Génétique quantitative de l'évolution
La génétique quantitative étudie l'hérédité et l'évolution des caractères continus contrôlés par de nombreux gènes, prédisant comment ces caractères répondent à la sélection.
Definition
La génétique quantitative est la branche de la génétique qui traite des caractères qui varient de manière continue et sont influencés par de nombreux loci et l'environnement. Elle modélise statistiquement la variation phénotypique, la partitionnant en composantes pour prédire la réponse des populations à la sélection.
Scope
Ce sujet couvre la partition de la variance phénotypique en composantes génétiques et environnementales, les concepts d'héritabilité et de variance génétique additive, l'équation du sélectionneur pour prédire la réponse à la sélection, les corrélations génétiques entre les caractères, et le cadre multivarié qui décrit l'évolution des ensembles de caractères.
Core questions
- Comment la variance phénotypique est-elle partitionnée en composantes génétiques additives, de dominance et environnementales ?
- Que mesure l'héritabilité et comment est-elle estimée ?
- Comment l'équation du sélectionneur prédit-elle la réponse d'un caractère à la sélection ?
- Comment les corrélations génétiques et les compromis façonnent-ils l'évolution conjointe de plusieurs caractères ?
Key theories
- L'équation du sélectionneur
- La réponse à la sélection d'un caractère quantitatif est égale à son héritabilité au sens strict multipliée par le différentiel de sélection, reliant la variance héritable au taux de changement évolutif.
- L'évolution multivariée et la matrice G
- Étant donné que les caractères sont génétiquement corrélés, leur réponse conjointe à la sélection est régie par la matrice de variance-covariance génétique additive, ce qui peut dévier l'évolution de la direction de la sélection la plus forte.
Mechanisms
La variance phénotypique est décomposée en variances génétiques additive, de dominance et d'interaction, plus la variance environnementale. L'héritabilité au sens strict est le rapport de la variance génétique additive à la variance phénotypique totale et détermine la fidélité avec laquelle la descendance ressemble aux parents. L'équation du sélectionneur prédit le changement par génération de la moyenne d'un caractère à partir de l'héritabilité et du différentiel de sélection. Pour les caractères multiples, la matrice de variance-covariance génétique combinée au vecteur des gradients de sélection prédit l'évolution multivariée, de sorte que les corrélations génétiques et la pléiotropie peuvent contraindre ou rediriger l'adaptation.
Clinical relevance
Les méthodes de génétique quantitative estiment l'héritabilité des caractères humains complexes et du risque de maladie, sous-tendent la prédiction génomique dans l'élevage animal et végétal, et éclairent l'interprétation des scores polygéniques.
History
L'article de Fisher de 1918 a réconcilié la variation continue avec l'hérédité mendélienne, fondant ainsi la génétique quantitative. Le domaine a mûri grâce aux travaux du milieu du siècle sur l'héritabilité et la réponse à la sélection, et a été synthétisé pour la biologie évolutive par le cadre multivarié de Lande et Arnold dans les années 1980.
Debates
- Quelle est la stabilité de la matrice de variance-covariance génétique ?
- La question de savoir si la matrice G reste suffisamment constante au cours du temps évolutif pour prédire l'évolution des caractères à long terme, ou si elle se modifie à mesure que les fréquences alléliques changent, est une question ouverte.
Key figures
- Ronald A. Fisher
- Sewall Wright
- Douglas Falconer
Related topics
Seminal works
- falconerMackay1996
- futuyma2017
- saetreRavinet2019
Frequently asked questions
- Que signifie une héritabilité de 0,5 ?
- Cela signifie qu'environ la moitié de la variation phénotypique pour ce caractère dans cette population et cet environnement est due à des différences génétiques additives entre les individus ; c'est une statistique de population, pas une propriété d'un individu.
- Les caractères peuvent-ils évoluer à l'encontre de la direction de la sélection ?
- Oui. En raison des corrélations génétiques, un caractère peut changer dans une direction opposée à la sélection agissant directement sur lui lorsqu'il est génétiquement corrélé à d'autres caractères soumis à une sélection plus forte.