Flux de gènes

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L'une des idées fausses les plus répandues sur l'évolution consiste à penser que les organismes évoluent seul au cours de leur vie. Sur le plan du changement populationnel, on peut définir la microévolution (évolution à la plus petite échelle possible) comme étant un changement de la fréquence allélique d'une génération à l'autre dans une population donnée. Le changement de fréquence allélique ne découle pas seulement de la sélection naturelle même si seule cette dernière améliore constamment l'adéquation entre les organismes et leur milieu. En effet la dérive génétique (phénomènes aléatoires modifiant la fréquence allélique) et le flux génétique (transfert d'allèles entre les populations) exercent des effets distincts sur la composition génétique des populations.

Introduction[modifier | modifier le code]

Le flux de gènes est un transfert d'allèles d'une population à une autre.

En génétique des populations, le flux génétique, aussi nommé flux de gènes ou migration des gènes, correspondent à l'échange de gènes ou de leurs allèles entre différentes populations apparentées en raison de la migration d'individus fertiles ou de leurs gamètes[1]. Les flux géniques ont généralement lieu au sein d’une même espèce, bien que différents exemples de flux de gènes interspécifiques existent [2]. Dans tous ces cas, ils jouent un rôle majeur dans l’organisation spatiale de la diversité génétique et représentent à ce titre une force évolutive importante. Comme les allèles s'échangent entre des populations, le flux génétique tend à réduire les différences génétiques entre les populations; c'est-à-dire à homogénéiser les fréquences alléliques entre les populations: plus le flux de gènes entre deux populations est important, plus les populations sont attendues similaires (mêmes allèles présents, mêmes fréquences alléliques).On dit qu’elles sont peu différenciées. En fait s'il est assez important il peut fondre deux populations pour n'en faire qu'une, avec un seul et même patrimoine génétique. L’impact des flux géniques au sein d’une population est globalement le même qu’entre différentes populations. Il est cependant plus difficile à observer et à mesurer, en particulier dans des populations continues.

En botanique par exemple, certains gènes peuvent être transférés d’une population de plantes à une autre par pollinisation. Ainsi en agriculture, ce mécanisme pourrait expliquer l'éventuelle « contamination » de plantations non-OGM par des plantations d'OGM voisines.

En microbiologie, il est possible que des bactéries s'échangent du matériel génétique (par transformation, transduction et conjugaison), ce phénomène leur permet ainsi de développer une certaine résistance aux antibiotiques.

Méthodes d'études[modifier | modifier le code]

Des modèles mathématiques permettent de prédire l’impact des flux de gènes sur l’organisation spatiale de la diversité et leur interaction avec d’autres forces évolutives. Pour déterminer comment se font les échanges de gènes à l’intérieur d’une population, la méthode la plus utilisée consiste à comparer les fréquences génotypiques observées dans la population par rapport à celles attendues en panmixie, c’est-à-dire, si tous les individus se croisent au hasard dans la population. Sous l’hypothèse de panmixie, les fréquences génotypiques attendues à un locus biallélique (deux allèles A et a, en fréquence respective p et q) sont p² pour le génotype AA, 2pq pour Aa et q² pour aa.

Facteurs influents sur le flux génique[modifier | modifier le code]

Un des facteurs les plus importants est la mobilité: une plus grande mobilité d'un individu tend à lui conférer un plus grand potentiel migratoire. Les animaux ont tendance à être plus mobiles que les plantes, bien que le pollen et les graines puissent être transportées sur de grandes distances par les animaux, le vent ou la mer. Parmi les mécanismes évolutifs, le transfert horizontal de gènes exerce un impact prépondérant sur la diversification génétique des populations bactérienne à l’échelle évolutive. En effet, il génère un flux de gènes constant favorisant l'acquisition de fonctions à fortes valeurs adaptatives telle que la dégradation de polymères, la synthèses de métabolites secondaires ou de résistance a des drogues.

Les barrières au flux génétique[modifier | modifier le code]

Les barrières physiques au flux génétique sont généralement naturelles: montagnes, océans ou déserts . Néanmoins, dans certains cas, elles peuvent être artificielles comme pour la Grande muraille de chine, qui a entravé le flux génétique des populations de plantes indigènes. Parmi elles, la plante Ulmus pumila a démontré une prévalence plus faible de différenciation génétique que les plantes Vitex negundo, Ziziphus jujuba, Heteropappus hispidus, et Prunus armeniaca vivants de l'autre coté de la muraille de chine.

La sélection naturelle peut également constituer une barrière aux flux géniques pour certaines régions du génome[3].

Le flux génique chez l'homme[modifier | modifier le code]

Des chercheurs ont analysé le génome de Néandertal et les génomes d'hommes modernes provenant d'Afrique, d'Europe, de Chine et de Papouasie-Nouvelle-Guinée et ont démontré par comparaison d'ADN que 1 à 4% du génome humain actuel proviendrait des Néandertaliens, ce qui selon toute probabilité, prouve qu'il y a eu un flux de gène de Néandertal à l'homme moderne[4]. Néanmoins cette partie du génome est très peu représenté chez les africains modernes. Des généticiens ont ensuite mesuré pour ces parties du génome l'extension de déséquilibre de liaison, conséquence de la recombinaison des gènes lors de la formation des gamètes qui à chaque nouvelle génération altère la longueur des séquences génétique. Leurs conclusions sont les suivantes: «Ces hypothèses entraînent des prédictions différentes quant à la date du dernier échange de gènes entre la lignée des ancêtres des Néandertaliens et celle des non-Africains modernes», expliquent les chercheurs. Forts de leurs nouveaux résultats, ils livrent leur verdict: «le dernier flux génétique Néandertal à sapiens doit avoir eu lieu voici 37 000 à 86 000 ans, et plus probablement il y a 47 000 à 65 000 ans. Cela confirme l'hypothèse d’un métissage récent et suggère qu’il s'est produit quand les humains modernes, détenteurs des technologies du Paléolithique supérieur, ont rencontré les Néandertaliens en s’étendant hors de l'Afrique».

La pollution génétique[modifier | modifier le code]

Les espèces spécifiques d'une région peuvent être menacées d'extinction [5] par la pollution génétique, susceptible de provoquer une hybridation contrôlée. Ce processus peut conduire à une homogénéisation ou au remplacement des génotypes locaux en raison d'un avantage numérique dans une population donnée [6] Ces phénomènes peuvent être particulièrement préjudiciable pour les espèces rares qui entrent en contact avec d'autres plus abondantes. Le croisement entre les espèces peuvent provoquer un « envahissement » du pool génétique de l'espèce la plus rare. Par exemple, le Canard colvert est une espèce abondante de canard qui se métisse facilement avec un large éventail d'autres canards constituant ainsi une menace pour l'intégrité de certaines espèces[7].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Modèle:Campbell biology
  2. Modèle:ARNOLD, 1997 natural hybridization and evolution
  3. Modèle:Slatkin, 1987
  4. Modèle:Institut Max Plank 2010
  5. Modèle:Mooney, H. A.; Cleland, E. E. (2001). "The evolutionary impact of invasive species". PNAS 98 (10): 5446–5451.
  6. {{Aubry, C.; Shoal, R.; Erickson, V. (2005). "Glossary". Grass cultivars: their origins, development, and use on national forests and grasslands in the Pacific Northwest. Corvallis, OR: USDA Forest Service; Native Seed Network (NSN), Institute for Applied Ecology.}}
  7. [1]

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]