Problème — Dérive génétique dans une population fragmentée

Les mécanismes de l'évolution · niveau 3 (difficile)

Énoncé

Problème — Dérive génétique dans une population fragmentée.

Une grande population d'insectes, à l'équilibre avec $q = f (a) = 0, 30$ , est fragmentée par une route en plusieurs petites populations isolées de $25$ individus chacune. On suppose l'allèle $a$ neutre (aucune sélection).

Quelle force évolutive devient prépondérante dans ces fragments ? Justifier par l'effectif.
Décrire l'évolution probable de $f (a)$ dans deux fragments différents.
Quelles conséquences pour la diversité génétique de l'ensemble ?
Si une espèce d'oiseau permet ensuite le transport d'individus entre fragments, quelle force intervient et quel est son effet ?

Corrigé

1. La dérive génétique devient prépondérante. Les fragments ont un très faible effectif ( $N = 25$ , soit $2 N = 50$ allèles) : la condition « effectif infini » de Hardy-Weinberg n'est plus respectée et le hasard de l'échantillonnage des gamètes fait fortement varier les fréquences alléliques.

2. Comme la dérive est aléatoire et indépendante d'un fragment à l'autre, $f (a)$ évolue différemment dans chaque fragment : dans l'un, $a$ peut augmenter jusqu'à être fixé ( $q = 1$ ) ; dans un autre, il peut régresser jusqu'à être perdu ( $q = 0$ ). Les fragments divergent.

3. Au sein de chaque fragment, la dérive conduit à une perte de diversité (tendance à l'homozygotie). Entre fragments, la diversité globale se réorganise mais l'ensemble s'appauvrit à mesure que des allèles sont définitivement perdus. Si l'isolement persiste, cette divergence peut être une première étape vers la spéciation.

4. Le transport d'individus rétablit un flux de gènes : c'est la migration. Elle homogénéise les pools génétiques, rapproche les fréquences alléliques des différents fragments et limite les effets de la dérive et la divergence.