Chapitre 6- dérive et sélection

Question 1

Quelle est la définition de l’évolution?

Answer 1

Changement des fréquences alléliques dans le temps (d’une génération à l’autre)

Question 2

Définition d’un locus génétique?

Answer 2

Localisation d’un gène spécifique ou d’une séquence d’ADN sur un chromosome.

Question 3

Définition de la génétique des populations?

Answer 3

Étude de la distribution des allèles dans les populations et des causes du changement de fréquence des allèles.

Question 4

Quelles sont les 5 conditions pour qu’une population soit à l’équilibre de Hardy-Weinberg?

Answer 4

1. La population est infiniment grande
2. Les génotypes ne diffèrent pas en aptitude (pas de sélection)
3. Il n’y a pas de mutation
4. L’accouplement est aléatoire (panmixie)
5. Il n’y a pas de migration

Question 5

Qu’est ce que nous permet de prédire le théorème de Hardy-Weinberg?

Answer 5

Il nous permet de prédire la fréquence des génotypes à la prochaine génération, en assumant que la population n’évolue pas. Les fréquences alléliques ne changent pas à l’EHW.

Question 6

Quels sont les 4 mécanismes qui causent l’évolution et qui sont absents dans une population à l’EHW?

Answer 6

1. Mutation
2. Dérive génétique
3. Migration
4. Sélection

Question 7

La dérive génétique réduit la variation génétique dans une population. Vrai ou Faux?

Answer 7

Vrai

Question 8

La dérive génétique diminue la variabilité génétique entre les populations?

Answer 8

Faux. En facilitant la fixation d’allèles différentes d’une population à l’autre, la dérive génétique peut augmenter la variabilité génétique entre les populations tout en diminuant la variabilité génétique dans chaque population (fixation d’allèles).

Question 9

La dérive génétique est-elle plus efficace pour les grandes populations ou petites populations?

Answer 9

Les allèles sont perdus “purgés” à un rythme plus rapide dans les petites populations que dans les grandes populations. (Lorsqu’un allèle est perdu, l’allèle alternatif est “fixé”)

Question 10

Quelle était la théorie de Fisher sur l’importance de la sélection naturelle et de la dérive génétique?

Answer 10

Fisher croyait dans des populations larges et bien mélangées, la sélection était plus importante que la dérive.

Question 11

Quelle était la théorie de Wright sur l’importance de la sélection naturelle et de la dérive génétique?

Answer 11

Wright disait que dans des populations séparées en petits réseaux, la dérive est plus importante.

Question 12

Quelle était la théorie de Kimura sur l’importance de la sélection naturelle et de la dérive génétique?

Answer 12

Kimura disait que la plupart de la variation génétique (moléculaire) dans nos chromosomes est en réalité neutre et n’influence alors pas le phénotype, ce qui fait en sorte que la sélection ne puisse pas agir dessus. Donc, la sélection n’est pas aussi importante que la dérive.

Question 13

Quelles sont les causes de la dérive génétique? Donner un exemple pour chacun.

Answer 13

1. Goulot d’étranglement :
   ex. Éléphants de mer qui ont été chassés, leur population a beaucoup diminué en taille et ont donc perdu beaucoup de variabilité génétique du à la dérive génétique qui était plus efficace sur leur petite population. Population a repris de l’expansion, mais la variabilité génétique est beaucoup plus faible.
2. Effet fondateur
   ex. quelques individus ont fondé une population, le gène exprimant la migraine a été exprimé plus fréquemment dans la population à cause de sa petite taille, la fréquence allélique de l’allèle du gène donnant la migraine a augmenté dans la petite population.

Question 14

La probabilité de perdre un allèle durant un goulot d’étranglement dépend de ____ et ____?

Answer 14

1. Sévérité du goulot (taille de la population durant le goulot)
2. La fréquence de l’allèle avant le goulot. Les allèles rares ont plus de chance d’être perdues.

Question 15

Qu’est ce que l’effet fondateur?

Answer 15

C’est un type de dérive génétique. Il décrit la perte d’allèle qui accompagne la création d’une nouvelle population à partir d’un petit nombre d’individus.

Question 16

La sélection agit sur les individus et non les gènes. Vrai ou Faux?

Answer 16

Vrai. La sélection agit sur les phénotypes et non sur les gènes.

Question 17

Quelle est la définition de l’aptitude phénotypique?

Answer 17

Synonyme de fitness. C’est le produit du phénotype entier.
- Représente le succès reproducteur d’un individu au cours de sa vie entière.
- Aussi appelée “valeur adaptative”

Question 18

Quelles sont les composantes de l’aptitude phénotypique? (3)

Answer 18

1. Survie (en bas âge - jusqu’à maturité sexuelle)
2. Succès d’accouplement
3. Fécondité

Question 19

Qu’est-ce que l’aptitude relative? Interpréter une aptitude relative de 2; 1; 0,5 et 0?

Answer 19

L’aptitude relative est l’aptitude phénotypique d’un génotype (individu) standardisé par rapport à la moyenne de la population.
2 : un individu aurait laissé 2 fois plus de descendants que la moyenne de la population.
1: un individu aurait laissé le même nombre de descendants que la moyenne de la population.
0,5: un individu aurait laissé par rapport au nombre de descendants moyens de la population, la moitié des descendants. ex si moyenne =4, il en laisse 2.
0: un individu aurait laissé aucun descendants.

Question 20

Qu’est-ce que l’excès moyen d’aptitude?

Answer 20

C’est la différence entre l’aptitude moyenne des individus avec vs sans un allèle en particulier.

Question 21

Vrai ou faux. La sélection naturelle est plus efficace dans de grandes populations?

Answer 21

Vrai. Les petits avantages en aptitude phénotypique peuvent entraîner de gros changement à long terme.

Question 22

Qu’est-ce que la pléiotropie et quel est sont effet sur l’évolution?

Answer 22

Pléiotropie : un gène affecte de nombreux traits phénotypiques, une mutation dans ce gènes aura plusieurs effets.
Puisque plusieurs traits sont codés par un gène. La mutation de ce gène peut mener à l’expression de traits qui favorisent l’aptitude phénotypique et d’autre qui la défavorisent. L’effet net sur l’aptitude phénotypique détermine le résultat de la sélection.

Question 23

Qu’est-ce qu’un pléiotropie antagoniste? Donner un exemple

Answer 23

Pléiotropie antagoniste : lorsque la mutation d’un gène engendre l’expression d’un trait qui augmente la fitness et d’un autre qui la diminue.
ex. Allèle Ester chez les moustiques d’un côté procure une protection contre les insecticides près de la mer, mais de l’autre rend la moustique plus vulnérable à la prédation. Donc, si on s’approche de la mer, la fréquence de l’allèle Ester augmente et si on s’éloigne, sa fréquence déminue.

Question 24

Quels sont les 2 types d’interactions entre les allèles d’un même locus?

Answer 24

1. Additif : l’allèle produit 2 fois l’effet phénotypique lorsque deux copies sont présentes.
2. Dominance : L’allèle dominant “masque” la présence de l’allèle récessif dans l’hétérozygote.

Question 25

Pourquoi les allèles récessifs peuvent ils atteindre la fixation, mais pas les allèles dominants?

Answer 25

Les allèles dominants sont toujours exposés à la sélection (état homozygote et hétérozygote) tandis que les allèles récessifs se cachent de la sélection, sont seulement exprimés sous la forme hétérozygotes (plus la fréquence de l’allèle dominant augmente). La sélection ne peut agir sur l’allèle récessif présent sous la forme hétérozygote car son phénotype n’est pas exprimé.
Lorsque l’allèle dominant atteint une haute fréquence, en contre partie, l’allèle récessif non favorisé par la sélection est de moins en moins visible parce que sa fréquence est de plus en plus faible, il est donc présent sous la forme hétérozygote seulement et est caché de la sélection. Si la dérive génétique augmente la fréquence des allèles récessifs par chance, ils commenceront à être présents sous la forme homozygote et la sélection pourra agir pour augmenter leur fréquence jusqu’à la fixation.

Question 26

Pourquoi est-ce que la mutation est un mécanisme évolutif si le taux de mutation pour un gène donné est faible?

Answer 26

Même si les taux de mutation pour un gène donné sont faibles, compte tenu de la taille du génome et de la taille de la population, de nombreuses nouvelles mutations apparaissent à chaque génération.
C’est une source de variation sur laquelle la sélection et la dérive peuvent agir.

Question 27

Expliquer le principe de balance sélection-mutation.

Answer 27

C’est une fréquence d’équilibre atteinte par “tir à la corde” entre la sélection négative et la nouvelle mutation. Elle explique la persistance de mutations délétères rares dans les populations.
ex. Si une mutation t’empêche de bien te nourrir, la sélection va vouloir faire diminuer la fréquence de cette mutation, tandis que de nouvelles mutations vont tirer la corde de l’autre sens en même temps que la sélection diminue la fréquence d’une autre mutation délétère.

Question 28

Quelles formes de sélection maintiennent la diversité dans les populations? (3)

Answer 28

1. Sélection dans les environnement cycliques ou variables
2. Sélection négative dépendante de la fréquence
3. Avantage de l’hétérozygote

Question 29

Comment fonctionne la sélection dans les environnements variables?

Answer 29

La sélection varie selon l’environnement.

Question 30

Comment fonctionne la sélection dans les environnements variables? Donne un exemple avec les mésanges charbonnières et la densité de population.

Answer 30

La sélection varie selon l’environnement.
ex. Les mésanges : la sélection sur le comportement change d’un endroit et d’une année à l’autre. Quand la densité de population est basse, les individus très explorateurs sont favorisés vs quand la densité de population est haute, les individus peu explorateurs sont favorisés.

Question 31

Qu’est-ce que la sélection négative dépendante de la fréquence? Donne un exemple.

Answer 31

Les phénotypes rares sont favorisés. ex. Les orchis sureau orchidées. Les fleurs “trichent”, elles attirent les abeilles, mais ne les “récompensent” pas avec du nectar, donc les abeilles apprennent à éviter les fleurs. Lorsqu’il y a beaucoup de fleurs jaunes, les abeilles apprennent à les éviter et le phénotype mauve est favorisé et vice versa.

Question 32

Discuter du lien entre la sélection négative dépendante de la fréquence et l’aptitude relative avec un exemple.

Answer 32

Ex. des orchidées : Plus la fréquence du phénotype jaune diminue, plus l’aptitude relative des mâles jaunes augmente (nombre de descendants laissés par rapport à la moyenne de la population) et vice versa avec les fleurs mauves.

Question 33

Qu’est-ce que l’avantage de l’hétérozygote? Donner un exemple

Answer 33

Être hétérozygote procure un avantage. Ex de l’anémie falciforme et la résistance à la malaria. Les individus hétérozygotes ont un avantage dans les régions touchées par la malaria (résistance) et la fréquence de l’allèle S est donc plus élevée qu’ailleurs dans le monde. Cependant, dans les régions non touchées par la malaria la fréquence de l’allèle S est plus faible car cela augmente les chances d’obtenir un individu homozygote pour l’allèle S et celui-ci aurait une anémie falciforme.

Question 34

Qu’est-ce que le coefficient de consanguinité?

Answer 34

Probabilité que 2 allèles soient identiques par descendance. Plus le coefficient est élevé, plus il y a de chance d’avoir des allèles homozygotes et donc de maladies.

Question 35

Expliquer le concept de dépression de consanguinité.

Answer 35

Les allèles délétères rares sont plus susceptibles de se combiner dans les homozygotes. Ceci entraîne une réduction de l’aptitude phénotypique. Plus les allèles délétères se combinent, plus la sélection peut agir sur ceux-ci car ils diminuent l’aptitude phénotypique et font en sorte que l’espèce ne puisse pas se reproduire autant.

Question 36

Qu’est-ce qui arrive au coefficient de consanguinité dans une population fermée (petite population)?

Answer 36

Plus la taille de la population est petite, plus il y a une augmentation du coefficient de consanguinité.

Question 37

Qu’est-ce que l’indice de fixation (FST)?

Answer 37

Permet de mesurer la différenciation des population à partir du polymorphisme génétique. FST représente le déficit en hétérozygote des sous populations par rapport à la population mixée ou totale.

Question 38

Quel est l’effet d’une population subdivisée sur le FST?

Answer 38

Si une population est subdivisée, le nombre d’hétérozygotes dans la sous population sera plus faible que dans la population totale (plus de chance de consanguinité) alors le FST sera plus grand que 0, sa valeur sera plus grande.

Question 39

Quel est l’effet d’une population non subdivisée sur le FST?

Answer 39

Dans une population non subdivisée, la différence entre le nombre d’hétérozygotes dans la sous population et dans la population totale est faible et donc FST sera faible.

Question 40

Vrai ou faux. Les populations isolées deviennent génétiquement distinctes?

Answer 40

Vrai!

Question 41

Le processus de différenciation des populations est-il plus rapide dans les petites ou grandes populations? Quel mécanisme explique ceci? Impact sur la diversité génétique?

Answer 41

Le processus qui fait en sorte que les populations isolée deviennent génétiquement distinctes est plus rapide dans les petites populations à cause de la dérive génétique.
- La diversité génétique augmente entre les populations
- La diversité génétique diminue au sein des populations

Question 42

Quelle est l’utilité des marqueurs génétiques ‘neutres’?

Answer 42

Ils permettent d’établir la structure génétique due à l’effet de la dérive génétique. Il ne sont pas soumis à la sélection.

Question 43

Vrai ou faux. Les loci qui ont divergé plus vite que prédit par la dérive génétique ne peuvent pas être sous sélection.

Answer 43

Faux. Il peuvent être sous l’effet de la sélection. Certains marqueurs génétiques se démarquent et ont une divergence plus rapide que prédite par la dérive. Ceux-ci ont peut-être été favorisés par la sélection. Lorsqu’il y a un marqueur qui n’est pas neutre, celui-ci peut être favorisé ou défavorisé par la sélection.

Question 44

Qu’est-ce que le flux génique? à quoi sert-il?

Answer 44

Le mouvement des allèles entre les populations. Il homogénéise les fréquences alléliques entre les populations. Il peut ajouter des nouveaux allèles dans le pool génétique d’une population.

Question 45

Vrai ou faux. Le flux génique agit dans la même direction que la dérive et les adaptations locales.

Answer 45

Faux. Le flux génique agit à l’encontre de la dérive et des adaptations locales. Il peut ajouter de nouveaux allèles dans le pool génétique d’une population. Ex. si un individu migre dans une autre région, il va ajouter des nouveaux allèles à cet endroit et diminuer la fréquence des allèles qui ont subi des adaptations locales à cet endroit et de la dérive qui tente de fixer ou d’éliminer certains allèles.

Question 46

Vrai ou faux. La quantité de flux génique varie avec la vagilité des organismes?

Answer 46

Vrai. Plus un organisme est vagile (grande distance couverte par l’animal), plus il a une grande dispersion et donc moins il y a de diversité génétique entre les espèces d’un endroit à l’autre. Il y a plus de flux génique et moins de distance génétique (FST) entre les organismes.

Question 47

Quel est l’effet de la vagilité des organismes sur la distance génétique FST?

Answer 47

Plus une espèce est vagile, plus la distance génétique FST est faible car il y a beaucoup de flux génique entre les espèces, elles parcourent de grandes distance. Moins une espèce est vagile, plus la distance génétique (FST) augmente car les individus se reproduisent plus avec les espèces qui sont près d’eux.

Question 48

Comment les humains peuvent-ils modifier la structure des populations sauvages?

Answer 48

Avec des barrières comme des routes et des ponts, les humains peuvent réduire le flux génique dans les populations qui sont séparées par ses barrières. Les populations sont subdivisées et ne peuvent donc pas se reproduire entre elles ce qui diminue la diversité allélique.

Question 49

À quel moment se produit la sélection?

Answer 49

Lorsque les génotypes diffèrent en aptitude phénotyique.

Question 50

De quoi dépend le résultat de la sélection (2)?

Answer 50

1. Fréquence allélique
2. Effets sur l’aptitude phénotypique

Question 51

Que se passe-t-il lorsque les effets pléiotropiques s’opposent mutuellement?

Answer 51

L’environnement détermine la direction de la sélection.