Simulateur de sélection naturelle et de génétique des populations
Équations de cette simulation
| p | fréquence de l'allèle sombre A | Fréquence de départ de l'allèle sombre p | |
|---|---|---|---|
| q | fréquence de l'allèle clair a | q = 1 − p | |
| p², 2pq, q² | parts attendues de AA, Aa et aa | Hardy-Weinberg : vrai pour des accouplements au hasard sans sélection, dérive, mutation ni migration ; comparé plus bas aux parts comptées dans la population |
Avec les valeurs actuelles :
| w | valeur sélective de chaque génotype | la part qui survit aux oiseaux : 1 pour un papillon bien camouflé, 1 − s pour un papillon visible | |
|---|---|---|---|
| w̄ | valeur sélective moyenne | ||
| p′ | fréquence attendue à la génération suivante | ce que donnerait la sélection seule ; la vraie population dérive aussi au hasard |
Avec les valeurs actuelles :
| N | Taille de la population N | chaque génération, ce sont 2N copies de gènes tirées au hasard chez les parents ; une petite population erre et peut perdre complètement un allèle |
|---|
Avec les valeurs actuelles :
| χ² | test de Hardy-Weinberg | au-dessus de 3,84 (un degré de liberté), les effectifs des génotypes s'écartent significativement de Hardy-Weinberg, au seuil de 5 % |
|---|
Avec les valeurs actuelles :
Comment utiliser le simulateur de sélection naturelle
- Une population de papillons est posée sur une écorce. Chacun porte deux copies d’un gène de couleur : A pour sombre et a pour clair. Les oiseaux chassent ceux qui se détachent de l’écorce, l’intensité de la sélection fixant combien d’entre eux sont mangés ; les survivants s’accouplent au hasard et la génération suivante prend leur place.
- Commencez avec peu de papillons sombres sur une écorce claire et regardez l’allèle sombre disparaître ; passez l’écorce en sombre, comme l’a fait la suie dans l’Angleterre industrielle, et regardez-le s’imposer en quelques dizaines de générations. Le graphique montre la fréquence de l’allèle sombre, à côté de la ligne grise que donnerait la sélection seule.
- Mettez l’intensité de la sélection à 0 et la population grande : les génotypes suivent les proportions de Hardy-Weinberg p², 2pq et q², et le test du χ² le confirme. Ajoutez ensuite de la sélection, ou rendez la population petite pour que le hasard de la dérive l’emporte, et regardez l’équilibre se rompre. Le Calcul de Hardy-Weinberg fait le même calcul avec vos propres effectifs, et l’Échiquier de Punnett montre les croisements qui sont derrière.
Questions fréquentes
Qu’est-ce que l’équilibre de Hardy-Weinberg ?
Dans une grande population où les accouplements se font au hasard, sans sélection, mutation, migration ni dérive, les fréquences alléliques restent les mêmes d’une génération à l’autre, et les génotypes s’établissent à p² AA, 2pq Aa et q² aa. C’est le modèle nul de la génétique des populations : quand une vraie population s’en écarte, l’une de ces conditions n’est pas remplie.
Comment la sélection naturelle change-t-elle les fréquences alléliques ?
Les individus de certains génotypes survivent ou se reproduisent mieux, leurs allèles sont donc transmis plus souvent. Si les papillons sombres survivent 30 % mieux que les clairs sur une écorce sombre, la fréquence de l’allèle sombre augmente un peu à chaque génération, d’une quantité qui dépend de p, de q et de la dominance de l’allèle. Un allèle récessif rare est presque invisible pour la sélection, car presque toutes ses copies se cachent chez des hétérozygotes.
Qu’est-ce que la dérive génétique ?
Le changement aléatoire des fréquences alléliques dû au hasard des individus qui se reproduisent. Chaque génération est un échantillon de la précédente, et dans une petite population cet échantillon peut beaucoup s’écarter : l’écart type du changement vaut √(pq/2N). La dérive peut fixer ou perdre un allèle sans aucune sélection, c’est pourquoi les petites populations isolées perdent de la diversité génétique.
L’histoire de la phalène du bouleau est-elle vraie ?
Oui. Dans la Grande-Bretagne industrielle, la forme sombre de la phalène du bouleau est passée de rare dans les années 1840 à plus de 90 % autour de Manchester vers 1900, quand la suie a tué les lichens et noirci les arbres, puis a reculé après les lois sur la qualité de l’air des années 1950. Des études de terrain, dont une grande de Michael Majerus publiée en 2012, ont confirmé que les oiseaux mangent davantage les papillons qui se voient.
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