Retour à Partie 1 : Génétique et évolution

Chapitre 3 : l’évolution des génomes à l’échelle des populations

I. Le modèle théorique de Hardy-Weinberg (HW)

Ce modèle s’appuie sur une population théorique d’organismes diploïdes ayant plusieurs caractéristiques : population à effectif infini, non soumise à des migrations (pas d’arrivée d’individus extérieurs, ni de départ d’une fraction de la population), population non soumise à la sélection naturelle ou à la dérive génétique, pas de mutation sur les allèles étudiés, pas de préférences sexuelles entre les partenaires.

Selon ce modèle, lorsqu’une population présente les caractéristiques précédentes, la fréquence relative de ses allèles reste stable de génération en génération.

II. La situation des populations réelles, éloignée du modèle théorique

La majorité des populations n’évolue pas selon le modèle théorique de HW car les conditions théoriques ne s’appliquent pas. En effet, les populations sont très majoritairement soumises à différentes forces évolutives.

A. Des populations qui évoluent sous l’effet de la sélection naturelle

Dans un environnement donné, certains allèles sont qualifiés de favorables car ils confèrent un avantage aux individus qui les portent. Si les conditions de cet environnement sont stables, la survie et la reproduction de ces individus seront favorisées ce qui va conduire à une augmentation de la fréquence des allèles favorables dans la population (ex : allèle Xi- des éléphants sans trompe dans un environnement avec braconneurs; allèle Carbonaria des phalènes noirs du bouleau dans un environnement pollué ; allèle AceR des moustiques résistants aux insecticides).

Il existe également des allèles défavorables qui vont pénaliser les individus qui en sont porteurs.

Ainsi, sous l’effet de la sélection naturelle, déterminée par les caractéristiques d’un environnement, le génome des populations évolue et conduit à la mise en place de populations adaptées à leurs conditions environnementales. Si ces dernières changent (ex : modification des insecticides pulvérisés sur les moustiques, diminution de la pollution sur les arbres, disparition du braconnage), l’évolution du génome des populations peut également changer.

B. Des populations qui évoluent sous l’effet de la dérive génétique

Au sein d’une population de petit effectif (c’est-à-dire constitué d’un petit nombre d’individus), la fréquence de certains allèles varie de manière aléatoire (ex : allèles Xi et Xi- des éléphants dans un environnement dépourvu de braconnage ; allèles A, B et O dans les populations humaines). Cette situation concerne des allèles qui ne confère aucun avantage dans l’environnement considéré.

C. Des populations qui évoluent sous l’effet d’autres mécanismes

D’autres événements peuvent modifier naturellement le génome d’une population et son évolution :

– phénomène de migration : des individus extérieurs peuvent intégrer une population et apporter ainsi des allèles nouveaux. Ce flux de gènes est un phénomène fréquent car les populations naturelles sont rarement isolées.

– phénomène de mutation : des mutations peuvent affecter certains gènes et introduire ainsi de nouveaux allèles dans la population, modifiant le génome initial. Ce phénomène reste cependant rare.

– phénomène de sélection sexuelle : la reproduction sexuée ne se produit pas toujours de manière aléatoire (comme le stipule le modèle d’HW). En effet, dans certaines espèces, les individus d’un sexe choisissent leur(s) partenaire(s) du sexe opposé (ex : sélection sexuelle des Guppys). Il s’agit d’une sélection sexuelle qui peut également contribuer à l’évolution du génome de la population puisque la transmission des allèles à la descendance sera hétérogène.

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III. Evolution des populations et spéciation

Donc au cours du temps, de nombreux facteurs induisent l’évolution génétique des populations. Ces dernières étant souvent génétiquement hétérogènes, elles évoluent conduisant à une différenciation génétique et donc à la formation de populations qui se distinguent entre elles par leurs caractéristiques génétiques (ex : populations d’éléphants en Afrique).

Lorsque cette différenciation génétique s’accroît, elle peut conduire à limiter les échanges réguliers de gènes entre les populations, voire à les empêcher. Dans ce cas, des populations vont être génétiquement isolées entre elles, ce qui va conduire à la formation d’une nouvelle espèce (ex : Pouillot; Processionnaire du Pin).

Ainsi, toutes les espèces apparaissent donc comme des ensembles hétérogènes de populations, évoluant continuellement dans le temps.