Diversité génétique et petites populations

Comment la variation génétique est perdue dans les petites populations par la dérive et les goulots d'étranglement, et pourquoi la taille effective de la population régit le rythme de cette perte.

Definition

La diversité génétique est la variété des allèles et des génotypes au sein d'une population ou d'une espèce. Dans les petites populations, elle est érodée par la dérive génétique — un changement aléatoire des fréquences alléliques — à un rythme déterminé par la taille effective de la population, c'est-à-dire le nombre d'individus qui contribuent génétiquement à la génération suivante.

Scope

Couvre la génération et l'érosion de la diversité génétique, les processus de dérive génétique et de goulots d'étranglement de population, et le concept de taille effective de la population en tant que déterminant du changement génétique. Inclut les mesures de diversité telles que l'hétérozygotie et la richesse allélique, ainsi que les conséquences de la perte de diversité sur le potentiel adaptatif. Exclut les effets sur la valeur sélective de l'accouplement entre apparentés (sujet connexe sur la consanguinité) et la délimitation des unités de gestion.

Core questions

• Comment la dérive génétique érode-t-elle la diversité dans les petites populations ?
• Pourquoi la taille effective de la population est-elle généralement beaucoup plus petite que la taille censitaire ?
• Quelles sont les conséquences génétiques des goulots d'étranglement de population ?
• Comment la diversité génétique est-elle mesurée et surveillée ?

Key concepts

• Dérive génétique
• Taille effective de la population
• Goulot d'étranglement de population
• Hétérozygotie et richesse allélique
• Érosion génétique
• Effet fondateur

Key theories

Dérive génétique dans les populations finies

Dans les petites populations, les fréquences alléliques changent aléatoirement à chaque génération et les allèles rares sont facilement perdus, érodant la diversité au fil du temps ; plus la population est petite, plus cette perte est rapide.

Taille effective de la population

La taille effective détermine les taux de dérive et de consanguinité et est réduite par des rapports de sexe asymétriques, une variance dans le succès reproducteur et des effectifs fluctuants, ce qui en fait généralement une fraction de la taille censitaire.

Clinical relevance

L'estimation de la taille effective de la population et le suivi de l'hétérozygotie permettent aux gestionnaires de prévoir l'érosion génétique et de fixer des objectifs pour le rétablissement des populations et la gestion des flux géniques. La reconnaissance des effets de goulot d'étranglement et des effets fondateurs est essentielle pour concevoir des programmes d'élevage en captivité et de réintroduction qui maintiennent le potentiel adaptatif.

History

La théorie de la dérive et de la taille effective de la population a été développée par Sewall Wright et d'autres lors de la synthèse de la génétique des populations au début du XXe siècle. Les biologistes de la conservation l'ont appliquée à partir des années 1980 pour prédire l'érosion génétique chez les espèces menacées, et les méthodes génomiques permettent désormais une estimation directe de la taille effective et de la diversité dans la nature.

Debates

Quelle taille effective de population est nécessaire pour une persistance à long terme ?

Des règles empiriques telles que la ligne directrice 50/500 — tailles effectives minimales pour éviter la consanguinité et maintenir le potentiel évolutif — sont largement utilisées mais débattues, certains arguant que les seuils devraient être substantiellement plus élevés.

Key figures

• Sewall Wright
• Richard Frankham
• Fred Allendorf

Seminal works

• frankham2010
• allendorf2013
• primack2014

Frequently asked questions

Qu'est-ce que la dérive génétique ?

Le changement aléatoire de la fréquence des allèles d'une génération à l'autre, dû au hasard dans la reproduction des individus. Ses effets sont les plus marqués dans les petites populations, où elle peut rapidement éliminer les variants rares et réduire la diversité.

Pourquoi la taille effective de la population est-elle plus petite que le nombre réel ?

Tous les individus ne contribuent pas de manière égale à la génération suivante. Des rapports de sexe inégaux, une variation du succès reproducteur et des fluctuations de population réduisent tous la taille génétiquement effective en dessous du nombre total d'individus (effectif censitaire), souvent à une petite fraction de celui-ci.