Dérive génétique et fluctuations aléatoires des fréquences alléliques
Première générale Spé · Enseignement Scientifique 1ère
À retenir
• La dérive génétique désigne la modification aléatoire et imprévisible de la fréquence des allèles d'une génération à la suivante au sein d'une population. • Mécanisme biologique : - Elle résulte exclusivement du hasard de l'échantillonnage des gamètes lors de la reproduction sexuée (tirage au sort des spermatozoïdes et des ovocytes qui participent à la fécondation). - La dérive génétique s'exerce sur tous les allèles, mais elle affecte particulièrement les allèles neutres (allèles qui ne confèrent ni avantage ni désavantage sélectif). • Rôle déterminant de l'effectif de la population : - Plus la population est de petite taille (N petit), plus les fluctuations d'échantillonnage sont violentes et rapides. - Dans une petite population, la dérive conduit rapidement à la fixation d'un allèle (sa fréquence atteint 1,00, 100\,\%) et à la disparition définitive des autres allèles (fréquence = 0), provoquant un appauvrissement majeur de la diversité génétique. - Dans une grande population (N grand), les fluctuations aléatoires se compensent et les fréquences alléliques restent presque stables d'une génération à l'autre. • Deux situations écologiques caractéristiques : 1. L'effet de goulot d'étranglement : réduction brutale et temporaire de l'effectif d'une espèce suite à une catastrophe (séisme, épidémie, surchasse), éliminant au hasard de nombreux allèles rares. 2. L'effet fondateur : colonisation d'un nouvel habitat (ex: une île) par un très petit groupe d'individus pionniers emportant un échantillon réduit et non représentatif du pool allélique de la population d'origine.
Le cours
Dérive génétique et fluctuations aléatoires des fréquences alléliques • La dérive génétique désigne la modification aléatoire et imprévisible de la fréquence des allèles d'une génération à la suivante au sein d'une population. • Mécanisme biologique : - Elle résulte exclusivement du hasard de l'échantillonnage des gamètes lors de la reproduction sexuée (tirage au sort des spermatozoïdes et des ovocytes qui participent à la fécondation). - La dérive génétique s'exerce sur tous les allèles, mais elle affecte particulièrement les allèles neutres (allèles qui ne confèrent ni avantage ni désavantage sélectif). • Rôle déterminant de l'effectif de la population : - Plus la population est de petite taille (N petit), plus les fluctuations d'échantillonnage sont violentes et rapides. - Dans une petite population, la dérive conduit rapidement à la fixation d'un allèle (sa fréquence atteint 1,00, 100\,\%) et à la disparition définitive des autres allèles (fréquence = 0), provoquant un appauvrissement majeur de la diversité génétique. - Dans une grande population (N grand), les fluctuations aléatoires se compensent et les fréquences alléliques restent presque stables d'une génération à l'autre. • Deux situations écologiques caractéristiques : 1. L'effet de goulot d'étranglement : réduction brutale et temporaire de l'effectif d'une espèce suite à une catastrophe (séisme, épidémie, surchasse), éliminant au hasard de nombreux allèles rares. 2. L'effet fondateur : colonisation d'un nouvel habitat (ex: une île) par un très petit groupe d'individus pionniers emportant un échantillon réduit et non représentatif du pool allélique de la population d'origine. Astuce et méthode clé Pense au jeu de pile ou face : avec 10 pièces, obtenir 80 % de piles ou plus arrive par hasard dans environ 5 % des lancers ; avec 1 million de pièces, la proportion de piles reste presque toujours entre 49,9 % et 50,1 %. Il en va de même pour la dérive génétique : plus l'effectif est petit, plus les fréquences fluctuent. Piège classique à éviter Ne confonds jamais dérive génétique (évolution ALÉATOIRE indépendante de la valeur adaptative des allèles) et sélection naturelle (évolution DÉTERMINISTE guidée par l'avantage reproductif dans un milieu donné).
Dans ce chapitre
- Notion d'espèce et biodiversité des écosystèmes de Seconde
- Allèles, mutations et diversité génétique intra-spécifique de Seconde
- Mouvements de la Terre et alternance des saisons de Seconde
- La Terre dans le Système solaire et conditions favorables à la vie
- Dynamique des populations et modèle démographique exponentiel (Malthus)
- Modèle démographique logistique et capacité d'accueil du milieu (Verhulst)
- Dérive génétique et fluctuations aléatoires des fréquences alléliques
- Sélection naturelle et succès reproducteur différentiel
- Spéciation et isolement reproducteur de populations
- Modèle théorique de l'équilibre de Hardy-Weinberg
- Calculs de fréquences génotypiques sous l'équilibre de Hardy-Weinberg
- Écarts à l'équilibre de Hardy-Weinberg : mutations, migrations, sélection et dérive
- Impact des activités humaines sur la biodiversité et fragmentation des habitats
- Bilan : Synthèse et méthode sur La Terre dans l'Univers et dynamique de la biodiversité