Modèle théorique de l'équilibre de Hardy-Weinberg
Première générale Spé · Enseignement Scientifique 1ère
À retenir
• En 1908, le mathématicien britannique Godfrey H. Hardy et le médecin allemand Wilhelm Weinberg découvrent indépendamment la loi fondamentale de la génétique des populations. • Définition d'une population idéale à l'équilibre : 1. Organisme diploïde à reproduction sexuée sans chevauchement des générations. 2. Population d'effectif infini (dans la pratique très grand, afin que la dérive génétique soit totalement négligeable). 3. Panmixie parfaite : les accouplements ont lieu de façon entièrement aléatoire, sans choix du partenaire selon le phénotype ou le génotype, et pangamie (rencontre aléatoire des gamètes). 4. Absence de mutations (aucun nouvel allèle n'apparaît, pas de conversion d'allèles). 5. Absence de migrations (population génétiquement close, sans immigration ni émigration). 6. Absence de sélection naturelle (tous les génotypes ont la même valeur sélective, même viabilité et même fertilité). • L'énoncé de la loi de Hardy-Weinberg : - Dans ces conditions idéales théoriques, les fréquences alléliques p et q restent rigoureusement constantes d'une génération à l'autre. - Dès la première génération d'accouplements panmictiques, les fréquences génotypiques atteignent un équilibre stable donné par le développement du binôme : (p + q)^2 = p^2 + 2pq + q^2 = 1 où p^2 = f(AA), 2pq = f(Aa) et q^2 = f(aa). • Utilité scientifique fondamentale : - Le modèle de Hardy-Weinberg joue le rôle de modèle nul (modèle de référence mathématique) : tout écart mesuré entre une population réelle et les proportions théoriques prouve qu'au moins une force évolutive (sélection, dérive, mutation, migration) agit sur la population !
Le cours
Modèle théorique de l'équilibre de Hardy-Weinberg • En 1908, le mathématicien britannique Godfrey H. Hardy et le médecin allemand Wilhelm Weinberg découvrent indépendamment la loi fondamentale de la génétique des populations. • Définition d'une population idéale à l'équilibre : 1. Organisme diploïde à reproduction sexuée sans chevauchement des générations. 2. Population d'effectif infini (dans la pratique très grand, afin que la dérive génétique soit totalement négligeable). 3. Panmixie parfaite : les accouplements ont lieu de façon entièrement aléatoire, sans choix du partenaire selon le phénotype ou le génotype, et pangamie (rencontre aléatoire des gamètes). 4. Absence de mutations (aucun nouvel allèle n'apparaît, pas de conversion d'allèles). 5. Absence de migrations (population génétiquement close, sans immigration ni émigration). 6. Absence de sélection naturelle (tous les génotypes ont la même valeur sélective, même viabilité et même fertilité). • L'énoncé de la loi de Hardy-Weinberg : - Dans ces conditions idéales théoriques, les fréquences alléliques p et q restent rigoureusement constantes d'une génération à l'autre. - Dès la première génération d'accouplements panmictiques, les fréquences génotypiques atteignent un équilibre stable donné par le développement du binôme : (p + q)^2 = p^2 + 2pq + q^2 = 1 où p^2 = f(AA), 2pq = f(Aa) et q^2 = f(aa). • Utilité scientifique fondamentale : - Le modèle de Hardy-Weinberg joue le rôle de modèle nul (modèle de référence mathématique) : tout écart mesuré entre une population réelle et les proportions théoriques prouve qu'au moins une force évolutive (sélection, dérive, mutation, migration) agit sur la population ! Astuce et méthode clé Pense au modèle de Hardy-Weinberg comme au principe d'inertie de Galilée en physique : de même qu'un objet conserve une vitesse constante en l'absence de force extérieure, une population conserve des fréquences alléliques constantes en l'absence de forces évolutives ! Piège classique à éviter Ne dis pas qu'un allèle dominant finit forcément par envahir toute la population : à l'équilibre de Hardy-Weinberg, la dominance n'augmente JAMAIS la fréquence d'un allèle !
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