Mutation, flux génétique et dérive génétique

Dans une population qui n’est pas à l’équilibre Hardy-Weinberg, la fréquence des allèles change avec le temps. Par conséquent, toute déviation par rapport aux cinq conditions de l’équilibre Hardy-Weinberg peut modifier la variation génétique d’une population donnée. Les conditions qui modifient la variabilité génétique d’une population comprennent les mutations, la sélection naturelle, l’accouplement non aléatoire, le flux génétique et la dérive génétique (petite taille de la population).

Mécanismes de variation génétique

Les sources originelles de variation génétique sont les mutations, qui sont des changements dans la séquence nucléotidique de l’ADN. Les mutations créent de nouveaux allèles et augmentent la variabilité génétique. La plupart des mutations ne provoquent de changements significatifs ni dans la santé ni dans le fonctionnement d’un organisme. Cependant, si une mutation réduit les chances de survie, l’organisme peut mourir avant de se reproduire. Par conséquent, ces mutations nocives sont susceptibles d’être éliminées par la sélection naturelle.

Les individus des populations naturelles peuvent également choisir leurs partenaires en fonction de certaines caractéristiques, et donc ne pas se reproduire au hasard. Dans ce cas, les allèles pour les traits qui ne sont pas sélectionnés deviendront moins fréquents dans la population.

En outre, les populations peuvent connaitre le flux génétique, le transfert d’allèles dans et hors des patrimoines génétiques, en raison de la migration. Un exemple classique de flux génétique est observé chez la plupart des espèces de babouins. Les babouins femelles s’accouplent le plus souvent avec des mâles dominants dans une troupe. Les babouins mâles juvéniles quittent presque toujours leurs troupes biologiques, sûrement pour éviter la consanguinité, et rejoignent une nouvelle troupe, où ils peuvent transmettre leurs gènes à la progéniture.

Dans la dérive génétique, les événements de hasard modifient les fréquences d’allèle d’une population. Une perturbation majeure, comme une catastrophe naturelle, peut réduire considérablement la taille de la population et ainsi diminuer la variation génétique. La composition résultante du patrimoine génétique a été choisie au hasard (c.-à-d. que survivre à la perturbation n’a pas été déterminé par la composition génétique de l’individu). Une telle réduction de la diversité génétique est appelée goulot d’étranglement génétique.

Parfois, une population peut se fragmenter en populations plus petites en raison du développement urbain ou d’autres événements. Une nouvelle population est fondée par un petit groupe de membres de la population d’origine et, par hasard, un allèle auparavant rare peut être relativement fréquent. Cet effet sur les fréquences génétiques est connu sous le nom d’effet fondateur.

L’importance de la variabilité génétique

La variation génétique est la base de l’évolution. La sélection naturelle ne peut se produire que si plusieurs formes de gènes (allèles) sont présentes dans la population, favorisant les allèles qui confèrent un avantage adaptatif dans les conditions actuelles. D’autre part, la perte de variation génétique peut avoir des effets néfastes sur les populations. Si le patrimoine génétique ne contient pas de variantes génétiques qui favorisent la survie et la reproduction lorsque l’environnement change, la population ne peut pas s’adapter et peut disparaître. Ces effets négatifs sont plus prononcés dans les populations plus petites car le patrimoine génétique est plus petit au départ. Les populations plus petites sont donc plus vulnérables aux événements stochastiques. Les efforts de conservation se concentrent souvent sur l’augmentation de la variabilité génétique par l’élevage sélectif d’individus dans de petites populations menacées.