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LA LOI DE HARDY- WEINBERG ET LA MICROÉVOLUTION. Pool génique = ensemble des gènes présents dans une population. Microévolution = Changement dans la fréquence.

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1 LA LOI DE HARDY- WEINBERG ET LA MICROÉVOLUTION

2 Pool génique = ensemble des gènes présents dans une population. Microévolution = Changement dans la fréquence des allèles du pool génique dune population. DÉFINITIONS

3 Fréquence des allèles Exemple: couleur des yeux dans la population des étudiants Dans la population il y a des individus: BB Bb bb Fréquence de lallèle B = (2 x nombre dindividus BB) + (1 x nombre dindividus Bb) Fréquence de lallèle B = (2 x nombre dindividus BB) + (1 x nombre dindividus Bb) Fréquence de lallèle b = (2 x nombre dindividus bb) + (1 x nombre dindividus Bb) Fréquence de lallèle b = (2 x nombre dindividus bb) + (1 x nombre dindividus Bb)

4 Exemple: Si dans une classe de 35 étudiants il y a: 10étudiants qui sont BB 20 étudiants qui sont Bb 5 étudiants qui sont bb Exemple: Si dans une classe de 35 étudiants il y a: 10étudiants qui sont BB 20 étudiants qui sont Bb 5 étudiants qui sont bb Fréquence de B = (2 x 10) + 20 = 40 Fréquence de b = (2 x 5) + 20 = 30 DONC, chez les 35 étudiants de la classe, il y a : 40 allèles B 30 allèles b Quelle est la fréquence de B ? Quelle est la fréquence de b ?

5 Probabilité de présence dun allèle dans la population Exemple: si dans la classe on a : 40 allèles B 30 allèles b Total = 70 allèles Probabilité de présence de lallèle B dans la population = 40 / 70 = 0,5714 Probabilité de présence de lallèle b dans la population = 30 / 70 = 0,4286 p = probabilité de lallèle B = 0,5714 q = probabilité de lallèle b = 0,4286 p + q = 0, ,4286 = 1

6 Supposons que toute la classe se retrouve isolée sur une île déserte. Les étudiants/étudiantes font des enfants qui en font dautres à leur tour. Est-ce que la proportion des allèles va demeurer la même de générations en générations (B = 0,5714 et b = 0,4286)? Est-ce que la proportion yeux bleus / yeux bruns va demeurer la même dans la population?

7 Selon la loi de Hardy-Weinberg, la fréquence des allèles dans une population demeure constante génération après génération SI : Population de très grande taille (tend vers linfini) Pas démigration ou dimmigration Pas de mutations modifiant les allèles Accouplements au hasard (choix des partenaires non influencé par le type dallèles étudiés) Pas de sélection naturelle Si ces conditions sont respectées, les valeurs p et q demeurent constantes dans le temps.

8 Probabilité quun individu possède lun des trois génotypes possibles dans la population: Probabilité quun individu soit BB = p p = p 2 Probabilité quun individu soit Bb ou bB = (p q) + (q p) = 2 pq Probabilité quun individu soit bb = q q = q 2 Probabilité quun individu soit BB = p p = p 2 Probabilité quun individu soit Bb ou bB = (p q) + (q p) = 2 pq Probabilité quun individu soit bb = q q = q 2 p pq + q 2 = 1

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10 Exemple: Si fréquence de B = 0,6 Si fréquence de b = 0,4 Alors on aura Exemple: Si fréquence de B = 0,6 Si fréquence de b = 0,4 Alors on aura p 2 BB soit (0,6) 2 = 0,36 2 pq Bb soit 2 (0,6 x 0,4) = 0,48 q 2 bb soit (0,4) 2 = 0,16 p 2 BB soit (0,6) 2 = 0,36 2 pq Bb soit 2 (0,6 x 0,4) = 0,48 q 2 bb soit (0,4) 2 = 0,16 Dans une population de individus on devrait avoir: (0,36 x ) = BB (0,48 x ) = Bb (0,16 x ) = bb

11 EXEMPLE: Si au Canada (33 millions d habitants), 1 personne sur 5 a les yeux bleus (q 2 = 1/5): Combien de personnes sont de génotype BB ? Et combien sont Bb? EXEMPLE: Si au Canada (33 millions d habitants), 1 personne sur 5 a les yeux bleus (q 2 = 1/5): Combien de personnes sont de génotype BB ? Et combien sont Bb? DONC p 2 (probabilité BB) = (0,5528) 2 = 0,3056 et 2 pq (probabilité Bb) = 2 (0,44721 x 0,5528) = 0,4944 Fréquence de BB = 0,3056 x = personnes Fréquence de Bb = 0,4944 x = personnes

12 Exemple : On introduit dans un étang 1000 grenouilles tachetées, homozygotes pour ce caractère (TT) et 250 grenouilles sans taches également homozygotes pour ce caractère (tt) Exemple : On introduit dans un étang 1000 grenouilles tachetées, homozygotes pour ce caractère (TT) et 250 grenouilles sans taches également homozygotes pour ce caractère (tt) Si on laisse les grenouilles se reproduire pendant quelques années, en supposant que la population demeure stable, quel nombre de grenouilles TT, Tt et tt devrait-on alors observer?

13 DONC Probabilité de T = p = 2000 / 2500 = 0,8 Probabilité de t = q = 500 / 2500 = 0,2 DONC Probabilité de T = p = 2000 / 2500 = 0,8 Probabilité de t = q = 500 / 2500 = 0,2 p 2 = (0,8) 2 = 0,64 2 pq = 2 (0,8) (0,2) = 0,32 q 2 = (0,2) 2 = 0,04 Si la population est de 1250 individus, on aura donc: 0,64 x 1250 = 800 individus TT 0,32 x 1250 = 400 individus Tt 0,04 x 1250 = 50 individus tt Population de 1250 individus dans laquelle on a : 1000 TT (2000 allèles T) et 250 tt (500 allèles t) En réalité, on nobtiendra sans doute pas ce résultat puisquune des conditions de la loi de Hardy- Weinberg nest pas respectée. Laquelle ?

14 2. La microévolution Microévolution = changement dans la fréquence des allèles dans une population donc, il y a microévolution dès quune des conditions de Hardy-Weinberg nest pas respectée. Microévolution peut être due à : La dérive génétique Le flux génétique (= émigration / immigration) Les mutations Les accouplements non aléatoires La sélection naturelle

15 La dérive génétique La loi de Hardy-Weinberg ne sapplique que si la population est de très grande taille (théoriquement = infini). Si la population est de petite taille, la fréquence des gènes peut varier de façon aléatoire (au hasard des accouplements). Plus la population est faible, plus la variation aléatoire de la fréquence des gènes sera importante. = dérive génétique La loi de Hardy-Weinberg ne sapplique que si la population est de très grande taille (théoriquement = infini). Si la population est de petite taille, la fréquence des gènes peut varier de façon aléatoire (au hasard des accouplements). Plus la population est faible, plus la variation aléatoire de la fréquence des gènes sera importante. = dérive génétique

16 La dérive génétique peut être accentuée par : Effet détranglement (suite à une catastrophe) Ex. Population 100, individus Effet fondateur Ex. Population de 10 individus colonisent une île isolée

17 Effet détranglement et effet fondateur peuvent faire varier soudainement la proportion des allèles : p = 0,8 q = 0,2 p = 0,4 q = 0,6 p = 0,2 q = 0,8 p = 0,5 q = 0,5

18 La sélection naturelle Si un phénotype est avantageux, sa fréquence augmente Si un phénotype est nuisible, sa fréquence diminue DONC p et q peuvent varier si les phénotypes quils déterminent sont avantageux ou nuisibles. Effet de la sélection naturelle Sélection naturelle et dérive génétique Dans cette simulation, on suppose que les homozygotes pp ont un avantage pour la survie de 1, les hétérozygotes pq de 0,9 et les homozygotes qq de 0,8.

19 FINFIN FINFIN


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