Fréquence allélique : Proportion d'un allèle parmi tous les allèles d'un gène dans une population.
- Compter le nombre d'allèles dans la population
- Calculer la fréquence de chaque allèle
- Appliquer la loi de Hardy-Weinberg
- Vérifier que p + q = 1
Soit une population de 1000 individus avec les génotypes suivants : 360 AA, 480 Aa, 160 aa
Total allèles A = (2 × 360) + (1 × 480) = 720 + 480 = 1200
Total allèles a = (2 × 160) + (1 × 480) = 320 + 480 = 800
Total allèles = 2000
Fréquence de A (p) = 1200/2000 = 0.6
Fréquence de a (q) = 800/2000 = 0.4
AA = p² = 0.6² = 0.36 (36%)
Aa = 2pq = 2×0.6×0.4 = 0.48 (48%)
aa = q² = 0.4² = 0.16 (16%)
• p + q = 1 : Somme des fréquences alléliques égale 1
• p² + 2pq + q² = 1 : Somme des fréquences génotypiques égale 1
• Indépendance : Chaque allèle a une probabilité d'être transmis
Fréquence de l'allèle A : 0.6 (60%), Fréquence de l'allèle a : 0.4 (40%). Les fréquences génotypiques attendues sont : AA = 36%, Aa = 48%, aa = 16%.
Équilibre de Hardy-Weinberg : État théorique où les fréquences alléliques restent constantes d'une génération à l'autre.
Population de 1000 individus : 300 AA, 500 Aa, 200 aa
Fréquence de A = [(2×300) + 500]/2000 = 1100/2000 = 0.55
Fréquence de a = [(2×200) + 500]/2000 = 900/2000 = 0.45
AA = p² = 0.55² = 0.3025 → 302.5 individus
Aa = 2pq = 2×0.55×0.45 = 0.495 → 495 individus
aa = q² = 0.45² = 0.2025 → 202.5 individus
Observé : 300 AA, 500 Aa, 200 aa
Attendu : 302.5 AA, 495 Aa, 202.5 aa
Les valeurs sont proches → population probablement en équilibre
Population infinie : Éviter la dérive génétique
Accouplement aléatoire : Chaque individu a la même probabilité de se reproduire
Absence de migration : Pas d'entrée/sortie d'allèles
• Écart faible : Indique une population proche de l'équilibre
• Écart important : Indique une force évolutionniste en action
• Test statistique : χ² peut être utilisé pour valider l'équilibre
La population est proche de l'équilibre de Hardy-Weinberg car les fréquences observées sont très proches des fréquences attendues selon la loi de Hardy-Weinberg.
Sélection naturelle : Processus par lequel certains génotypes ont une meilleure capacité à survivre et se reproduire.
Les individus AA sont les plus aptes (fitness w = 1.0), suivis des Aa (w = 0.8) et des aa (w = 0.5).
Si p = 0.6 et q = 0.4, les génotypes initiaux sont : AA = 0.36, Aa = 0.48, aa = 0.16
Contribution pondérée : AA = 0.36×1.0 = 0.36, Aa = 0.48×0.8 = 0.384, aa = 0.16×0.5 = 0.08
Total pondéré = 0.36 + 0.384 + 0.08 = 0.824
AA = 0.36/0.824 = 0.437
Aa = 0.384/0.824 = 0.466
aa = 0.08/0.824 = 0.097
• Avantage sélectif : Les allèles favorables augmentent en fréquence
• Pression directionnelle : La sélection change les fréquences alléliques
• Équilibre rompu : La sélection viole les conditions de Hardy-Weinberg
Après un cycle de sélection naturelle, la fréquence de l'allèle A augmente (car il est associé aux génotypes les plus aptes), tandis que celle de a diminue. La sélection rompt l'équilibre de Hardy-Weinberg.
Dérive génétique : Changement aléatoire des fréquences alléliques dans une population, plus marqué dans les petites populations.
Phénomène aléatoire qui fait varier les fréquences alléliques d'une génération à l'autre, surtout dans les petites populations.
Plus la population est petite, plus la dérive est importante. La variance de la fréquence allélique est proportionnelle à p(1-p)/2N.
• Fixation d'allèles (fréquence = 1 ou 0)
• Perte de diversité génétique
• Divergence entre populations
Quand une population subit une réduction brutale de taille, certains allèles peuvent être perdus aléatoirement, réduisant la diversité.
Bottleneck : Réduction temporaire de la taille de la population
Effet fondateur : Création d'une nouvelle population par peu d'individus
• Force proportionnelle à 1/N : Plus la population est petite, plus la dérive est forte
• Processus aléatoire : Ne dépend pas de l'avantage sélectif
• Conséquence : Perte d'allèles et fixation aléatoire
La dérive génétique est un phénomène aléatoire qui modifie les fréquences alléliques dans les populations, particulièrement dans les petites populations. Elle peut conduire à la fixation ou à la perte d'allèles sans lien avec leur valeur adaptative.
Migration : Déplacement d'individus entre populations, entraînant un échange de gènes (flux génétique).
Soit une proportion m d'individus migrants dans la population réceptrice. La nouvelle fréquence allélique est : p' = (1-m)p + mP, où p est la fréquence locale et P celle de la population source.
La migration tend à homogénéiser les populations en égalisant les fréquences alléliques entre elles.
Si p₁ = 0.8 (population locale), p₂ = 0.2 (population source), et m = 0.1 (10% de migrants) : p' = (1-0.1)×0.8 + 0.1×0.2 = 0.72 + 0.02 = 0.74
• Réduction de la divergence entre populations
• Maintien de la diversité génétique
• Opposition à la dérive et à la sélection divergentes
Homogénéisation : Réduction des différences entre populations
Contrainte à la spéciation : Empêche la divergence génétique
Maintien de la cohésion : Unité de l'espèce
• Opposition à la divergence : La migration réduit les différences entre populations
• Modèle mathématique : p' = (1-m)p + mP
• Effet de seuil : Migration >5% par génération empêche la divergence
La migration entre populations crée un flux génétique qui tend à homogénéiser les fréquences alléliques. La nouvelle fréquence allélique dans la population réceptrice dépend de la proportion de migrants et de la fréquence dans la population source.
- Sélection naturelle : Non-random, favorise les génotypes adaptés
- Dérive génétique : Random, plus forte dans petites populations
- Migration : Échange de gènes entre populations
- Mutation : Source de nouvelles variations
- La somme des fréquences alléliques est toujours égale à 1
- La somme des fréquences génotypiques est toujours égale à 1
- Les forces évolutives modifient les fréquences alléliques
- La dérive est plus importante dans les petites populations
- Équilibre de Hardy-Weinberg : État théorique sans évolution
- Fréquence allélique : Proportion d'un allèle dans la population
- Fréquence génotypique : Proportion d'un génotype dans la population
- Fixation : Lorsqu'un allèle atteint la fréquence 1