Évolution des génomes au sein des populations
Fiche complète pour comprendre les écarts au modèle de Hardy-Weinberg, les mécanismes qui modifient les fréquences alléliques et la définition génétique de l’espèce.
Fiche SVT Terminale – Génétique des populations
En résumé
Dans une population, les fréquences des allèles peuvent rester stables seulement dans des conditions très particulières. En réalité, les mutations, la sélection naturelle, la migration, les préférences sexuelles et la dérive génétique modifient ces fréquences. Ces changements participent à l’évolution des populations et peuvent, à long terme, conduire à la formation de nouvelles espèces.
Ce que tu dois savoir faire
- Expliquer ce que prévoit le modèle de Hardy-Weinberg.
- Identifier les conditions théoriques nécessaires à l’équilibre génétique d’une population.
- Relier mutations, sélection naturelle, migration, préférences sexuelles et dérive génétique à des variations de fréquences alléliques.
- Lire un document montrant une évolution de population entre deux générations.
- Expliquer comment une différenciation génétique peut conduire à une nouvelle espèce.
1. Des écarts au modèle de Hardy-Weinberg
Le modèle de Hardy-Weinberg prévoit qu’une population conserve les mêmes fréquences alléliques et génotypiques au fil des générations si elle respecte plusieurs conditions théoriques. Il sert donc de modèle de référence : lorsqu’une population réelle s’en écarte, cela indique qu’un mécanisme évolutif agit.
Les conditions théoriques de l’équilibre
Les effets du hasard deviennent négligeables.
Les individus ne choisissent pas leurs partenaires selon le génotype ou le phénotype.
Aucun nouvel allèle n’apparaît.
Aucun allèle n’entre ou ne sort de la population.
Aucun génotype n’a un avantage ou un désavantage de survie ou de reproduction.
La proportion d’hétérozygotes reste stable si les conditions précédentes sont respectées.
2. Les mutations : apparition de nouveaux allèles
Une mutation est une modification de l’ADN. Elle peut créer un nouvel allèle. Si cet allèle est transmis à la descendance, il peut entrer dans le patrimoine génétique de la population.
Une mutation est donc une source de nouveauté génétique. Elle apparaît au hasard, mais son devenir dépend ensuite de son effet sur l’individu et de l’environnement.
3. La sélection naturelle : des allèles favorisés selon l’environnement
Lorsqu’un allèle procure un avantage de survie ou de reproduction dans un environnement donné, les individus qui le portent laissent en moyenne davantage de descendants. La fréquence de cet allèle augmente alors dans la population : c’est la sélection naturelle.
La sélection dépend du milieu. Un allèle avantageux dans un environnement peut devenir neutre ou défavorable dans un autre.
4. Les préférences sexuelles modifient aussi les fréquences alléliques
Contrairement à l’accouplement au hasard supposé par Hardy-Weinberg, les individus peuvent choisir leurs partenaires selon certains caractères : couleur, taille, chant, comportement, parade nuptiale. Ces préférences sexuelles peuvent augmenter la fréquence des allèles associés aux caractères recherchés.
5. La migration : entrée ou sortie d’allèles
Lors d’une migration, une fraction de la diversité allélique peut être exportée ou importée. Des individus quittent une population ou en rejoignent une autre. Ce flux d’individus entraîne donc aussi un flux de gènes.
La migration peut augmenter la diversité génétique d’une population ou au contraire retirer certains allèles d’une population de départ.
6. La dérive génétique : l’effet du hasard
La dérive génétique correspond à une modification aléatoire des fréquences alléliques. Elle est particulièrement importante dans les petites populations, car le hasard peut y avoir un effet très fort.
Par hasard, certains individus se reproduisent et d’autres non. Certains allèles peuvent donc devenir plus fréquents, diminuer ou disparaître, même sans avantage particulier.
7. Vers une définition génétique de l’espèce
Les populations évoluent sous l’effet de la dérive génétique, de la sélection naturelle et des changements environnementaux. Si deux populations se différencient durablement, leurs échanges génétiques peuvent diminuer puis cesser.
Une barrière géographique, écologique, comportementale ou reproductive limite les échanges entre populations.
Les mutations, la sélection et la dérive accumulent des différences entre populations.
On peut donc définir une espèce, en partie, comme un ensemble d’individus suffisamment proches génétiquement pour se reproduire entre eux et produire une descendance viable et fertile. Lorsque les écarts deviennent trop importants, une spéciation peut se produire.
8. Carte mentale de synthèse
9. Mots-clés à connaître
fréquence alléliquefréquence génotypiqueHardy-Weinbergéquilibre théoriquemutationsélection naturellepréférence sexuellemigrationflux de gènesdérive génétiquepopulationisolement reproducteurspéciationespèce
10. Méthode : réussir une réponse type bac
Mutation, sélection naturelle, migration, dérive génétique ou préférence sexuelle ?
Quel allèle augmente, diminue, apparaît, disparaît ou entre dans la population ?
Relier la variation des fréquences à l’évolution de la population ou à une spéciation possible.
Phrase modèle : Le document montre une modification des fréquences alléliques entre deux générations. Cette modification traduit une évolution de la population. Elle peut s'expliquer ici par [mécanisme], car [indice du document].
11. Erreurs fréquentes à éviter
12. Mini-entraînement corrigé
Question 1
Pourquoi le modèle de Hardy-Weinberg est-il utile même s’il est théorique ?
Réponse attendue : il sert de référence. Si une population réelle s’écarte des fréquences attendues, cela indique qu’un mécanisme évolutif comme la sélection, la migration, la mutation ou la dérive génétique agit.
Question 2
Une population de petite taille perd un allèle en quelques générations, sans changement visible de l’environnement. Quel mécanisme peut l’expliquer ?
Réponse attendue : la dérive génétique. Dans une petite population, le hasard peut modifier fortement les fréquences alléliques et même faire disparaître un allèle.
Question 3
Dans un milieu rocheux sombre, les individus sombres survivent mieux que les individus clairs. Quel mécanisme est impliqué ?
Réponse attendue : la sélection naturelle. Les individus sombres sont avantagés dans ce milieu et se reproduisent davantage, ce qui augmente la fréquence des allèles associés au phénotype sombre.
Question 4
Expliquez comment l’isolement de deux populations peut conduire à une nouvelle espèce.
Réponse attendue : si deux populations échangent peu ou plus du tout leurs gènes, elles accumulent des différences génétiques par mutation, sélection et dérive. Si ces différences deviennent suffisamment importantes pour empêcher la reproduction entre elles, une spéciation peut avoir lieu.
Conclusion
L’évolution correspond à une modification des fréquences alléliques au sein des populations.
Le modèle de Hardy-Weinberg permet de comprendre ce que serait une population stable. Les populations réelles s’en écartent à cause de mutations, de migrations, de préférences sexuelles, de la sélection naturelle et de la dérive génétique. Ces mécanismes expliquent la diversité génétique des populations et peuvent, à long terme, participer à la formation de nouvelles espèces.