La variation génétique dans une population est déterminée par les mutations, la sélection naturelle, la dérive génétique, l’auto-stop génétique et le flux génétique.
L’évolution des populations
Selon la théorie de l’évolution, tous les organismes, de l’homme aux abeilles en passant par les plantes et les bactéries, partagent un ancêtre commun. Des millions d’années de pression évolutive ont entraîné la mort de certains organismes tandis que d’autres ont survécu, laissant sur la terre les diverses formes de vie que nous connaissons aujourd’hui. Dans cette diversité se trouve l’unité ; par exemple, tous les organismes sont composés de cellules et utilisent l’ADN. La théorie de l’évolution nous donne une théorie unificatrice pour expliquer les similitudes et les différences au sein des organismes et des processus de la vie.
La variation génétique dans les populations
Une population est un groupe d’individus qui peuvent tous se croiser, que l’on distingue souvent sous le nom d’espèce. Comme ces individus peuvent partager des gènes et transmettre des combinaisons de gènes à la génération suivante, la collection de ces gènes est appelée pool génétique. Le processus d’évolution ne se produit que dans les populations et non dans les individus. Un individu ne peut pas évoluer seul ; l’évolution est le processus de changement des fréquences des gènes au sein d’un pool génétique. Cinq forces peuvent être à l’origine de la variation génétique et de l’évolution dans une population : les mutations, la sélection naturelle, la dérive génétique, l’auto-stop génétique (traduction littérale de genetic hitchhiking en anglais, parfois appelée également genetic draft), et le flux génétique.
Les mutations
Pourquoi certains organismes survivent-ils alors que d’autres meurent ? Les organismes qui survivent possèdent généralement des traits (ce qui s’appelle le phénotype) ou des caractéristiques qui leur confèrent des avantages qui les aident à survivre (par exemple, un meilleur camouflage, une nage plus rapide ou une digestion plus efficace). Chacune de ces caractéristiques est le résultat d’une mutation, ou d’un changement dans le code génétique. Les mutations se produisent spontanément, mais toutes les mutations ne sont pas héréditaires ; elles ne sont transmises à la descendance que si les mutations se produisent dans les gamètes. Ces mutations héréditaires sont responsables de l’apparition de nouveaux caractères dans une population.
La sélection naturelle
Tout comme les mutations sont à l’origine de nouveaux traits dans une population, la sélection naturelle agit sur la fréquence de ces traits. Comme il y a plus d’organismes que de ressources, tous les organismes sont en lutte constante pour l’existence. Dans le cadre de la sélection naturelle, les individus possédant des caractéristiques supérieures seront en mesure de produire davantage de descendants. Plus un organisme peut produire de descendants, plus son aptitude est élevée. À mesure que de nouveaux traits et comportements apparaissent par mutation, la sélection naturelle perpétue les traits qui confèrent un avantage, comme l’a montré l’observation des Pinsons de Darwin.
La dérive génétique
Lorsque les forces sélectives sont absentes ou relativement faibles, les fréquences des gènes ont tendance à dériver en raison d’événements aléatoires. Cette dérive s’arrête lorsque la variation du gène devient fixe en disparaissant de la population ou en remplaçant complètement les autres variations. Même en l’absence de forces sélectives, la dérive génétique peut faire en sorte que deux populations distinctes qui avaient au départ la même structure génétique dérivent en deux populations divergentes.
L’auto-stop génétique
Lorsque la recombinaison se produit au cours de la reproduction sexuée, les gènes sont généralement mélangés de sorte que chaque parent donne à sa progéniture un assortiment aléatoire de sa variation génétique. Cependant, les gènes qui sont proches les uns des autres sur le même chromosome sont souvent assortis ensemble. Par conséquent, la fréquence d’un gène peut augmenter dans une population grâce à l’auto-stop génétique si ses gènes proximaux lui confèrent un avantage.
Le flux de gènes ou flux génétique
Le flux génétique est l’échange de gènes entre populations ou entre espèces. Si les pools génétiques entre deux populations sont différents, l’échange de gènes peut introduire une variation qui est avantageuse ou désavantageuse pour l’une des populations. Si elle est avantageuse, cette variation génétique peut remplacer toutes les autres variations jusqu’à ce que l’ensemble de la population présente ce caractère.
Conclusion
La théorie de l’évolution nous donne une théorie unificatrice pour expliquer les similitudes et les différences entre les organismes et les processus de la vie.
Les populations (ou pools génétiques) évoluent en fonction des changements de fréquence des gènes ; les organismes individuels ne peuvent pas évoluer. C’est ce qu’étudie la génétique des populations et ce que modélise le principe de Hardy-Weinberg.
La variation dans les populations est déterminée par les gènes présents dans le patrimoine génétique de la population, qui peuvent être directement modifiés par mutation.
La sélection naturelle est le processus graduel qui augmente la fréquence des traits hérités avantageux (permettant de survivre et de se reproduire) et diminue la fréquence des traits hérités nuisibles au sein d’une population.
La composition génétique d’une population peut également être affectée par des événements aléatoires comme la dérive génétique, ou lorsque des gènes sont hérités ensemble dans le cadre de l’auto-stop génétique.
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