Fiche de révision : Évolution et sélection naturelle

Modèle de Hardy-Weinberg et ses conditions, test de l’équilibre, unions non aléatoires, mutation, sélection naturelle et préférences sexuelles, dérive génétique et migrations dans des populations finies, différenciation des populations, spéciation et notion d’espèce questionnée par le séquençage de l’ADN.

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benprofparticulier.frSpécialité SVT · Terminale

Évolution des génomes : Hardy-Weinberg, sélection et dérive

Fiche méthode

(SVT Tᵉ spécialité · La Terre, la vie et l’organisation du vivant · Génétique et évolution)

La démarche face à une population

1. Je calcule les fréquences alléliques sur $2 N$ copies (deux par homozygote, une par hétérozygote).

2. Je compare au modèle : attendus $p^{2} N$ , $2 p q N$ , $q^{2} N$ , ou fréquences avant et après un événement.

3. J’identifie le facteur : orienté et lié au milieu → sélection ; aléatoire, fort si l’effectif est petit → dérive ; arrivée d’individus → migration ; déficit d’hétérozygotes → unions non aléatoires.

4. Je conclus avec prudence : plusieurs facteurs peuvent se combiner ou se compenser.

La clé le modèle de Hardy-Weinberg ne décrit aucune population réelle : c’est l’écart à ce modèle qui révèle les forces qui font évoluer les génomes.

Cas 1 · Estimer un allèle récessif et ses porteurs

Réflexe — population à l’équilibre : phénotype récessif = $q^{2}$ , donc $q = \sqrt{f (a a)}$ , puis $p = 1 - q$ et $2 p q$ .

Exemple. Un caractère récessif touche 1 individu sur 1 600 ; la population est supposée à l’équilibre.

$q^{2} = \frac{1}{1 600}$ , donc $q = \frac{1}{40} = 0, 025$ et $p = 0, 975$ .

Porteurs : $2 p q = 2 \times 0, 975 \times 0, 025 = 0, 04875$ , soit environ 4,9 % : 78 porteurs pour un individu atteint.

Attention — $\frac{n_{A A}}{N}$ n’est pas $p$ : une fréquence allélique se calcule sur $2 N$ copies.

Cas 2 · Tester l’équilibre de Hardy-Weinberg

Réflexe — p et q sur les observés → attendus $p^{2} N$ , $2 p q N$ , $q^{2} N$ → comparaison génotype par génotype et sens des écarts.

Exemple. Sur 300 individus : 33 AA, 174 Aa, 93 aa.

$p = \frac{2 \times 33 + 174}{600} = 0, 4$ ; attendus : 48 AA, 144 Aa, 108 aa.

174 hétérozygotes au lieu de 144 et un déficit des deux homozygotes : pas d’équilibre ; excès d’hétérozygotes → unions entre individus différents ou avantage des hétérozygotes (un déficit orienterait vers des unions entre semblables ou apparentés).

Attention — des effectifs conformes au modèle ne prouvent pas qu’aucune force n’agit.

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Cas 3 · Mesurer l’effet d’une sélection

Réflexe — je compte les survivants de chaque génotype, puis les copies de l’allèle chez eux seuls.

Exemple. 500 jeunes : 320 AA, 160 Aa, 20 aa ; tous les aa meurent avant de se reproduire.

Avant : $q = \frac{160 + 2 \times 20}{1 000} = 0, 2$ .

Après : 480 adultes, 960 copies, dont 160 copies de a : $q = \frac{160}{960} \approx$ 0,167. La baisse est faible : les hétérozygotes cachent l’allèle.

Attention — la sélection trie des variants qui existent déjà ; elle ne crée aucun allèle.

Cas 4 · Calculer l’effet d’une migration, reconnaître la dérive

Réflexe — $q' = (1 - m) q + m q_{M}$ ; variations de sens imprévisible, fortes dans les petites populations → dérive.

Exemple. Une population a $q = 0, 7$ ; à chaque génération, 10 % des reproducteurs viennent d’une population où $q = 0, 2$ .

$q' = 0, 9 \times 0, 7 + 0, 1 \times 0, 2 = 0, 63 + 0, 02 =$ 0,65.

La fréquence se rapproche de celle des migrants.

Attention — la moyenne simple des deux fréquences est fausse : chacune est pondérée par sa part des reproducteurs.

Cas 5 · Situer une barrière et discuter l’espèce

Réflexe — avant la fécondation → prézygotique ; après (hybride mort ou stérile) → postzygotique ; deux espèces si les gènes ne passent plus.

Exemple. Deux populations de grenouilles d’aspect identique pondent dans les mêmes mares ; leurs chants diffèrent, les couples mixtes sont très rares et tous leurs têtards meurent avant la métamorphose.

Deux barrières : prézygotique (chants, couples mixtes rares) et postzygotique (hybrides non viables).

Aucun gène ne passe : deux espèces, cryptiques puisqu’elles se ressemblent ; le séquençage peut le confirmer.

Attention — l’espèce ne se définit pas par la ressemblance : des espèces cryptiques se ressemblent, des races de chiens diffèrent.

Les pièges à éviter

Calculer une fréquence allélique sur N individus au lieu de 2N copies.
Utiliser $q = \sqrt{f (a a)}$ sans supposer la population à l’équilibre.
Croire qu’un allèle dominant est forcément fréquent, ou favorisé.
Dire que l’autofécondation ou l’homogamie change les fréquences alléliques : elles changent les génotypes.
Écrire qu’un être vivant « mute pour s’adapter » : raisonnement finaliste.
Croire que la dérive est négligeable : elle domine dans les petites populations.

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À propos de cette page

Cette fiche méthode donne une démarche en quatre temps face à une population, puis un exemple corrigé par partie : estimer un allèle récessif et ses porteurs, tester l’équilibre sur 300 individus, mesurer l’effet d’une sélection, calculer une migration, situer une barrière reproductive. Elle se termine par six pièges fréquents.

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