« Goulet d'étranglement de population » : différence entre les versions
m v1.38 - Correction syntaxique (Ponctuation avant une référence) |
|||
| Ligne 31 : | Ligne 31 : | ||
En 2000, un article intitulé ''Biologie moléculaire et évolution'' suggère un autre modèle, autrement dit un « long goulot d'étranglement », qui correspondrait avec la variation génétique restreinte, et non pas un changement brutal d'environnement<ref>{{article |langue=en |url=http://mbe.oupjournals.org/cgi/content/full/17/1/2 |titre=Population Bottlenecks and Pleistocene Human Evolution |périodique=Molecular Biology and Evolution |volume=17 |numéro=1 |date=15 sept. 1999 |auteur1=John Hawks |auteur2=Keith Hunley |auteur3=Sang-Hee Lee |auteur4=Milford Wolpoff}}</ref>. Cela corroborerait certaines hypothèse décrivant une population subsaharienne avoisinant les {{formatnum:2000}} individus pendant une période d'environ {{unité|150000|ans}} avant de réaugmenter au [[paléolithique supérieur]]<ref>{{lien web |langue=en |url=http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/7358868.stm |éditeur=BBC news |titre=Human line 'nearly split in two'}}</ref>. |
En 2000, un article intitulé ''Biologie moléculaire et évolution'' suggère un autre modèle, autrement dit un « long goulot d'étranglement », qui correspondrait avec la variation génétique restreinte, et non pas un changement brutal d'environnement<ref>{{article |langue=en |url=http://mbe.oupjournals.org/cgi/content/full/17/1/2 |titre=Population Bottlenecks and Pleistocene Human Evolution |périodique=Molecular Biology and Evolution |volume=17 |numéro=1 |date=15 sept. 1999 |auteur1=John Hawks |auteur2=Keith Hunley |auteur3=Sang-Hee Lee |auteur4=Milford Wolpoff}}</ref>. Cela corroborerait certaines hypothèse décrivant une population subsaharienne avoisinant les {{formatnum:2000}} individus pendant une période d'environ {{unité|150000|ans}} avant de réaugmenter au [[paléolithique supérieur]]<ref>{{lien web |langue=en |url=http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/7358868.stm |éditeur=BBC news |titre=Human line 'nearly split in two'}}</ref>. |
||
== En élevage == |
=== En élevage === |
||
La sélection génétique des races a conduit les éleveurs à utiliser l'[[insémination artificielle]] pour bénéficier des meilleurs reproducteurs mâles. L'usage sur une grande population femelle de quelques mâles hautement productifs introduit en quelques générations une perte génétique importante et une consanguinité néfaste à la bonne évolution de la race. |
La sélection génétique des races a conduit les éleveurs à utiliser l'[[insémination artificielle]] pour bénéficier des meilleurs reproducteurs mâles. L'usage sur une grande population femelle de quelques mâles hautement productifs introduit en quelques générations une perte génétique importante et une consanguinité néfaste à la bonne évolution de la race. |
||
Version du 20 octobre 2016 à 10:44
Pour les articles homonymes, voir Goulot d'étranglement.
Un goulet d'étranglement de population (aussi appelé goulot d'étranglement génétique) est, dans l'étude de l'évolution biologique, un événement correspondant au fait qu'une proportion substantielle de la population d'une espèce disparaît ou est empêchée de se reproduire[1]. Il existe un type sensiblement différent de goulot d'étranglement démographique appelé effet fondateur, celui-ci se produisant lorsqu'un sous-groupe d'une population est, au moins en ce qui concerne sa reproduction, isolé du groupe principal.
Conséquences génétiques
Les goulots (ou goulets) d'étranglement de population réduisent ainsi la diversité génétique, et donc la capacité des populations à s'adapter à de nouvelles contraintes de l'environnement telles qu'un changement climatique, ou une baisse des ressources disponibles. Cette dérive génétique peut éliminer certains allèles qui auraient pu, par sélection naturelle, permettre à l'espèce de s'adapter[2].
Les goulots d'étranglements de population amplifient cependant les effets de la dérive génétique des survivants, car ceux-ci deviennent plus marqués avec la taille de la population. Une mutation utile y deviendra plus rare en raison de la raréfaction du pool, mais y prendra une plus grande ampleur relative, surtout si elle augmente sensiblement l'espérance de survie (voir équilibres ponctués). La réduction significative de la dispersion d'une population mène à long terme soit à une plus grande sélection génétique, soit à l'extinction.
Un goulot d'étranglement majeur fait augmenter fortement la consanguinité dans une population en réduisant le nombre possible de partenaires. Cela se traduit par une augmentation de l'expression d'allèles récessifs.En fonction de ces allèles et de l'environnement où ils s'expriment, l'espèce pourra en sortir mieux adaptée si cette expression d'autres allèles récessifs nocifs dans ce même environnement ne la conduit pas dans le même temps à l'extinction. Théoriquement, les porteurs des allèles nocifs auront moins de descendance et ceux des allèles utiles davantage, à condition que la population reste d'une taille suffisante pour que la loi des grands nombres s'applique.
Moyens de mesures, suivi et évaluation
Outre les données historiques disponibles (notamment pour les variétés de plantes cultivées ou les races d'animaux d'élevage ou certaines espèces chassées), il existe des outils dérivés de la génétique et de la biologie moléculaire, notamment basés sur l'utilisation de l'ADN microsatellite[3]. Ces approches permettent notamment de détecter une grande diversité génétique chez les plantes ou animaux sauvages apparemment identiques[4].
Exemples
Chez l'homme
Le biologiste Richard Dawkins, spécialiste de la théorie de l'évolution, a émis le postulat suivant : l'ADN mitochondrial (hérité de la mère) et l'ADN du chromosome Y (hérité du père) connaissent, il y a 140 000 ans et 60 000 ans, une coalescence. Or, en 2011, Fulvio Cruciani et al. ont calculé par la diversité de l'ADN du chromosome Y que le plus récent ancêtre patrilinaire commun daterait d'environ 142 000 années[5]. D'autre part, il est possible de remonter génétiquement, par matrilinéarité, à une unique hypothétique ancêtre commune (Ève mitochondriale) qui aurait vécu il y a 140 000 ans. Richard Dawkins estime qu'il n'existe pas de raison permettant de supposer que cet « Adam » ait connu cette « Ève », ni même qu'ils aient vécu en même temps en raison du différentiel de fécondité entre homme et femme (cet « Adam » devrait être juste un peu plus proche de nous dans le temps).
Avant cette étude de Fulvio Cruciani, pour la patrilinéarité, on croyait remonter jusqu'à un ancêtre hypothétique mâle qui aurait vécu il y aurait seulement 60 000 ou 90 000 ans[6]. Cela semble corroborer la Théorie de la catastrophe de Toba, qui suggère qu'il y aurait eu un goulot d'étranglement de la population humaine, il y a environ 70 000 ans, où cette dernière se serait supposément réduite à environ 15 000 individus[6] lorsque le supervolcan du lac Toba en Indonésie entra en éruption et provoqua un changement environnemental conséquent (baisse de 3 °C à 3,5 °C de la température moyenne). Cette théorie repose sur un faisceau de preuves géologiques montrant un changement radical de la température sur Terre, sur des preuves d'une coalescence de certains gènes à la même époque (notamment ceux de l'ADN mitochondrial, les anciennes études de l'ADN du chromosome Y et certains gènes nucléaires)[7], ainsi que sur la faible variation génétique avec l'homme[6].
Cependant, une telle coalescence, bien que prévue par la biologie génétique, n'est pas en soi une preuve de l'existence d'un goulot d'étranglement démographique ; en effet l'ADN mitochondrial et l'ADN du chromosome Y ne représentent qu'une infime partie de l'intégralité du génome humain et sont respectivement hérités de la mère et du père, ce qui les différencie drastiquement des autres gènes. La plupart des gènes peuvent être hérités du père ou de la mère indifféremment, dont l'histoire peut donc être tracée, soit par matrilinéarité, soit par patrilinéarité[8].
Des études sur de nombreux gènes ont montré qu'il existe différents points de coalescence dans une période allant de 2 millions d'années à 60 000 ans avant notre ère, démontrant ainsi l'impossibilité de goulots d'étranglement extrêmes survenus plus récemment (c'est-à-dire un unique couple reproducteur)[6],[9].
En 2000, un article intitulé Biologie moléculaire et évolution suggère un autre modèle, autrement dit un « long goulot d'étranglement », qui correspondrait avec la variation génétique restreinte, et non pas un changement brutal d'environnement[10]. Cela corroborerait certaines hypothèse décrivant une population subsaharienne avoisinant les 2 000 individus pendant une période d'environ 150 000 ans avant de réaugmenter au paléolithique supérieur[11].
En élevage
La sélection génétique des races a conduit les éleveurs à utiliser l'insémination artificielle pour bénéficier des meilleurs reproducteurs mâles. L'usage sur une grande population femelle de quelques mâles hautement productifs introduit en quelques générations une perte génétique importante et une consanguinité néfaste à la bonne évolution de la race.
Un exemple a été celui de la race bovine suisse fribourgeoise. Race laitière des alpages, la profession a voulu en faire une race plus mixte dans les années 1930 et a sélectionné un petit nombre de taureaux à bonne conformation bouchère. Malheureusement, l'un d'entre eux était porteur d'une anomalie génétique qui induisait une mortalité anormale chez les veaux nouveau-nés. Un croisement d'absorption a été réalisé avec de la semence de mâles holstein venue d'Amérique et la race a disparu durant les années 1980[12].
Pour pallier ce risque, les mâles doivent conserver une variabilité génétique importante. Dans la sélection de la race bovine montbéliarde, par exemple, la sélection linéaire a consisté à retenir huit lignées mâles élevées pour optimiser deux ou trois caractères. Les défauts de chacune des lignées sont contrebalancés par leur utilisation sur des femelles complémentaires[13].
Notes et références
- (en) « Population Bottleneck - Research Article from Macmillan Science Library: Genetics »
- (en) « Bottlenecks and founder effects », University of California Museum of Paleontology (consulté le )
- (en) C. C. Spencer, J. E. Neigel et P. L. Leberg, « Experimental evaluation of the usefulness of microsatellite DNA for detecting demographic bottlenecks », Molecular Ecology, vol. 9, no 10, , p. 1517–1528
- (en) S. Tang et S. J. Knapp, « Microsatellites uncover extraordinary diversity in Native American land races and wild populations of cultivated sunflower », Theoretical and Applied Genetics, vol. 106, no 6, , p. 990–1003
- (en) Fulvio Cruciani et al., « A Revised Root for the Human Y Chromosomal Phylogenetic Tree: The Origin of Patrilineal Diversity in Africa », The American Journal of Human Genetics, vol. 88, no 6, (DOI 10.1016/j.ajhg.2011.05.002, lire en ligne, consulté le )
- (en) Richard Dawkins, « The Grasshopper's Tale », dans The Ancestor's Tale, A Pilgrimage to the Dawn of Life, Boston, Houghton Mifflin Company, (ISBN 0297825038), p. 416
- (en) Stanley H. Ambrose, « Late Pleistocene human population bottlenecks, volcanic winter, and differentiation of modern humans », Journal of Human Evolution, vol. 34, , p. 623–651 (lire en ligne [PDF], consulté le )
- (en) « All Africa and her progenies », dans Richard Dawkins, River Out of Eden, New York, Basic Books, (ISBN 0465016065)
- (en) « Templeton tree showing coalescence points of different genes » [jpg], sur corante.com
- (en) John Hawks, Keith Hunley, Sang-Hee Lee et Milford Wolpoff, « Population Bottlenecks and Pleistocene Human Evolution », Molecular Biology and Evolution, vol. 17, no 1, (lire en ligne)
- (en) « Human line 'nearly split in two' », BBC news
- Philippe J. Dubois, A nos vaches : Inventaire des races bovines disparues et menacées de France, Delachaux et Niestlé, , 448 p. (ISBN 978-2-603-01707-4), p. 332-341
- « La sélection lnéaire », Site montbéliarde sélection (consulté le )
Voir aussi
Articles connexes
Bibliographie
- (en) J. M. Cornuet et G. Luikart, « Description and power analysis of two tests for detecting recent population bottlenecks from allele frequency data », Genetics, vol. 144, , p. 2001–2014
- (en) M.E. Gilpin et M.E. Soulé, « Minimum viable populations: The processes of species extinctions », dans M. Soulé (éd.), Conservation biology: The science of scarcity and diversity, Sinauer Associates, , p. 13-34
- (en) K. Luenser, J. Fickel, A. Lehnen, S. Speck et A. Ludwig, « Low level of genetic variability in European bisons (Bison bonasus) from the Bialowieza National Park in Poland », European Journal of Wildlife Research, vol. 51, no 2, , p. 84-87
- (en) M. Soulé (éd.), Viable populations for conservation, Cambridge, Cambridge Univ. Press,
