Fiche de révision : Évolution génétique des populations

📋 Plan du Cours

1. Transmission des allèles et sélection
2. Fréquences génétiques chez les loups
3. Conditions du modèle Hardy-Weinberg
4. Prédiction des fréquences génotypiques
5. Stabilité des fréquences génotypiques
6. Forces évolutives et écarts observés

📖 1. Transmission des allèles et sélection

🔑 Notions clés & Définitions

• Sélection naturelle : La sélection naturelle favorise la reproduction et la transmission des caractères des individus qui possèdent des caractères avantageux pour la survie.

★ À maîtriser

• Pour chaque gène, un individu reçoit un allèle de son père et un allèle de sa mère, et la transmission des allèles est aléatoire selon Mendel. - Grégor Mendel

Compléments

• Dans le croisement présenté, la mère grise de génotype aa produit des gamètes X ; a, tandis que le père noir hétérozygote Aa produit des gamètes X ; A, X ; a, Y ; A et Y ; a.

• Les quatre phénotypes ont chacun une fréquence de 25 % :

  • femelle noire
  • femelle grise
  • mâle noir
  • mâle gris

📖 2. Fréquences génétiques chez les loups

🔑 Notions clés & Définitions

• Génotype : La composition allélique de l’ensemble des gènes d’un individu.
• Homozygote : Possède deux allèles identiques pour un même gène.
• Hétérozygote : Possède deux allèles différents pour un même gène.

📝 Points essentiels

• Chez les loups de Yellowstone, l’allèle A détermine la couleur noire, l’allèle a la couleur grise, et A est dominant sur a.

• Parmi 765 loups, les fréquences phénotypiques observées sont de 0,46 pour les loups noirs (352/765) et de 0,54 pour les loups gris (413/765).

• Les fréquences génotypiques observées sont :

  • 0,04 pour AA
  • 0,42 pour Aa
  • 0,54 pour aa

📐 Formule - La fréquence p de l’allèle A se calcule par $p = f(AA) + \frac{1}{2}f(Aa)$ et vaut 0,25 chez les loups étudiés.

📖 3. Conditions du modèle Hardy-Weinberg

🔑 Notions clés & Définitions

• Panmixie : La formation aléatoire des couples au sein d’une population et la rencontre aléatoire des gamètes.
• Valeur sélective : La valeur sélective mesure la capacité d’un individu à survivre et à se reproduire dans un milieu donné, sur une échelle de 0 à 1.

📝 Points essentiels

• Le modèle de Hardy-Weinberg estime les fréquences alléliques et génotypiques des générations futures pour un gène à deux allèles.

📐 Formule - Dans le modèle de Hardy-Weinberg, les fréquences des deux allèles vérifient $p + q = 1$, où p est la fréquence de A et q celle de a.

• Le modèle repose sur les conditions suivantes : (Hardy-Weinberg) :
  • une population de grande taille
  • la panmixie
  • l’absence de migration
  • l’absence de sélection naturelle
  • l’absence de dérive génétique

📖 4. Prédiction des fréquences génotypiques

★ À maîtriser

📐 Formule - La fréquence attendue de l’homozygote AA est $f(AA) = p^2$.

📐 Formule - La fréquence attendue de l’hétérozygote Aa est $f(Aa) = 2pq$, car les deux ordres de transmission A puis a et a puis A sont possibles.

Compléments

• Selon la loi des grands nombres, la probabilité qu’un parent transmette l’allèle A correspond à sa fréquence p dans la population, et celle qu’il transmette a correspond à sa fréquence q.

• Les fréquences attendues sont :

  • 0,0625 pour AA
  • environ 0,56 pour aa
  • 0,375 pour Aa

📖 5. Stabilité des fréquences génotypiques

★ À maîtriser

• En l’absence de sélection, de mutation et de migration, les fréquences alléliques restent inchangées d’une génération à l’autre : p’ = p et q’ = q.

• À l’équilibre de Hardy-Weinberg, la distribution génotypique reste stable au fil des générations, avec f(AA) = p², f(aa) = q² et f(Aa) = 2pq.

Compléments

📐 Formule - La fréquence de A dans les gamètes de la génération suivante vérifie $p' = f(AA) + \frac{1}{2}f(Aa) = p^2 + pq = p(p+q) = p$.

💡 Astuce mémo

Fréquences alléliques constantes → génotypes stables

📖 6. Forces évolutives et écarts observés

★ À maîtriser

• Les valeurs sélectives sont :

  • 0,013 pour AA
  • 1 pour Aa
  • 0,779 pour aa

• Un écart entre les fréquences génotypiques observées et celles attendues selon Hardy-Weinberg peut s’expliquer par l’action de forces évolutives.

Compléments

• La survie moyenne annuelle est :

  • 0,47 pour AA
  • 0,77 pour Aa
  • 0,75 pour aa

• Le nombre moyen de petits est :

  • 0,031 pour AA
  • 2,35 pour Aa
  • 1,83 pour aa

• Les loups gris et noirs s’accouplent préférentiellement avec un loup de l’autre couleur plutôt qu’avec un loup de la même couleur.

• Les conditions du modèle de Hardy-Weinberg ne sont pas toutes respectées par les populations réelles, ce qui met en évidence la présence de forces évolutives.

💡 Astuce mémo

Accouplements aléatoires du modèle, accouplements préférentiels observés

📊 Tableaux de synthèse

Fréquences génotypiques à Hardy-Weinberg