Étude de l'évolution génétique des populations par la méthode de Hardy‑Weinberg

• La formation des cellules reproductrices
• La sélection naturelle
• Calculer une fréquence

Pour chaque gène, un individu possède un allèle transmis par son père et un allèle transmis par sa mère. La transmission des allèles est aléatoire, comme l'a décrit Gregor Mendel.

Retrouvez un rappel sur l'hérédité mendélienne des caractères en vidéo :

• Génotype : composition allélique de l'ensemble des gènes d'un individu.


• Homozygote : individu qui possède deux allèles identiques pour un même gène.


• Hétérozygote : individu qui possède deux allèles différents pour un même gène.


• Valeur sélective : capacité d'un individu à survivre et à se reproduire dans un milieu donné (de 0 à 1).

Le modèle de Hardy-Weinberg permet d'estimer les fréquences alléliques et génotypiques des générations futures pour un gène à deux allèles dans une population.
Dans cette population, l'allèle A a une fréquence p et l'allèle a a une fréquence
q = 1 - p. Ce modèle s'appuie sur un ensemble d'hypothèses :

• une grande population ;
• la panmixie (reproduction aléatoire des individus) ;
• l'absence de migration, de sélection naturelle et de dérive génétique.

D'après la loi des grands nombres, on admet que la probabilité pour un parent de transmettre un allèle correspond à sa fréquence dans la population (p pour l'allèle A et q pour l'allèle a).

Le tableau ci-dessous donne les probabilités des génotypes à la génération 1 (fond blanc), en connaissant les génotypes des gamètes de la génération 0 (fond jaune).

On peut déduire du tableau de croisement la fréquence de l'allèle A à la génération 1 :
f_1 (A) = f_1 (A//A) + \dfrac{1}{2} \; f_1 (A//a)
f_1 (A) = p ^2 + \dfrac{1}{2} \times 2 \times pq
f_1 (A) = p^2 + p \times (1 - p)
f_1(A) = p^2 + p - p^2 = p

Le modèle de Hardy-Weinberg permet de prédire la structure génétique attendue de la population. Si la population respecte les hypothèses du modèle et en connaissant la fréquence de l'allèle A, on peut alors déterminer la fréquence attendue des homozygotes A//A et a//a et des hétérozygotes A//a. Un écart entre les fréquences génotypiques attendues et observées s'explique notamment par un effet des forces évolutives (sélection, dérive, mutations, migrations).

Une étude approfondie de la population de loups a permis de comparer leur survie et leur reproduction en fonction du génotype. Par ailleurs, les loups gris et noirs s'accouplent préférentiellement l'un avec l'autre plutôt qu'avec un loup de la même couleur.

Retrouvez des rappels de cours et des exercices d'application sur la loi des grands nombres

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