Quand on pense à l’évolution des êtres vivants, la première chose qui nous vient à l’esprit est la sélection naturelle, cette fameuse postulation faite par Charles Darwin dans son œuvre intemporelle aujourd’hui: L’Origine des espèces. Bien qu’il ait été reformulé à plusieurs reprises et que de nouvelles connaissances aient été acquises sur le sujet, ce phénomène évolutif est incontestable.

La sélection naturelle concerne une série de prémisses très simples: le génome des êtres vivants mute, se recombine (dans le cas de la reproduction sexuée) et les chromosomes peuvent changer de forme et / ou de nombre. Comme les gènes ne sont pas serrés d’une génération à l’autre, de nouveaux traits apparaissent parfois qui favorisent les individus qui les portent. À d’autres moments, les mutations sont silencieuses ou délétères, donc elles ne regardent pas l’espèce.

Disons, par exemple, qu’une mutation dans un gène particulier amène un oiseau à avoir des plumes de queue légèrement plus longues. Si ce trait attire les femelles, le mâle à longue queue se reproduira plus que le reste des individus de son espèce. Si ce trait est héréditaire, de plus en plus de spécimens à longue queue apparaîtront, car ils auraient en moyenne plus de descendants. Au final, ce caractère bénéfique finirait par se fixer sur l’espèce.

Ceci est un exemple clair de sélection naturelle de nature sexuelle, car c’est le choix des femmes qui code le processus. Quoi qu’il en soit, ce que tout le monde ne sait pas, c’est que dans la nature «tout n’a pas de raison». Vous saurez ce que nous voulons dire si vous continuez à lire, car nous vous dirons ce qu’est la dérive génétique et une variante particulièrement frappante de celle-ci: le goulot d’étranglement évolutif.

Qu’est-ce que la dérive génétique?

Les mécanismes évolutifs ne sont pas parfaits, autant qu’ils le semblent lorsqu’on étudie certaines adaptations animales dans les cours de biologie. La sélection naturelle agit comme une force involontaire et inconsciente, mais les êtres vivants « font ce qu’ils peuvent avec ce qu’ils ont ». Certes, certains traits seraient idéaux pour un animal dans un environnement spécifique, mais il se peut que la mutation soit impossible dans l’espèce ou que le corps de l’animal ne soit tout simplement pas conçu pour exploiter une niche donnée.

En plus de cela, il convient de noter que la sélection naturelle n’est pas le seul mécanisme évolutif chez les êtres vivants. Il existe également une dérive génétique, un effet stochastique (non déterministe) qui provoque la variation des gènes à travers des générations aléatoires, en raison d’une erreur d’échantillonnage.

Un exemple pratique

Prenons un exemple. Dans une population naine, il y a 7 coléoptères rouges et 3 verts. Il s’avère que les verts se marient mieux avec l’environnement et réduisent donc les chances d’être prédateurs et pourraient se reproduire plus facilement que les rouges. Il ne fait aucun doute que les invertébrés verts, dans ce cas, sont «plus en forme à un niveau évolutif».

Malheureusement, avant que ces 3 spécimens puissent s’accoupler, une vache marche sur le sol et les écrase. Le mammifère n’a pas délibérément choisi de mettre fin à la vie des coléoptères, car il n’a pas essayé de s’en prendre à eux et n’a pas interagi avec eux de quelque manière que ce soit. Le trait de ces coléoptères était sans aucun doute positif, mais par hasard, les gènes bénéfiques ont disparu.

Donc, La dérive génétique tend à réduire la diversité génétique: si 3 coléoptères rouges avaient été piétinés (le trait le plus courant), il y en aurait encore 4 autres qui pourraient se reproduire. Autant la couleur verte serait bénéfique pour l’espèce, autant c’est le malheur aléatoire que le gène ait été effacé de la population par un acte complètement anecdotique. C’est ainsi que fonctionne la dérive génétique.

Dans ce scénario, les chances d’être piétiné sont supposées être les mêmes pour les coléoptères verts et rouges. Sinon, l’échantillonnage ne serait pas aléatoire.

Le goulot d’étranglement évolutif de la dérive génétique

Pendant un instant, imaginez que dans l’exemple précédent, la population soit de 10000 coléoptères, 7000 rouges et 3000 verts: dans ce cas, peu importe combien une vache écrase 3 spécimens d’une couleur spécifique, les gènes verts continueront à être maintenus dans le long terme. Avec cette prémisse, il est entendu que la dérive génétique affecte beaucoup plus les petites populations.

Le goulot d’étranglement évolutif, quant à lui, est un événement dans lequel un déclin soudain et drastique de la population est subi par un événement environnemental, tel qu’un tremblement de terre, une famine, une maladie ou, malheureusement, des activités humaines. Si dans notre population de 10 000 coléoptères multicolores, il y a une inondation qui ne laisse que 10 individus en vie, il n’est pas difficile d’imaginer comment la dérive génétique pourra agir beaucoup plus facilement dans la population épuisée et battue.

Afin de comprendre les implications d’un goulot d’étranglement évolutif, nous devons disséquer une série de termes aussi concrets qu’excitants. Fonce.

La population minimum viable

En biologie de la conservation, la population minimale viable (MVP) est le nombre minimum d’individus dans une population qui peuvent survivre sans s’effondrer avec le temps. Au niveau théorique, la population avec un nombre d’individus supérieur au MVP peut exister malgré des catastrophes naturelles normales, le manque de nourriture attendue ou les effets de dérive génétique précédemment décrits.

Il n’y a pas de nombre minimum de population viable spécifique, car une espèce comme un crapaud commun (Bufo spinosus) qui pond des milliers d’œufs chaque année n’est pas la même chose qu’un éléphant (Loxodonta africana), une espèce dont les femelles ne donnent naissance qu’à un jeune par an.accouchement et avoir une période de gestation de 22 mois. En fonction du temps de développement, de la gestation, des cycles de reproduction et de nombreux autres paramètres, le MVP peut être beaucoup plus ou moins élevé.

En général, ce qui peut être universellement établi, c’est qu’un MVP optimal dans n’importe quelle espèce est celui qui assure la permanence de la population à 95-99% en 1000 ans, sachant que des catastrophes et des événements nuisibles peuvent survenir pendant cette période. Comme vous pouvez l’imaginer, si un goulot d’étranglement entraîne une population avec un nombre inférieur au MVP, il sera condamné.

Taille effective de la population (Ne)

Un autre paramètre très intéressant (mais beaucoup plus difficile à comprendre) est la taille effective de la population (Ne). Ceci est défini comme le nombre d’individus qu’une population idéalisée devrait avoir pour qu’une quantité d’intérêt spécifique soit la même dans la population idéalisée que dans la population réelle. En termes beaucoup plus simples, Ne aide les généticiens à comprendre le nombre réel d’individus qui se reproduisent dans une population.

Revenons à nos coléoptères. Dans la population initiale de 10 000 spécimens, nous avons de nombreux êtres vivants, mais cela n’implique pas qu’ils se reproduiront tous chaque année, peut-être parce qu’ils se font concurrence ou parce que l’espace de ponte est limité. Par conséquent, même si le nombre total de la population est de 10 000 (N: 10 000), la taille effective de la population pourrait être, par exemple, de 300 individus (Ne: 300). Cela a de nombreuses implications au niveau évolutif, puisque c’est ce paramètre qui nous importe vraiment lors de la quantification des effets possibles d’un goulot d’étranglement.

Cet exemple peut sembler exagéré, mais par exemple, des tailles efficaces minuscules sont très courantes dans les populations d’amphibiens sauvages. Les mâles rivalisent intensément avec d’autres prétendants pour l’accès aux femelles et, malheureusement, il y a des sécheresses pendant de nombreuses années et ils ne trouvent pas assez de sources d’eau pour pondre leurs œufs. Ainsi, même si 1000 adultes sont enquêtés dans une population donnée, seuls 100 peuvent s’être reproduits cette année-là (étant très optimiste).

résumé

En résumé, nous vous avons appris ici ce qu’est la dérive génétique, quel est le goulot d’étranglement et de quoi dépendent ses effets. Si un événement catastrophique donne lieu à un goulot d’étranglement évolutif qui, en plus de cela, laisse une population d’une espèce en dessous du MVP qui se caractérise par une faible Ne, vous pouvez imaginer le résultat.

Les effets de cet événement peuvent ne pas être remarqués en premier lieu, mais à chaque génération de la population affectée, le pool génétique sera érodé et, par conséquent, les personnes impliquées finiront par souffrir de consanguinité et disparaîtront en raison de maladies, de mutations, de carences. adaptations et diminution de la viabilité biologique.

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