Dérive génétique

La dérive génétique est le changement aléatoire des fréquences alléliques qui survient parce que chaque génération est un échantillon fini des gamètes de la précédente. Par pur hasard, certains allèles augmentent et d'autres diminuent en fréquence, et au fil du temps, les allèles peuvent être perdus ou fixés, même en l'absence de sélection.

Definition

La dérive génétique est le changement des fréquences alléliques entre les générations qui résulte de l'échantillonnage aléatoire des gamètes contribuant à la génération suivante dans une population finie, indépendamment de toute différence de fitness (valeur sélective).

Scope

Cette entrée couvre l'origine par échantillonnage de la dérive, sa dépendance à l'égard de la taille effective de la population, ses effets caractéristiques — fluctuation aléatoire, perte de variation et fixation éventuelle — ainsi que les cas particuliers des effets fondateurs et des goulots d'étranglement. Il s'agit d'un sujet conceptuel et méthodologique en génétique des populations, et non d'une directive clinique.

Core questions

• Pourquoi les fréquences alléliques changent-elles aléatoirement dans les populations finies ?
• Comment la taille effective de la population contrôle-t-elle la force de la dérive ?
• Quelles sont les conséquences à long terme de la dérive sur la variation génétique ?

Key concepts

• Échantillonnage aléatoire des gamètes
• Taille effective de la population
• Fixation et perte d'allèles
• Effet fondateur
• Goulot d'étranglement de population
• Perte de variation génétique

Key theories

Dérive et taille effective de la population

Sewall Wright a montré que l'ampleur du changement aléatoire de la fréquence allélique par génération est inversement proportionnelle à la taille effective de la population, de sorte que la dérive domine dans les petites populations et est faible dans les grandes.

Mechanisms

Parce qu'un nombre fini de descendants héritent d'allèles échantillonnés à partir du pool génique parental, la fréquence allélique réalisée dans chaque génération s'écarte aléatoirement de la fréquence parentale, et ces déviations s'accumulent au fil des générations sous la forme d'une marche aléatoire non biaisée. La taille attendue du changement par génération augmente à mesure que la taille effective de la population diminue, de sorte que les petites populations dérivent rapidement. Si elle est laissée libre, la dérive finit par fixer un allèle et éliminer les autres, réduisant l'hétérozygotie ; les effets fondateurs et les goulots d'étranglement sont des formes abruptes de dérive dans lesquelles un petit sous-ensemble d'individus fonde ou survit dans une population, altérant et appauvrissant fortement ses fréquences alléliques.

Clinical relevance

La dérive, en particulier par les effets fondateurs et les goulots d'étranglement, explique pourquoi certains allèles de maladies atteignent des fréquences inhabituellement élevées dans des populations ou des isolats particuliers, ce qui éclaire l'interprétation des fréquences de porteurs spécifiques à la population. Elle décrit comment la variation est distribuée à travers les populations et ne constitue pas une base pour des décisions diagnostiques ou thérapeutiques individuelles.

Epidemiology

Les effets fondateurs et les goulots d'étranglement historiques ont laissé certaines populations humaines avec des fréquences élevées d'allèles de maladies récessives spécifiques par rapport à la moyenne mondiale, produisant les schémas spécifiques à la population observés dans les données de dépistage des porteurs.

History

Le rôle du hasard dans le changement des fréquences alléliques a été formalisé par Sewall Wright dans les années 1930, qui a quantifié sa dépendance à l'égard de la taille effective de la population et en a fait l'une des quatre principales forces évolutives. Le concept est ensuite devenu central dans la théorie neutre de Motoo Kimura, qui a proposé qu'une grande partie de la variation moléculaire est régie par la dérive plutôt que par la sélection.

Debates

Quelle proportion de la variation moléculaire est façonnée par la dérive par rapport à la sélection ?

La théorie neutre soutient que la plupart des variants moléculaires sont effectivement neutres et régis par la dérive, tandis que les vues sélectionnistes soulignent une sélection omniprésente ; l'équilibre, médiatisé par la taille effective de la population, reste une question active en génétique des populations moléculaire.

Key figures

• Sewall Wright
• Motoo Kimura
• Brian Charlesworth

Seminal works

• wright-1931

Frequently asked questions

En quoi la dérive génétique diffère-t-elle de la sélection naturelle ?

La dérive modifie les fréquences alléliques de manière aléatoire parce que les populations sont finies, indépendamment de tout effet sur la fitness (valeur sélective), tandis que la sélection modifie systématiquement les fréquences en faveur des allèles qui améliorent la survie ou la reproduction.

Pourquoi la dérive génétique est-elle plus importante dans les petites populations ?

Parce que l'effet d'échantillonnage aléatoire est plus important lorsque moins d'individus contribuent à la génération suivante ; le changement attendu de la fréquence allélique par génération est inversement proportionnel à la taille effective de la population.