MOTS CLEFS: Loi de Hardy-Weinberg, Phénotype, Génotype, Allèles, Fréquence, Population, Sélection (naturelle, humaine ou sexuelle), Dérive génétique, Migration, Mutation.

Th1A p3: L’inéluctable évolution des génomes

au sein des populations

VIDEO1 : Equilibre d’Hardy-Weinberg

Le modèle théorique ou LOI DE HARDY WEINBERG correspond à un outil statistique qui étudie les fréquences alléliques au sein des populations (= structure génétique) et leurs évolutions aux cours des générations, en se basant sur les connaissances de la méiose et la fécondation.

Si une population suit la LOI DE HARDY WEINBERG , LA FRÉQUENCE RELATIVE DES ALLÈLES, DES GÉNOTYPES ET DES PHÉNOTYPES RESTENT STABLES DE GÉNÉRATION EN GÉNÉRATION. la population est dite à l’équilibre. Elle respecte donc la structure génétique théorique.

Tout écart à l’équilibre indique la présence de phénomènes évolutifs.

1) Comment expliquer la situation des populations réelles, éloignée du modèle théorique ?

A.Les écarts associés à la sélection ( naturelle ou pas)

NON NATURELLE

A1:  Poule de luxe

• CORRECTION

VIDEO2 : Equilibre d’Hardy-Weinberg

REMARQUES sur la vidéo

+ NOMBRE D’INDIVIDUS :

nombre de phénotype dans une populations = effectifs de chaque individu dans la population. ( Ici 1 seul phénotype = [M] )

+ NOMBRE DES ALLÈLES qui dépend du génotype si 2 phénotypes [M] ↔ (M//M) ou (M//b) =►3 allèles M, 1 allèle b mais 2 individus [M] et 0 individu [b].

+ FRÉQUENCE DES PHÉNOTYPES :

nombre d’1 phénotypes (ou d’individus) / population totale (ici [M]=2/2=100%)

+ FRÉQUENCE ALLÉLIQUE :

nombre d’allèles (M ou b) / nombre d’allèles totaux (ici fq (M)=3/4 , fq(b)=1/4)

+ FRÉQUENCE GÉNOTYPIQUE des descendants :

Si on note la fq(M)= p et fq(b)=q

(A//A) = p2, (A//b) = 2pq, (b//b) = q2

NATURELLE

A2: Drépanocytose dans 2 populations humaines

• CORRECTION

Dans un environnement donné, certains ALLÈLES sont qualifiés de FAVORABLES car ils confèrent un avantage aux individus qui les portent. Si les conditions de cet environnement sont stables, la survie et la reproduction de ces individus seront favorisées ce qui va conduire à une augmentation de la fréquence des allèles favorables dans la population.

- Ex : La phalène du bouleau (forme claire/sombre) voir ICI

- Ex : Le bec des pinsons de Darwin (gros bec/petit bec) voir LA

- Ex : Allèles HbA et HbS (drépanocytose) A2

Ainsi, sous l’effet de la sélection naturelle, déterminée par les caractéristiques d’un environnement, un tri des allèles se fait et favorise la mise en place de populations plus adaptées aux nouvelles conditions de l’ environnement.

Cela fonctionne à l’inverse pour des allèles défavorables qui vont pénaliser les individus qui en sont porteurs.

B. Des populations qui évoluent sous l’effet de la dérive génétique

On constate la disparition de l’allèle B dans certains populations (ex : indiens d’Amérique, Aborigènes d’Australie)

TP: Sapiens et groupes sanguins

• CORRECTION

La DERIVE GENETIQUE est une modification aléatoire de la fréquence des allèles dans une population.

Elle est liée à la reproduction sexuée.

Elle est liée à des effectifs de population faibles.

Cette situation concerne des allèles qui ne confèrent aucun avantage dans l’environnement considéré.

C. Des populations qui évoluent sous l’effet d’autres mécanismes

D’autres événements peuvent modifier naturellement le génome d’une population et son évolution :

– phénomène de migration : des individus extérieurs peuvent intégrer une population et apporter ainsi des allèles nouveaux. Ce flux de gènes est un phénomène fréquent car les populations naturelles sont rarement isolées.

– phénomène de mutation : des mutations peuvent affecter certains gènes et introduire ainsi de nouveaux allèles dans la population, modifiant le génome initial. Ce phénomène reste cependant rare.

VIDEO : Séduction

– phénomène de sélection sexuelle : la reproduction sexuée ne se produit pas toujours de manière aléatoire (comme le stipule le modèle d’HW). En effet, dans certaines espèces, les individus d’un sexe choisissent leur(s) partenaire(s) du sexe opposé

ex : sélection sexuelle des paons

Il s’agit d’une sélection sexuelle qui peut également contribuer à l’évolution du génome de la population puisque la transmission des allèles à la descendance sera hétérogène.

Ce modèle de Hardy-Weinberg s’appuie donc sur une population théorique d’organismes diploïdes ayant plusieurs caractéristiques :

+ population à effectif infini,

+ non soumise à des migrations (pas d’arrivée d’individus extérieurs, ni de départ d’une fraction de la population),

+ population non soumise à la sélection naturelle, ( ou non : ici sélection humaine de poules)

+ population non soumise la dérive génétique,

+ sans mutation sur les allèles étudiés,

+ sans préférences sexuelles entre les partenaires.