chapitre 23 L’évolution des populations 553
Étude de cas : l’effet de la dérive génétique
sur le tétras des prairies
Des millions de tétras des prairies (Tympanuchus cupido) vivaient
autrefois dans les prairies de l’Illinois. Cependant, à mesure
que les humains se sont mis à cultiver ces territoires ou à les
transformer pour d’autres usages durant les 19
e
et 20
e
siècles,
le nombre de ces oiseaux a dégringolé (figure 23.11a). En 1993,
l’Illinois ne comptait plus que deux populations de tétras des
prairies, soit moins d’une cinquantaine d’individus. Les survivants présentaient un taux très faible de variation génétique, et moins de 50 % de leurs œufs arrivaient à éclosion,
soit beaucoup moins que dans les populations plus importantes du Kansas et du Nebraska (figure 23.11b).
Ces données semblent indiquer que, sous l’effet du goulot
d’étranglement, la dérive génétique peut avoir entraîné une
perte de variation génétique et une augmentation de la fréquence des allèles nuisibles. Pour vérifier cette hypothèse,
Juan Bouzat et ses collègues de la Bowling Green State University en Ohio ont extrait l’ADN de 15 spécimens de tétras
des prairies de l’Illinois conservés dans des musées. De ces
15 oiseaux, 10 avaient été prélevés dans les années 1930, lorsque l’Illinois comptait encore 25 000 tétras des prairies, et les
5 autres dans les années 1960, alors qu’il en restait encore un
millier. En étudiant l’ADN de ces spécimens, les chercheurs ont
pu obtenir une valeur de référence minimale pour estimer la
variation génétique qu’avait déjà subie la population des
tétras des prairies avant qu’elle ne soit réduite à quelques
oiseaux. Cette valeur de référence est une information clé
dont on ne dispose habituellement pas dans les cas de goulot
d’étranglement.
Les chercheurs ont étudié six loci et ont découvert qu’en
1993 la population de tétras des prairies avait perdu neuf des
allèles présents chez les spécimens conservés dans les musées.
La population de 1993 avait également moins d’allèles par
locus que la population de l’Illinois d’avant le goulot d’étranglement et que les populations actuelles du Kansas et du
Nebraska (voir la figure 23.11b). La dérive génétique avait
donc réduit la variation génétique de la petite population de
1993 comme le prédisait l’hypothèse ; elle avait peut-être
aussi augmenté la fréquence des allèles nuisibles, expliquant
ainsi le faible taux d’éclosion des œufs. Pour atténuer ces
effets nuisibles, on a introduit 271 oiseaux des États voisins
dans la population de l’Illinois sur une période de quatre ans.
Cette stratégie a été couronnée de succès : de nouveaux allèles
ont pénétré dans la population, et le taux d’éclosion des œufs
a grimpé à 90 %. Les études sur les tétras des prairies de l’Illinois
montrent la puissance des effets de la dérive génétique dans
de petites populations et permettent d’espérer que ces effets
peuvent être renversés, au moins dans certaines populations.
m Figure 23.10 L’effet de goulot d’étranglement. Pour illustrer
l’effet de goulot d’étranglement et la réduction brutale et draconienne
d’une population décimée par une catastrophe naturelle, on remplit une
bouteille de billes de différentes couleurs. On l’agite ensuite pour en faire
glisser quelques-unes par le goulot jusque dans le verre. Remarquez que,
par hasard, dans la nouvelle population, les billes bleues sont surreprésentées
par rapport aux blanches ; quant aux billes jaunes, elles sont carrément
absentes.
m Figure 23.11 La dérive génétique et la perte de variation
génétique.
Population
d’origine
Effet de goulot
d’étranglement
Population
survivante
Tétras des prairies
Populations
de tétras
des prairies
Avant l’effet
de goulot
d’étranglement
(Illinois, 1820)
Le territoire des tétras
des prairies couvrait presque
tout l’Illinois.
Location
Taille de la
population
Illinois
1930-1960
1993
1 000-25 000
< 50
5,2
3,7
750 000
5,8
75 000200 000
5,8
93
<50
99
96
Kansas, 1998
(pas de goulot
d’étranglement)
Nebraska, 1998
(pas de goulot
d’étranglement)
Nombre
d’allèles
par locus
Pourcentage
d’œufs éclos
En 1993, il ne restait plus
que 1 % de prairies en
Illinois et deux endroits
où l’on trouvait encore
des tétras des prairies.
Après l’effet
de goulot
d’étranglement
(Illinois, 1993)
(a) En Illinois, la population des tétras des prairies est passée de plusieurs
millions dans les années 1800 à moins de 50 oiseaux en 1993.
(b) Conséquence de la réduction draconienne de la taille de la population
de tétras des prairies en Illinois, la dérive génétique a produit une chute
du nombre d’allèles par locus (moyenne sur 6 loci étudiés) et
une diminution du pourcentage des œufs qui parvenaient à éclore.
Étude de cas : l’effet de la dérive génétique
sur le tétras des prairies
Des millions de tétras des prairies (Tympanuchus cupido) vivaient
autrefois dans les prairies de l’Illinois. Cependant, à mesure
que les humains se sont mis à cultiver ces territoires ou à les
transformer pour d’autres usages durant les 19
e
et 20
e
siècles,
le nombre de ces oiseaux a dégringolé (figure 23.11a). En 1993,
l’Illinois ne comptait plus que deux populations de tétras des
prairies, soit moins d’une cinquantaine d’individus. Les survivants présentaient un taux très faible de variation génétique, et moins de 50 % de leurs œufs arrivaient à éclosion,
soit beaucoup moins que dans les populations plus importantes du Kansas et du Nebraska (figure 23.11b).
Ces données semblent indiquer que, sous l’effet du goulot
d’étranglement, la dérive génétique peut avoir entraîné une
perte de variation génétique et une augmentation de la fréquence des allèles nuisibles. Pour vérifier cette hypothèse,
Juan Bouzat et ses collègues de la Bowling Green State University en Ohio ont extrait l’ADN de 15 spécimens de tétras
des prairies de l’Illinois conservés dans des musées. De ces
15 oiseaux, 10 avaient été prélevés dans les années 1930, lorsque l’Illinois comptait encore 25 000 tétras des prairies, et les
5 autres dans les années 1960, alors qu’il en restait encore un
millier. En étudiant l’ADN de ces spécimens, les chercheurs ont
pu obtenir une valeur de référence minimale pour estimer la
variation génétique qu’avait déjà subie la population des
tétras des prairies avant qu’elle ne soit réduite à quelques
oiseaux. Cette valeur de référence est une information clé
dont on ne dispose habituellement pas dans les cas de goulot
d’étranglement.
Les chercheurs ont étudié six loci et ont découvert qu’en
1993 la population de tétras des prairies avait perdu neuf des
allèles présents chez les spécimens conservés dans les musées.
La population de 1993 avait également moins d’allèles par
locus que la population de l’Illinois d’avant le goulot d’étranglement et que les populations actuelles du Kansas et du
Nebraska (voir la figure 23.11b). La dérive génétique avait
donc réduit la variation génétique de la petite population de
1993 comme le prédisait l’hypothèse ; elle avait peut-être
aussi augmenté la fréquence des allèles nuisibles, expliquant
ainsi le faible taux d’éclosion des œufs. Pour atténuer ces
effets nuisibles, on a introduit 271 oiseaux des États voisins
dans la population de l’Illinois sur une période de quatre ans.
Cette stratégie a été couronnée de succès : de nouveaux allèles
ont pénétré dans la population, et le taux d’éclosion des œufs
a grimpé à 90 %. Les études sur les tétras des prairies de l’Illinois
montrent la puissance des effets de la dérive génétique dans
de petites populations et permettent d’espérer que ces effets
peuvent être renversés, au moins dans certaines populations.
m Figure 23.10 L’effet de goulot d’étranglement. Pour illustrer
l’effet de goulot d’étranglement et la réduction brutale et draconienne
d’une population décimée par une catastrophe naturelle, on remplit une
bouteille de billes de différentes couleurs. On l’agite ensuite pour en faire
glisser quelques-unes par le goulot jusque dans le verre. Remarquez que,
par hasard, dans la nouvelle population, les billes bleues sont surreprésentées
par rapport aux blanches ; quant aux billes jaunes, elles sont carrément
absentes.
m Figure 23.11 La dérive génétique et la perte de variation
génétique.
Population
d’origine
Effet de goulot
d’étranglement
Population
survivante
Tétras des prairies
Populations
de tétras
des prairies
Avant l’effet
de goulot
d’étranglement
(Illinois, 1820)
Le territoire des tétras
des prairies couvrait presque
tout l’Illinois.
Location
Taille de la
population
Illinois
1930-1960
1993
1 000-25 000
< 50
5,2
3,7
750 000
5,8
75 000200 000
5,8
93
<50
99
96
Kansas, 1998
(pas de goulot
d’étranglement)
Nebraska, 1998
(pas de goulot
d’étranglement)
Nombre
d’allèles
par locus
Pourcentage
d’œufs éclos
En 1993, il ne restait plus
que 1 % de prairies en
Illinois et deux endroits
où l’on trouvait encore
des tétras des prairies.
Après l’effet
de goulot
d’étranglement
(Illinois, 1993)
(a) En Illinois, la population des tétras des prairies est passée de plusieurs
millions dans les années 1800 à moins de 50 oiseaux en 1993.
(b) Conséquence de la réduction draconienne de la taille de la population
de tétras des prairies en Illinois, la dérive génétique a produit une chute
du nombre d’allèles par locus (moyenne sur 6 loci étudiés) et
une diminution du pourcentage des œufs qui parvenaient à éclore.