes les caractéristiques des plantes. Lorsque les sélectionneurs cherchent à développer un type de plantes plus robuste ou avec des qualités particulières, ils font des croisements en privilégiant l’ADN portant ces traits génétiques.  La nouvelle génération sera ainsi dotée de ces caractéristiques désirables contenu dans l’ADN des plantes parents. Alors comment ça marche exactement ? Lisez la suite pour mieux comprendre.

Sélection végétale et ADN

La sélection végétale est une profession respectable exercée par des spécialistes, mais ses principes de base sont assez faciles à comprendre. L’amélioration des plantes consiste à sélectionner des caractéristiques spécifiques. Ce sont des traits génétiques codés dans l’ADN stocké dans chaque cellule de chaque plante.

L’ADN est surtout un code biochimique, l’équivalent d’une recette utilisée par les cellules pour produire certaines protéines. Ces protéines permettent à l’organisme (c’est-à-dire à la plante) de croître, de changer de couleur ou de forme, de se protéger des maladies ou de produire davantage de fruits et de fleurs. Le principe de base de la sélection végétale consiste donc à sélectionner l’ADN d’une plante hors du commun. Il s’agit ensuite de la reproduire pour  que les caractéristiques exceptionnelles de l’ADN soient présentes dans la prochaine génération de plantes.

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La structure de l’ADN

L’ADN, ou acide désoxyribonucléique, est une molécule d’une longueur exceptionnelle. On trouve de l’ADN dans le noyau de chaque cellule de toutes les espèces végétales et animales. En fait, les molécules d’ADN sont comme des livres de cuisine contenant des milliers de recettes, chacune étant écrite à l’aide de quatre “lettres” : A, T, C et G. Bien sûr, ce ne sont pas de vraies lettres, mais quatre structures chimiques différentes appelées nucléotides. Ces quatre nucléotides sont l’adénine (A), la thymine (T), la cytosine (C) et la guanine (G).

Une molécule d’ADN ressemble à une double spirale, également connue sous le nom de double hélice. Vous reconnaîtrez la forme de l’ADN dans le logo d’Amsterdam Genetics, mélangée aux triples croix de l’emblème de la ville d’Amsterdam. Tout ça pour dire que nous sommes devenus célèbres grâce aux graines de cannabis que nous avons conçues. Ce développement est le fruit de décennies de sélection minutieuse de plantes utilisant le meilleur ADN qui soit.

L’évolution de l’ADN

Les molécules d’ADN se trouvent au cœur des cellules de chaque plante. D’autres formes d’ADN sont également présentes dans les parties périphériques des cellules végétales, comme l’ADN mitochondrial et certaines particules du plasma de la cellule. Nous ne parlerons pas ici de ces types d’ADN, car cela compliquerait inutilement les choses.

La plupart du temps, les longues molécules de la structure en double hélice de l’ADN se trouvent dans le noyau de la cellule sous une forme compacte et enroulée. Cette forme contractée et robuste de molécules d’ADN constitue les chromosomes. Ces chromosomes “s’étirent” en chaînes d’ADN enroulées pendant la division cellulaire, que la science appelle la mitose.

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La plante, ses cellules, le noyau contenant les chromosomes et l’ADN dans les gènes de la plante

Après que les chromosomes se sont déployés en doubles hélices d’ADN, leur code de molécules ATCG peut être copié. Ce simple fait est essentiel pour comprendre le secret de l’évolution de toute vie sur terre. Au cours de la mitose, les cellules sont capables de se répliquer et de se diviser en deux nouvelles cellules, chacune portant à l’intérieur l’ADN exact de la cellule d’origine. Pour ce faire, la cellule déroule sa chaîne d’ADN, et ensuite, la molécule entière s’ouvre comme une fermeture éclair microscopique.

Ces deux moitiés exposent leurs parties du code génétique ATCG à une “molécule copieuse” appelée ARN messager, dont la structure est similaire à celle de l’ADN. Chaque A se verrouille sur un T, tandis que chaque C se connecte à un G, et vice versa.  Il en résulte deux copies identiques de ce qui était une double hélice, chacune contenant la même information d’ADN. Cela signifie que les deux nouvelles cellules présenteront les mêmes caractéristiques que la cellule d’origine. Ce processus est connu sous le nom d’hérédité. Il est à la base de la génétique moderne, une sous-discipline de la biologie qui constitue le fondement scientifique de la sélection végétale.

Hérédité

L’hérédité est un processus continu observé dans tous les organismes vivants. C’est ainsi que les plantes et les animaux remplacent les vieilles cellules mortes par des copies actualisées. C’est aussi la façon dont votre plante de cannabis (ou votre cactus ou votre chat) grandit : en transformant une cellule en deux nouvelles cellules, l’organisme augmente en taille, depuis les toutes premières cellules issues de la conception jusqu’aux gigantesques amas de cellules qui constituent un séquoia géant ou une baleine bleue.

L’hérédité par division cellulaire explique également pourquoi vous ressemblez à vos parents, et pourquoi les personnes qui vivent dans la même région du monde pendant longtemps se ressemblent davantage. En outre, elle explique les principes qui sous-tendent la sélection des plantes.  Et lorsque vous commandez des graines de cannabis chez Amsterdam Genetics, vous disposez des variétés soigneusement sélectionnées que vous aimez cultiver.

Reproduction et copie de l’ADN

Nous savons maintenant que chaque cellule d’une plante contient le même ADN et que l’information contenue dans l’ADN se réplique pour créer de nouvelles cellules. Vous vous demandez peut-être à ce stade comment ce mécanisme est si essentiel à la sélection des plantes.

En fait, nous n’avons pas encore mentionné un aspect crucial dans le déroulement des opérations. En plus du processus de mitose décrit ci-dessus, il existe un autre type de division cellulaire appelé méiose. Dans le cas de la mitose, l’ADN contenu dans les chromosomes se divise en deux, mais ensuite, le processus change. La cellule se divise elle-même en deux cellules reproductrices, chacune ne portant dans son noyau que la moitié de l’ADN double hélice d’origine.

Ces “demi-cellules d’ADN” sont capables de fusionner avec les cellules reproductrices d’autres plantes. Dans le cas des plantes de cannabis, les cellules du pollen mâle peuvent fusionner avec les cellules reproductrices des fleurs des plantes femelles. Cela se produit lors de la pollinisation : un phénomène que les cultivateurs essaient généralement d’éviter à tout prix. Pour les sélectionneurs, au contraire, c’est une étape essentielle dans la création de nouveaux croisements !

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Une molécule d’ADN se divise en deux rubans de code génétique

Lorsque deux cellules reproductrices différentes fusionnent, quelque chose d’extraordinaire se produit. Une nouvelle cellule se forme, contenant une combinaison spontanée de morceaux d’ADN provenant à la fois de la plante mère et de la plante père. C’est un peu comme lancer un nombre incalculable de dés : le nombre de probabilités est astronomique du fait de la multitude de gènes différents disponibles pour former de nouvelles combinaisons.

Ces nouvelles combinaisons d’ADN déterminent le contenu génétique des graines formées par les plantes mères pollinisées (et que les cultivateurs ne veulent généralement pas trouver dans leur récolte). Une fois la mitose terminée, les plantes mères ont réussi à se reproduire.

Ce nouveau code ADN, absolument unique, constitue la base d’un nouvel individu : la graine, qui représente la prochaine génération, le “bébé” ou la progéniture de ses parents. Si cette graine parvient à germer et à grandir pour devenir une nouvelle plante, elle présentera des caractéristiques héritées de ses deux parents. Elle n’a pas le choix : après tout, chaque cellule de ce nouvel organisme contient le même mélange de génétiques fournies par les plantes mère et père. La prévisibilité de ce résultat est ce que les sélectionneurs utilisent à leur avantage dans l’amélioration des plantes.

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Comment Les Sélectionneurs Guident L’évolution Des Plantes

Après cette explication détaillée du fonctionnement de l’ADN, de la division cellulaire et de l’hérédité, nous arrivons enfin dans le domaine de la sélection végétale proprement dite. Ce qui suit s’applique aussi bien à la sélection de plants de tomates, de pommiers ou de cannabis. Les sélectionneurs utilisent les mêmes connaissances en génétique pour guider l’évolution des variétés de toute espèce végétale, qu’il s’agisse de pommes, de tomates ou de cannabis.

Dans la nature, parmi les populations de landrace, l’évolution est alimentée par la reproduction et les mutations spontanées de l’ADN (dues à des changements aléatoires ou à des erreurs de copie). Parfois, les recettes du livre de cuisine génétique sont copiées avec quelques erreurs. La plupart du temps, ces erreurs de copie ne changent rien : ces mutations se produisent en permanence dans tous les organismes, composés de milliards de cellules qui se divisent sans cesse. Avec autant de copies en cours, des erreurs sont inévitables. Dans la plupart de ces cas, l’erreur n’a aucun effet : rien ne change pour la cellule ou l’organisme.

Toutefois, en de très rares occasions, ces erreurs de copie produisent de nouvelles combinaisons d’ADN qui modifient effectivement la cellule. En général, ces cellules mutées doivent se reproduire de nombreuses fois avant d’avoir un effet sur l’organisme (la plante) dans son ensemble. Ces effets ont généralement des conséquences négatives, telles que des maladies, un métabolisme défectueux ou des problèmes structurels comme des feuilles difformes.

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Combiner différents ADN est la clé de nouvelles variétés de pommes, tomates ou de cannabis…

Genius Genetics : Mutation spontanée

Dans certains cas exceptionnels, cependant, ces mutations spontanées se révèlent être des améliorations – des coups de génie génétiques aléatoires. C’est le cas lorsque la nouvelle caractéristique offre à l’individu une sorte d’avantage par rapport aux spécimens “normaux” de sa génération. Supposons que vos graines de cannabis contiennent de l’ADN spontanément muté, ce qui en fait une plante deux fois plus résistante à la pourriture des bourgeons que toutes les autres plantes de cette variété. Il y a de fortes chances que votre plante et ses bourgeons survivent à une exposition à la moisissure, tandis que les plantes “normales” ne produiront rien de viable. La question est la suivante : jetteriez-vous cette plante parce qu’elle contient apparemment de l’ADN muté ?

Non, bien sûr que non. En fait, c’est exactement la même décision que les sélectionneurs de plantes essaient de prendre. Lorsqu’ils remarquent un spécimen exceptionnellement beau, grand, fort ou savoureux (c’est-à-dire “bon”), ils sélectionnent cette plante pour la croiser dans une nouvelle génération de plantes qui héritent de la mutation spontanée. C’est ainsi que l’amélioration des plantes peut créer de nouvelles souches, comme celle qui présente une meilleure résistance à la pourriture des bourgeons dans l’exemple ci-dessus.

L’ADN du cannabis et la sélection des plantes

L’évolution de chaque variété de plantes, de toutes les espèces végétales et, en fait, de toute la biologie, repose sur ces mutations spontanées. Chaque nouvelle génération produit des mutants qui diffèrent des spécimens normaux. La plupart du temps, ils passent inaperçus ; d’autres mutants sont plus faibles, et certains meurent même à cause de leurs mutations. Parfois, cependant, ces mutations aléatoires offrent des avantages distincts qui améliorent les chances de survie et de reproduction d’un spécimen par rapport aux autres individus.

Cela se produit généralement lorsque la pression évolutive ou la pression de sélection dans l’environnement change, par exemple lorsque les conditions climatiques changent, ou lorsqu’un nouveau prédateur ou une nouvelle maladie entre en scène. Soudain, la génétique existante n’est plus idéale, et les mutants ont alors l’occasion de briller. C’est le fameux (et souvent mal compris) principe de la “survie du plus apte” : les individus les plus aptes à faire face aux nouvelles circonstances ont les meilleures chances de survivre et de se reproduire, transmettant ainsi leur ADN à la génération suivante.

Lorsque cela se produit, les chances de voir revenir la mutation avantageuse chez un plus grand nombre de spécimens de la génération suivante augmentent. Si la nouvelle situation persiste, cette “progéniture mutante” a alors de meilleures chances de transmettre son ADN à la génération suivante, et ainsi de suite. C’est ainsi que de nouvelles caractéristiques se propagent dans les populations.

On retrouve ici l’important principe de sélection naturelle de Charles Darwin : l’environnement “sélectionne” au hasard les spécimens les plus aptes à survivre. Les individus les plus aptes ont tendance à survivre et à transmettre leur ADN aux générations suivantes.

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Sélection Naturelle, Ou Volonté Du Sélectionneur ?

Ne commettez pas l’erreur de penser qu’il existe une sorte de “plan” derrière ce puissant mécanisme évolutif. Et ne pensez pas que “le plus apte” ressemble à ce que vous faites à la salle de sport. Celui qui est le plus apte, et qui a donc de meilleures chances de survie, est déterminé rétrospectivement par la force brute à laquelle il est exposé dans l’environnement. Personne n’a “décidé” que les vaches avec des cornes avaient de meilleures chances de survie que les vaches sans cornes. Ces cornes sont simplement le résultat d’une longue séquence de mutations aléatoires, chacune d’entre elles offrant un avantage mineur sur toutes les autres vaches.

En fin de compte, c’est la pression évolutive de l’environnement qui détermine si les mutations “fonctionnent” ou non, et si elles reviendront dans les générations futures.

Au-delà de cela, le caractère aléatoire et la spontanéité fantaisiste de la sélection naturelle sont, selon des termes non scientifiques, une affaire assez désordonnée sans aucun objectif “intentionnel” pour la guider. La reproduction sexuelle ressemble beaucoup à un coup de dés en espérant que tout se passe au mieux.

Ce processus désordonné présente toutefois un certain nombre d’avantages, sans quoi l’évolution n’aurait probablement pas été l’histoire à succès qu’elle semble être. Il conduit à une diversité toujours plus grande au sein des espèces, tout en donnant naissance à de nouvelles espèces dotées de caractéristiques propres qui les aident à survivre dans leurs habitats spécifiques. Chaque fois que de nouvelles maladies apparaissent, il y a de fortes chances que certains individus soient résistants grâce à une mutation aléatoire qui semblait inutile jusqu’alors.

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Nos souches contiennent les plus fabuleuses des anciennes génétiques de cannabis

Sélection Végétale Et ADN : Les Risques

D’un autre côté, un manque de diversité peut s’avérer désastreux pour toute espèce. Si vous allez trop loin dans la sélection des plantes, les conséquences peuvent être désastreuses. Cela a été prouvé à maintes reprises dans l’histoire de la sélection. Le danger vient de la création de monocultures : des espèces composées uniquement de spécimens quasi identiques ayant le même ADN.

Si ces monocultures sont confrontées à de nouvelles maladies et de nouveaux parasites, au changement climatique ou à d’autres pressions évolutives, elles courent un risque réel d’extinction totale. Cela signifie qu’il n’y aura plus de nouvelles générations, et la fin de la lignée génétique soigneusement sélectionnée. Si cela arrive à votre variété de haze préférée, vous n’avez pas de chance. Si elle affecte les principales cultures vivrières, comme c’est le cas actuellement avec les bananes par exemple, elle peut entraîner la famine et une catastrophe humaine à grande échelle.

Chasseur de souches
Les chasseurs de souches sont les Indiana Jones de la sélection végétale

C’est la principale raison des expéditions de ceux que l’on appelle les chasseurs de souches : ils recherchent la résistance originelle des variétés locales pour tenter d’éviter de telles tragédies. Ces aventuriers sont aussi susceptibles de rechercher d’anciennes variantes de pommes de terre que des variétés originales de cannabis.

Bien que les sélectionneurs soient des amoureux des plantes, ils ont tendance à moins apprécier la nature capricieuse de l’évolution, pour des raisons compréhensibles. Tout d’abord, l’évolution est un processus lent : il a fallu des milliards d’années pour que les premières cellules vivantes évoluent vers des souches de haze intéressantes.

Plus concrètement, les producteurs ne peuvent pas se permettre d’attendre des millions d’années que des mutations aléatoires produisent le nouveau caractère spécifique qu’ils recherchent. C’est pourquoi les sélectionneurs échangent la robustesse de la sélection naturelle contre l’efficacité technique de la sélection végétale axée sur des objectifs.

Sélection Végétale et l’ADN d’Amsterdam Genetics

Cela explique pourquoi les sélectionneurs préfèrent donner un coup de pouce à l’évolution ; c’est le processus que nous appelons la sélection végétale. Des siècles d’expérience en matière de sélection ont beaucoup appris aux agriculteurs et aux sélectionneurs : nous avons observé nos cultures se reproduire bien avant de savoir que les cellules, l’ADN et l’évolution existaient. C’est ainsi que nous avons inventé des techniques ingénieuses pour développer progressivement les meilleurs traits de nos espèces végétales les plus importantes.

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La qualité est dans nos gènes…

Cela explique aussi comment nous pouvons savourer le goût de ces tomates rouges magnifiquement dodues, sucrées et juteuses à chaque repas. De plus, après le dîner, nous pouvons profiter des meilleures variétés de cannabis que l’humanité ait réussi à créer. Et la bonne nouvelle, c’est que vous pouvez trouver les meilleurs exemples de ces génétiques soigneusement sélectionnées dans notre boutique en ligne : Amsterdam Genetics est au sommet d’une longue chaîne qui s’étend sur des millénaires d’évolution et de sélection professionnelle du cannabis !

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Chacune de nos souches est le résultat d’un croisement entre des souches ayant connu un succès historique. Dérivées d’anciennes espèces locales, ces souches bénéficient d’un travail de sélection dont l’expertise s’étend sur plusieurs années, voire décennies. C’est ce qu’on appelle la science de la sélection des variétés de cannabis.

Si vous souhaitez découvrir comment effectuer ce processus de croisement et de sélection, ne manquez pas de lire la suite de notre série de blogs sur l’amélioration des variétés !

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