2. Ecologie des Populations (2)

• Structure génétique des populations= décrire la variabilité génétique au sein des populations :

  • diversité des phénotypes,
  • diversité des génotypes,
  • diversité des allèles
• Décrire la composition génétique d'une population

  A) phenotypes

  B) genotypique

  C) allèles

  D) polymorphisme

  
• Organismes haploides

  1 seul allèle porté par individu pour chaque gène = lien phénotype/génotype DIRECT
• Organsimes diploides

  • 2 allèles potentiellement différent pour chaque gene= lien phénotype/genotype peut être masqué
  • Frequences phenotypiques, genotypiques et alléliques pas forcement identiques
• Structure génotypique : ensemble des fréquences des différents génotypes existant pour un locus donné au sein de la population
• Structure allélique : ensemble des fréquences des différents allèles existant au sein de la population
• L’équilibre de Hardy-Weinberg: hypotheses de départ

  • Organismes diploïdes à reproduction sexuée
• L’équilibre de Hardy-Weinberg: hypotheses de départ

  • Panmixie, l’appariement des allèles au cours de la reproduction se fait de manière aléatoire
  • individus et allèles s'associent aléatoirement, pas d'appariement preferentiel
• L’équilibre de Hardy-Weinberg: hypotheses de départ

  • Tous les génotypes ont la même probabilité de participer à la formation de la génération suivante= PAS DE SELECTION
• L’équilibre de Hardy-Weinberg: Les hypothèses de départ

  • La population a une taille suffisamment importante pour que l’effet des fluctuations des fréquences alléliques soit négligeable = PAS DE DERIVE GENETIQUE
• L’équilibre de Hardy-Weinberg Les hypothèses de départ:

  • Il n’y a pas de mouvements d’individus= PAS DE BRASSAGE GAMETIQUE PAR MIGRATION
• L’équilibre de Hardy-Weinberg: Les hypothèses de départ

  • Il n’y a pas de mutation= PAS DE NOUVEAUX ALLELES
• En absence de selection, migration, mutation, pour une population de taille suffisamment grande, les frequences des allèles sont constantes au cours des generations:

  • Si écart entre fréquences observées et fréquences attendues à l’équilibre HW: au moins 1 des conditions n’est pas satisfaite: structure génétique EVOLUE
• Si les allèles se trouvent sur un locus présent sur un chromosome sexuel (régions non homologues), les fréquences génotypiques attendues à l’équilibre de HW varient selon le sexe.
• • Variation inter-individuelles (diversité génétique):
  • a chaque générations: phénotypes favorisant survie et reproduction sont avantagés= SELECTION
• Valeur sélective: evaluer contribution de chaque génotype a la production a la descendant
• Cas 1: ω1.1 = ω1.2 = ω2.2

  • Δp = Δq = 0
  • Valeurs séléctives égales
  • PAS DE SELECTION
  • contribuent tous de manière équivalente à la reproduction
• Cas 2: ω1.1 > ω1.2 > ω2.2 (avantage de l’allèle A1)

  • Fréquence A1 augmente (tend vers 1) et diminution A2 tant que pression de séléction se poursuit
  • A1 se répand jusq’à fixation dans population (frequence =1): tous individus portent cet allèle
  • A2 + rare jusqu'a disparition
• Cas 3: ω1.1 < ω1.2 < ω2.2 (avantage de l’allèle A2)

  Comme pour avantage A1
• Si un allèle est plus intéressant qu’un autre, la sélection tend à favoriser cet allèle :

  • sa fréquence augmente au fil des génération, au détriment de celle de l’autre allèle.
  • La sélection naturelle entraîne ici une PERTE du polymorphisme.
• Cas 4: ω1.1 < ω1.2 > ω2.2

  • La valeur sélective des hétérozygotes est supérieure à celle des homozygotes
• CAS 5 : ω1.1 > ω1.2 < ω2.2

  • La valeur sélective des deux types d’homozygotes est supérieure à celle des hétérozygotes.
• 💡 Cas 4-5

  La sélection naturelle ne conduit pas toujours à la fixation et à l’élimination des allèles: peut jouer un rôle important dans le maintien du polymorphisme.
• La dispersion tend à homogénéiser les fréquences alléliques entre les populations liées par des flux migratoires

  • s’oppose également à la perte de variabilité génétique dans les populations receveuses car la dispersion contribue à l’introduction de NOUVEAUX allèles.
• Les mutations TRANSMISES A LA DESCENDANCE sont un puissant moteur de l’évolution car elles contribuent en continu à l’augmentation de la diversité génétique des populations.
• REGIMES NON PANMICTIQUES: Système de reproduction ouvert: Taux d’hétérozygotie SUPERIEUR 2pq
• REGIMES NON PANMICTIQUES: Système de reproduction fermé= Taux d’hétérozygotie INFERIEUR 2pq
• • Autogamie/autofecondation
  • Chaque gen: proportion individus heterozygotes divisé par 2: association genomes identiques donc production préférentielle de genome identique (homozygotes)
  • Systeme reproduction totalement FERME
  • Situation d’équilibre : fqce(AA) = p et fqce(aa) = q ; tandis que fqce (Aa) = 0
• • Consanguinité= union gametes issus individus apparentés
  • Systeme de reproduction FERMÉ
• • COEFFICIENT DE CONSANGUINITE = probabilité que 2 gènes homologues chez un individu soient identiques (càd. que ce soient 2 copies sans mutation d’un même gène ancêtre).
  • COEFFICIENT DE PARENTE = probabilité que 2 gènes homologues tirés au hasard chez 2 individus soient identiques (établir degré de parenté)

  Coeff parenté + élevé = coeff consanguinité + élevé
• • DEPRESSION DE CONSANGUINITE = conséquences négatives de la perte d’hétérozygotie au sein d’une population ⇒descendants issus du croisement d’individus apparentés sont généralement moins vigoureux et moins résistants aux divers stress environnementaux.
  • faible diversité= risque élevé face aux variations
• • Homogamie= appariement préférentiel entre individus de génotype semblable correspondant à un phénotype particulier (couleur, taille…)
  • FERMÉ ou
  • pour 1 caractère spécifique du génotype: appariement ressort + que la moyenne= favorise diminution taux heterozygotie mais seulement pour ce caractère
  • Systeme PARTIELLEMENT fermé (pour CE caractère)
• Heterogamie= appariement préférentiel entre individus de génotype différent correspondant à un phénotype particulier (couleur, taille…)

  • Système de reproduction OUVERT ou PARTIELLEMENT OUVERT
• • Croissance exponentielle (population humaine)
  • croissance continue à vitesse exponentielle
  • croissance de + en + rapide
  • proportionelle au nmbr d’individus
• Croissance exponentielle des populations naturelles = croissance CONTINUE

  • Equation de croissance: Nt= N0. ert
  • Taux de croissance de la population: 𝜟𝑵/𝒅t
  • r= taux de croissance par individu (cste, propre à un individu= BILAN D’EFFECTIF)
• Taux de croissance de la population= nombre d'individus produits dans un laps de temps MOINS le nombre d'individus décédes
• Taux de croissance par individu r (= contribution de chaque individu à l'accroissement de la population)

  • Nombre d'individus dans un laps de temps DIVISÉ par le nombre d'individus dans la population
• Taille de la population en fonction du temps

  • Supérieur à 0: croissance
  • Inférieur 0: croissance négative
  • r=0; croissance nulle

  A) superieur

  B) egal

  C) inferieur

  
• Données démographiques continues : la population connaît en permanence des ajouts d’individus (naissances) ainsi que des pertes (décès) ⇒ la natalité et la mortalité sont des processus CONTINUS
• L’équation de croissance permet de décrire l’évolution démographique de la population en CONTINU