La génétique des populations est l’étude des distributions et des changements de la fréquence des allèles dans une population.
Qu’est-ce que la génétique des populations ?
Un gène pour une caractéristique particulière peut avoir plusieurs variations appelées allèles. Ces variations codent pour différents traits associés à cette caractéristique. Par exemple, dans le système des groupes sanguins ABO chez l’homme, trois allèles (A et B dominants et O, récessif) déterminent la protéine particulière du groupe sanguin à la surface des globules rouges. Un individu possédant un allèle de type A présentera des protéines de type A (antigènes) à la surface de ses globules rouges. Les personnes ayant le phénotype du sang de type A ont le génotype AA ou AO, le type B a BB ou BO, le type AB a AB et le type O a OO.
Un organisme diploïde ne peut porter que deux allèles pour un gène particulier. Dans le groupe sanguin de l’homme, les combinaisons sont composées de deux allèles tels que AA ou OO. Bien que chaque organisme ne puisse porter que deux allèles, plus de ces deux allèles peuvent être présents dans une population plus large. Par exemple, dans une population de cinquante personnes où tous les groupes sanguins sont représentés, il peut y avoir plus d’allèles A que d’allèles O. La génétique des populations est l’étude de la façon dont les forces sélectives modifient une population par le biais de changements dans les fréquences alléliques et génotypiques.
La fréquence des allèles
La fréquence des allèles (ou fréquence des gènes) est le taux d’apparition d’un allèle spécifique dans une population. En génétique des populations, le terme évolution est défini comme un changement de la fréquence d’un allèle dans une population (la loi de Hardy-Weinberg la calcule et la modélise). Les fréquences vont de 0, présent chez aucun individu, à 1, présent chez tous les individus. Le patrimoine génétique est la somme de tous les allèles de tous les gènes d’une population.
Si l’on reprend l’exemple du système de groupes sanguins ABO, la fréquence d’un des allèles, par exemple AA, est le nombre de copies de cet allèle divisé par toutes les copies du gène ABO dans la population, c’est-à-dire tous les allèles. Les fréquences alléliques peuvent être exprimées en décimales ou en pourcentage et leur somme est toujours égale à 1, ou 100 %, de la population totale. Par exemple, dans un échantillon de population humaine, la fréquence de l’allèle A peut être de 0,26, ce qui signifie que 26 % des chromosomes de cette population sont porteurs de l’allèle A. Si nous savons également que la fréquence de l’allèle B dans cette population est de 0,14, alors la fréquence de l’allèle O est de 0,6, que nous obtenons en soustrayant de 1 toutes les fréquences alléliques connues (donc : 1 – 0,26 – 0,14 = 0,6). Un changement de l’une de ces fréquences alléliques au fil du temps constituerait une évolution dans la population.
La taille de la population et évolution
Lorsque les fréquences alléliques au sein d’une population changent de manière aléatoire sans que la population n’en tire aucun avantage par rapport aux fréquences alléliques existantes, ce phénomène est appelé dérive génétique. Plus une population est petite, plus elle est sensible à des mécanismes tels que la dérive génétique, car les allèles sont plus susceptibles de se fixer à 0 (absent) ou 1 (universellement présent). Les événements aléatoires qui modifient la fréquence des allèles auront un effet beaucoup plus important lorsque le pool génétique est petit. La dérive génétique et la sélection naturelle se produisent généralement simultanément dans les populations, mais la cause du changement de fréquence est souvent impossible à déterminer.
La sélection naturelle affecte également la fréquence des allèles. Si un allèle confère un phénotype qui permet à un individu de mieux survivre ou d’avoir plus de descendants, la fréquence de cet allèle augmentera. Étant donné qu’un grand nombre de ces descendants seront également porteurs de l’allèle bénéfique et, par conséquent, du phénotype, ils auront à leur tour plus de descendants porteurs de l’allèle. Au fil du temps, l’allèle se répand dans la population et peut devenir fixe : chaque individu de la population est porteur de l’allèle. Si un allèle est dominant mais nuisibles peuvent rapidement être éliminés du pool génétique lorsque l’individu porteur de l’allèle ne se reproduit pas. Cependant, un allèle récessif nuisible peut persister pendant des générations dans une population, caché par l’allèle dominant chez les hétérozygotes. Dans ce cas, les seuls individus à être éliminés de la population sont ceux qui ont la malchance d’hériter de deux copies d’un tel allèle.
L’effet fondateur
L’effet fondateur se produit lorsqu’une partie d’une population s’isole et établit un pool génétique distinct avec ses propres fréquences d’allèles. Lorsqu’un petit nombre d’individus devient la base d’une nouvelle population, cette nouvelle population peut être très différente génétiquement de la population d’origine si les fondateurs ne sont pas représentatifs de celle-ci. Par conséquent, de nombreuses populations différentes, avec des pools génétiques très différents et uniformes, peuvent toutes provenir d’une même population plus importante. Ensemble, les forces de la sélection naturelle, de la dérive génétique et de l’effet fondateur peuvent entraîner des changements importants dans le patrimoine génétique d’une population.
En conclusion
Un pool génétique est la somme de tous les allèles (variantes d’un gène) dans une population.
Les fréquences alléliques vont de 0 (présent chez aucun individu) à 1 (présent chez tous les individus) ; toutes les fréquences alléliques pour un gène donné s’additionnent pour atteindre 100 % dans une population.
Plus une population est petite, plus elle est sensible à des mécanismes tels que la sélection naturelle et la dérive génétique, car les effets de ces mécanismes sont amplifiés lorsque le patrimoine génétique est restreint.
L’effet fondateur se produit lorsqu’une partie d’une population originale établit une nouvelle population avec un pool génétique distinct, ce qui entraîne une variation génétique moindre dans la nouvelle population.
- Du Soleil Invaincu au dimanche chrétien : L’héritage méconnu de Sol Invictus - 4 octobre 2024
- Les dix Plaies d’Égypte - 4 octobre 2023
- Quels étaient les impôts au Moyen Âge ? - 8 mars 2023
