Sélection, mutation, migration et maintien du polymorphisme
Écologie & évolution · Bachelor 2
Sélection directionnelle et balancée, équilibre mutation-sélection et flux génique, polymorphisme.
Introduction
La sélection naturelle modifie les fréquences alléliques selon la valeur sélective (fitness) relative des génotypes. Pour un allèle avantageux dominant ou récessif, le changement par génération dépend du coefficient de sélection s et du degré de dominance h. La sélection directionnelle conduit à la fixation de l'allèle favorable.
La sélection balancée maintient le polymorphisme. L'avantage de l'hétérozygote (surdominance) est illustré par l'allèle HbS de l'hémoglobine, protecteur face au paludisme chez les hétérozygotes. La sélection fréquence-dépendante négative favorise les phénotypes rares, par exemple en coévolution hôte-parasite.
La mutation introduit des allèles délétères maintenus à un équilibre mutation-sélection : q = racine de (mu/s) pour un allèle récessif. Le flux génique homogénéise les populations et peut contrer l'adaptation locale.
Objectifs d'apprentissage
- Décrire sélection directionnelle, stabilisante et disruptive
- Expliquer le polymorphisme équilibré par avantage de l'hétérozygote
- Calculer l'équilibre mutation-sélection
- Analyser l'effet de la migration sur l'adaptation locale
- Citer des exemples de sélection fréquence-dépendante
Concepts clés
- Valeur sélective
- Succès reproducteur relatif d'un génotype, fitness w.
- Surdominance
- Fitness de l'hétérozygote supérieure à celles des homozygotes.
- Sélection fréquence-dépendante
- Valeur d'un phénotype dépendant de sa fréquence ; négative si le rare est avantagé.
- Équilibre mutation-sélection
- Fréquence stable atteinte entre l'apparition d'allèles délétères et leur élimination.
- Flux génique
- Échange d'allèles entre populations par migration.
- Adaptation locale
- Meilleure fitness d'une population dans son milieu d'origine que dans d'autres.
Conclusion
La diversité génétique résulte de l'équilibre entre forces évolutives. Comprendre leurs interactions est essentiel pour l'écologie évolutive.
Cartes
- Qu'est-ce que la sélection directionnelle ?
- Elle favorise un extrême du phénotype et fait varier la moyenne.
- Exemple classique de surdominance ?
- L'hémoglobine S : hétérozygotes protégés contre le paludisme.
- Quelle est la fréquence d'équilibre d'un allèle récessif létal ?
- q ≈ racine de (mu/s), avec s = 1 pour létal homozygote.
- Qu'est-ce que la sélection fréquence-dépendante négative ?
- Le phénotype rare est avantagé, ce qui maintient le polymorphisme.
- Comment la migration affecte-t-elle l'adaptation locale ?
- Elle introduit des allèles non adaptés et peut l'empêcher si elle est forte face à la sélection.
- Qu'est-ce que la sélection stabilisante ?
- Elle élimine les extrêmes et réduit la variance (poids à la naissance).
- Qu'est-ce que la sélection disruptive ?
- Elle favorise les deux extrêmes et peut mener à la spéciation.
- Qu'est-ce que le fardeau génétique ?
- La réduction de fitness moyenne due aux allèles délétères.
- Pourquoi des allèles récessifs délétères persistent-ils ?
- Ils sont masqués chez les hétérozygotes, éliminés lentement par la sélection.
Glossaire
- Allèle délétère
- Allèle diminuant la fitness.
- Coefficient de sélection
- Réduction relative de fitness s d'un génotype.
- Dominance
- Degré d'expression d'un allèle chez l'hétérozygote.
- Polymorphisme équilibré
- Maintien de plusieurs allèles par sélection balancée.
- Cline
- Gradient géographique de fréquence allélique.
- Course aux armements
- Coévolution réciproque hôte-parasite.