Évolution des génomes dans les populations : définition, loi de Hardy‑Weinberg et exemple (100 chiens)

L'Équilibre de Hardy-Weinberg

Le patrimoine génétique

La structure génétique d'une population se définit par ses gènes.

• Population : groupe d'individus de la même espèce qui se reproduisent entre eux.
• Patrimoine génétique : ensemble de tous les allèles présents dans la population.

La loi de stabilité

Sous certaines conditions strictes, les fréquences des allèles ne varient pas d'une génération à l'autre.

• Conditions de l'équilibre : absence de mutations, de migrations, de sélection naturelle, et présence de croisements totalement aléatoires.

💡 Astuce : L'équilibre de Hardy-Weinberg sert de modèle théorique (sans évolution) pour mesurer les changements réels d'une population.

Phénotypes et Génotypes

Du phénotype au génotype

Chez les organismes diploïdes, les caractères observables dépendent de la combinaison de deux allèles.

• Homozygote : possède deux allèles identiques, comme le génotype récessif $bb$ (chiens blancs).
• Hétérozygote : possède deux allèles différents, comme le génotype $Mb$ (chiens marrons).

Exemple : Chez 100 chiens, 16% sont blancs ($bb$). La fréquence du génotype $bb$ est donc de $0,16$.

💡 Attention : Un chien marron peut être homozygote dominant ($MM$) ou hétérozygote ($Mb$), car l'allèle $M$ domine l'allèle $b$.

Les Équations de Hardy-Weinberg

Calcul des fréquences

La répartition des allèles et des génotypes suit une formule mathématique simple.

• Fréquences alléliques : $p$ pour l'allèle dominant, $q$ pour le récessif, avec la règle $p + q = 1$.
• Fréquences génotypiques : définies par la formule $p^2 + 2pq + q^2 = 1$.

Exemple : Si $q = 0,4$, alors $p = 1 - 0,4 = 0,6$.

• Homozygotes dominants ($MM$) : $p^2 = 0,36$ (soit 36%).

💡 Astuce : Le terme $2pq$ représente la fréquence des individus hétérozygotes dans la population.

Les Forces Évolutives

Les moteurs de l'évolution

En réalité, les populations s'éloignent de l'équilibre de Hardy-Weinberg sous l'effet de forces naturelles.

• Dérive génétique : modification aléatoire des fréquences alléliques, surtout dans les petites populations.
• Sélection naturelle : pression de l'environnement (biotique ou abiotique) favorisant certains phénotypes.

La spéciation

• Spéciation : apparition d'une nouvelle espèce lorsque deux populations accumulent trop de différences génétiques et ne peuvent plus se reproduire.

💡 Astuce : Détecter un écart avec la loi de Hardy-Weinberg prouve qu'une force évolutive est en train d'agir.