554 quatrième partie Les mécanismes de l’évolution
Les effets de la dérive génétique :
un résumé
Les exemples que nous venons de décrire mettent en lumière
quatre points clés :
1. La dérive génétique est considérable dans les
petites populations. Des phénomènes aléatoires
peuvent entraîner une surreprésentation ou une sousreprésentation d’un allèle dans la génération suivante.
De tels phénomènes aléatoires se produisent dans les
populations de toutes les tailles, mais ils ont tendance
à ne modifier substantiellement les fréquences alléliques
que dans les petites populations.
2. La dérive génétique peut entraîner un changement aléatoire des fréquences alléliques. En raison
de la dérive génétique, la fréquence d’un allèle peut
augmenter une année et diminuer l’année suivante ; la
variation d’une année à l’autre est imprévisible. Par
conséquent, contrairement à la sélection naturelle, qui
favorise certains allèles au détriment de certains autres
dans un environnement donné, la dérive génétique
modifie les fréquences alléliques de manière aléatoire
au fil du temps.
3 La dérive génétique peut réduire la variation
génétique dans les populations. En faisant fluctuer
aléatoirement les fréquences alléliques au fil du temps,
la dérive génétique peut éliminer certains allèles dans
une population. Comme l’évolution repose sur la variation génétique, une telle perte peut influer sur l’efficacité
avec laquelle la population s’adaptera à un changement
environnemental.
4. La dérive génétique peut aussi entraîner la fixation d’allèles dommageables. En raison de la dérive
génétique, des allèles qui ne sont ni nuisibles ni bénéfiques peuvent disparaître ou se fixer au gré du hasard.
Dans les très petites populations, la dérive génétique
peut aussi contribuer à la fixation d’allèles légèrement
nuisibles. Lorsque cela se produit, la survie de la population peut être menacée (comme c’est arrivé dans le
cas du tétras des prairies).
Le flux génétique
La modification des fréquences alléliques ne dépend pas uniquement de la sélection naturelle et de la dérive génétique.
Elle est également influencée par le flux génétique, c’està-dire l’échange d’allèles entre différentes populations en
raison de la migration d’individus fertiles ou de leurs gamètes.
Imaginons que la population hypothétique de plantes à fleurs
sauvages décrite un peu plus haut côtoie une population
nouvellement établie composée principalement d’individus à
pétales blancs (C
B
C
B
). Il se pourrait que les insectes pollinisateurs de ces fleurs apportent du pollen de cette population
à notre population initiale ; les allèles C
B
nouvellement introduits modifieront alors les fréquences alléliques de la génération
suivante. Comme les allèles s’échangent entre des populations,
le flux génétique tend à réduire les différences génétiques
entre les populations. En fait, s’il est assez important, le flux
génétique peut fondre deux populations pour n’en faire qu’une
seule – avec un seul et même patrimoine génétique.
Les échanges d’allèles par flux génétique peuvent aussi
influer sur l’adaptation des populations à des conditions environnementales locales. Des chercheurs ont étudié la mésange
charbonnière (Parus major), ou grande mésange, sur la petite île
de Vlieland aux Pays-Bas et ont observé des différences de longévité entre deux populations de l’île. La longévité des femelles
nées dans la population établie dans l’est de l’île est deux fois
plus grande que celle des femelles nées dans la population du
centre de l’île, et ce, peu importe où les femelles elles-mêmes
s’établissent et élèvent leur progéniture (figure 23.12). Cette
découverte donne à penser que les femelles nées dans la
population établie à l’est sont mieux adaptées à la vie sur l’île
que celles nées dans la population du centre. Cependant, des
études de terrain approfondies ont également démontré que
les deux populations sont reliées par un flux génétique important (accouplements), qui devrait réduire leurs différences.
Alors, comment expliquer que la population de l’est de l’île
soit mieux adaptée à la vie sur Vlieland que la population
du centre ? La réponse réside dans la différence de flux génétique entre ces deux populations et celles du continent. Les
chercheurs ont constaté que, peu importe l’année, 43 % des
m Figure 23.12 Le flux génétique et l’adaptation locale. Chez les
populations de mésanges charbonnières (Parus major) de l’île de Vlieland,
aux Pays-Bas, le taux de survie annuel des femelles nées dans la population
de l’est de l’île est plus élevé que celui des femelles nées dans la population
du centre de l’île. Le flux génétique du continent vers la population du
centre de l’île est 3,3 fois plus élevé que le flux génétique du continent
vers la population de l’est de l’île, et la sélection naturelle s’exerce au
détriment des oiseaux du continent dans les deux populations. Ces données
pourraient indiquer que le flux génétique en provenance du continent
a empêché la population de mésanges charbonnières du centre de l’île
de s’adapter pleinement aux conditions de son environnement.
2 km
Taux de survie (%)
0
60
50
40
10
20
30
Femelles nées
au centre de l’île
Femelles nées
à l’est de l’île
Centre de l’île
Est de l’île
Population où les femelles
qui survivent finissent
par se reproduire
Parus major
Population
de centre de l’île
MER DU NORD
Population
de l’est
de l’île
Vlieland,
Pays-Bas
N
Les effets de la dérive génétique :
un résumé
Les exemples que nous venons de décrire mettent en lumière
quatre points clés :
1. La dérive génétique est considérable dans les
petites populations. Des phénomènes aléatoires
peuvent entraîner une surreprésentation ou une sousreprésentation d’un allèle dans la génération suivante.
De tels phénomènes aléatoires se produisent dans les
populations de toutes les tailles, mais ils ont tendance
à ne modifier substantiellement les fréquences alléliques
que dans les petites populations.
2. La dérive génétique peut entraîner un changement aléatoire des fréquences alléliques. En raison
de la dérive génétique, la fréquence d’un allèle peut
augmenter une année et diminuer l’année suivante ; la
variation d’une année à l’autre est imprévisible. Par
conséquent, contrairement à la sélection naturelle, qui
favorise certains allèles au détriment de certains autres
dans un environnement donné, la dérive génétique
modifie les fréquences alléliques de manière aléatoire
au fil du temps.
3 La dérive génétique peut réduire la variation
génétique dans les populations. En faisant fluctuer
aléatoirement les fréquences alléliques au fil du temps,
la dérive génétique peut éliminer certains allèles dans
une population. Comme l’évolution repose sur la variation génétique, une telle perte peut influer sur l’efficacité
avec laquelle la population s’adaptera à un changement
environnemental.
4. La dérive génétique peut aussi entraîner la fixation d’allèles dommageables. En raison de la dérive
génétique, des allèles qui ne sont ni nuisibles ni bénéfiques peuvent disparaître ou se fixer au gré du hasard.
Dans les très petites populations, la dérive génétique
peut aussi contribuer à la fixation d’allèles légèrement
nuisibles. Lorsque cela se produit, la survie de la population peut être menacée (comme c’est arrivé dans le
cas du tétras des prairies).
Le flux génétique
La modification des fréquences alléliques ne dépend pas uniquement de la sélection naturelle et de la dérive génétique.
Elle est également influencée par le flux génétique, c’està-dire l’échange d’allèles entre différentes populations en
raison de la migration d’individus fertiles ou de leurs gamètes.
Imaginons que la population hypothétique de plantes à fleurs
sauvages décrite un peu plus haut côtoie une population
nouvellement établie composée principalement d’individus à
pétales blancs (C
B
C
B
). Il se pourrait que les insectes pollinisateurs de ces fleurs apportent du pollen de cette population
à notre population initiale ; les allèles C
B
nouvellement introduits modifieront alors les fréquences alléliques de la génération
suivante. Comme les allèles s’échangent entre des populations,
le flux génétique tend à réduire les différences génétiques
entre les populations. En fait, s’il est assez important, le flux
génétique peut fondre deux populations pour n’en faire qu’une
seule – avec un seul et même patrimoine génétique.
Les échanges d’allèles par flux génétique peuvent aussi
influer sur l’adaptation des populations à des conditions environnementales locales. Des chercheurs ont étudié la mésange
charbonnière (Parus major), ou grande mésange, sur la petite île
de Vlieland aux Pays-Bas et ont observé des différences de longévité entre deux populations de l’île. La longévité des femelles
nées dans la population établie dans l’est de l’île est deux fois
plus grande que celle des femelles nées dans la population du
centre de l’île, et ce, peu importe où les femelles elles-mêmes
s’établissent et élèvent leur progéniture (figure 23.12). Cette
découverte donne à penser que les femelles nées dans la
population établie à l’est sont mieux adaptées à la vie sur l’île
que celles nées dans la population du centre. Cependant, des
études de terrain approfondies ont également démontré que
les deux populations sont reliées par un flux génétique important (accouplements), qui devrait réduire leurs différences.
Alors, comment expliquer que la population de l’est de l’île
soit mieux adaptée à la vie sur Vlieland que la population
du centre ? La réponse réside dans la différence de flux génétique entre ces deux populations et celles du continent. Les
chercheurs ont constaté que, peu importe l’année, 43 % des
m Figure 23.12 Le flux génétique et l’adaptation locale. Chez les
populations de mésanges charbonnières (Parus major) de l’île de Vlieland,
aux Pays-Bas, le taux de survie annuel des femelles nées dans la population
de l’est de l’île est plus élevé que celui des femelles nées dans la population
du centre de l’île. Le flux génétique du continent vers la population du
centre de l’île est 3,3 fois plus élevé que le flux génétique du continent
vers la population de l’est de l’île, et la sélection naturelle s’exerce au
détriment des oiseaux du continent dans les deux populations. Ces données
pourraient indiquer que le flux génétique en provenance du continent
a empêché la population de mésanges charbonnières du centre de l’île
de s’adapter pleinement aux conditions de son environnement.
2 km
Taux de survie (%)
0
60
50
40
10
20
30
Femelles nées
au centre de l’île
Femelles nées
à l’est de l’île
Centre de l’île
Est de l’île
Population où les femelles
qui survivent finissent
par se reproduire
Parus major
Population
de centre de l’île
MER DU NORD
Population
de l’est
de l’île
Vlieland,
Pays-Bas
N