FLUX DE GÈNES: MÉCANISME, CONSÉQUENCES ET EXEMPLES - LA BIOLOGIE - 2025

Le flux de gènes ou flux de gènes, en biologie, fait référence au mouvement de gènes d'une population à une autre. Généralement, le terme est utilisé comme synonyme du processus migratoire - dans son sens évolutif.

Dans son usage courant, la migration décrit le mouvement saisonnier d'individus d'une région à une autre, à la recherche de meilleures conditions ou à des fins de reproduction. Cependant, pour un biologiste évolutionniste, la migration implique le transfert d'allèles d'un ensemble de gènes entre les populations.

Source: Jessica Krueger, de Wikimedia Commons

À la lumière de la génétique des populations, l'évolution est définie comme le changement des fréquences alléliques au cours du temps.

Suivant les principes de l'équilibre Hardy-Weinberg, les fréquences varieront à chaque fois qu'il y aura: sélection, mutation, dérive et flux génique. Pour cette raison, le flux génétique est considéré comme une force évolutive de grande importance.

Mécanismes du flux génétique

Les mécanismes et les causes à l'origine du mouvement des gènes dans une population sont fortement liés aux caractéristiques inhérentes au groupe d'étude. Elle peut survenir en raison de l'immigration ou de l'émigration de certains individus en état de reproduction, ou elle peut résulter du mouvement des gamètes.

Par exemple, un mécanisme peut être la dispersion occasionnelle de formes juvéniles d'une espèce animale vers des populations éloignées.

Dans le cas des plantes, les mécanismes sont plus faciles à cerner. Les gamètes végétaux sont transportés de différentes manières. Certaines lignées utilisent des mécanismes abiotiques, tels que l'eau ou le vent, qui peuvent transmettre des gènes à des populations éloignées.

De même, il y a dispersion biotique. De nombreux animaux frugivores participent à la dispersion des graines. Par exemple, sous les tropiques, les oiseaux et les chauves-souris jouent un rôle crucial dans la dispersion des plantes de grande importance pour les écosystèmes.

En d'autres termes, le taux de migration et le flux de gènes dépendent de la capacité de dispersion de la lignée étudiée.

Migration et équilibre Hardy-Weinberg

Pour étudier l'effet de la migration sur l'équilibre Hardy-Weinberg, le modèle insulaire est souvent utilisé comme une simplification (modèle de migration île-continent).

La population de l'île étant relativement petite par rapport à la population du continent, tout transfert de gène de l'île vers le continent n'a aucun effet sur le génotype et les fréquences alléliques du continent.

Pour cette raison, le flux génétique n'aurait un effet que dans une seule direction: du continent à l'île.

Les fréquences des allèles varient-elles?

Pour comprendre l'effet de l'événement migratoire vers l'île, considérons l'exemple hypothétique d'un locus avec deux allèles A ₁ et A ₂. Nous devons savoir si le mouvement des gènes vers l'île provoque une variation des fréquences alléliques.

Supposons que la fréquence de l'allèle A ₁ soit égale à 1 - ce qui signifie qu'elle est fixée dans la population, tandis que dans la population continentale, c'est l'allèle A ₂ qui est fixe. Avant la maturation des individus sur l'île, 200 individus y migrent.

Après le flux génétique, les fréquences changeront, et maintenant 80% seront «natifs», tandis que 20% seront nouveaux ou continentaux. Avec cet exemple simple, nous pouvons démontrer comment le mouvement des gènes conduit au changement de fréquence des allèles - un concept clé dans l'évolution.

Conséquences du flux génétique

Lorsqu'il y a un flux marqué de gènes entre deux populations, l'une des conséquences les plus intuitives est que ce processus est responsable de diluer les éventuelles différences entre les deux populations.

De cette manière, le flux génétique peut agir dans la direction opposée à d'autres forces évolutives qui cherchent à maintenir les différences dans la composition des réservoirs génétiques. Comme le mécanisme de la sélection naturelle, par exemple.

Une deuxième conséquence est la propagation d'allèles bénéfiques. Supposons que par mutation surgisse un nouvel allèle qui donne un certain avantage sélectif à ses porteurs. Lorsqu'il y a migration, le nouvel allèle est transporté vers de nouvelles populations.

Flux de gènes et concept d'espèce

Le concept biologique d'espèce est largement connu et est certainement le plus largement utilisé. Cette définition correspond au schéma conceptuel de la génétique des populations, car elle implique le pool de gènes - l'unité où les fréquences des allèles changent.

De cette manière, par définition, les gènes ne passent pas d'une espèce à l'autre - il n'y a pas de flux de gènes - et pour cette raison les espèces présentent certaines caractéristiques qui permettent de les différencier. Suivant cette ligne d'idées, le flux génétique explique pourquoi les espèces forment un «cluster» ou un groupement phénétique.

De plus, l'interruption du flux génétique a des conséquences cruciales en biologie évolutive: elle conduit - dans la plupart des cas - à des événements de spéciation ou à la formation de nouvelles espèces. Le flux de gènes peut être interrompu par différents facteurs, tels que l'existence d'une barrière géographique, les préférences au niveau de la cour, entre autres mécanismes.

L'inverse est également vrai: l'existence d'un flux génétique contribue à ce que tous les organismes d'une région restent comme une seule espèce.

Exemple

La migration du serpent Nerodia sipedon est un cas bien documenté de flux de gènes d'une population continentale vers une île.

L'espèce est polymorphe: elle peut avoir un motif de bandes significatif ou aucune bande du tout. Dans une simplification, la coloration est déterminée par un locus et deux allèles.

En termes généraux, les serpents du continent se caractérisent par la présentation du motif de bandes. En revanche, ceux qui habitent les îles ne les possèdent pas. Les chercheurs ont conclu que la différence morphologique est due aux différentes pressions sélectives auxquelles chaque région est soumise.

Sur les îles, les individus ont tendance à prendre le soleil à la surface des rochers près du rivage de la plage. L'absence de bandes facilite le camouflage sur les rochers des îles. Cette hypothèse pourrait être testée à l'aide d'expériences de marquage et de recapture.

Pour cette raison adaptative, nous nous attendrions à ce que la population de l'île soit composée exclusivement d'organismes non bagués. Cependant, ce n'est pas vrai.

Chaque génération vient d'un nouveau groupe d'organismes bagués du continent. Dans ce cas, la migration agit comme une force contre la sélection.

Références

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