L’évolution peut se mesurer à l’échelle d’une population par la variation des fréquences des allèles au fil des générations. Le modèle de Hardy-Weinberg décrit une population théorique dans laquelle ces fréquences restent stables ; les écarts observés révèlent l’action de forces évolutives.
Une question sur ce cours ?
ULU, le tuteur d’ULUMINE, t’aide à partir de ce cours.
Objectifs
- Calculer des fréquences alléliques et génotypiques
- Utiliser le modèle de Hardy-Weinberg et en connaître les conditions
- Distinguer sélection naturelle et dérive génétique
- Expliquer comment se forment de nouvelles espèces
1. Fréquences alléliques et modèle de Hardy-Weinberg
Pour un gène à deux allèles A et a, on note p la fréquence de A et q celle de a, avec p + q = 1.
p² + 2pq + q² = 1
- Population de très grande taille.
- Croisements au hasard (panmixie).
- Pas de mutation, pas de migration.
- Pas de sélection : tous les génotypes survivent et se reproduisent de la même façon.
2. La sélection naturelle
Lorsque des individus portant un allèle donné survivent mieux ou se reproduisent davantage dans un environnement donné, la fréquence de cet allèle augmente de génération en génération : c’est la sélection naturelle. Son effet dépend de l’environnement.
La phalène du bouleau
Au XIXᵉ siècle, dans les régions industrielles anglaises où les troncs étaient noircis par la suie, la forme sombre de ce papillon, moins visible des oiseaux prédateurs, est devenue majoritaire. Après la réduction de la pollution, la forme claire est redevenue fréquente.
La sélection sexuelle est une forme de sélection liée à l’accès aux partenaires : elle peut favoriser des caractères voyants (plumage, chants) même s’ils augmentent les risques de prédation.
3. La dérive génétique
Dérive génétique : Variation aléatoire des fréquences alléliques d’une génération à l’autre, due au hasard de l’échantillonnage des gamètes qui participent à la reproduction. Son effet est d’autant plus fort que la population est petite.
- Dans une petite population, un allèle peut disparaître ou au contraire se fixer (fréquence 100 %), indépendamment de son effet sur la survie.
- Effet fondateur : une petite population qui colonise un nouveau milieu (île) ne contient qu’une partie des allèles de la population d’origine, avec des fréquences parfois très différentes.
4. De la population à l’espèce
Si deux populations d’une même espèce sont séparées (barrière géographique, différences de comportement ou de période de reproduction), elles n’échangent plus de gènes. Mutations, sélection et dérive les font diverger. Lorsqu’elles ne peuvent plus produire ensemble une descendance fertile, elles forment deux espèces distinctes : c’est la spéciation.
À retenir
- p + q = 1 ; à l’équilibre de Hardy-Weinberg, les génotypes ont pour fréquences p², 2pq et q².
- Le modèle suppose une grande population panmictique, sans mutation, migration ni sélection : c’est une référence.
- Sélection naturelle (non aléatoire, liée à l’environnement) et dérive génétique (aléatoire, forte dans les petites populations) modifient les fréquences alléliques.
- L’isolement reproducteur entre populations conduit à la spéciation.
Et maintenant, à toi !
Vérifie que tu as compris avec les exercices, puis révise avec la fiche.