Exercices de SVT : La dérive génétique

Une population isolée de coléoptères comprend initialement $N=1000$ individus. Une tempête survit et ne laisse que $N=10$ individus survivants sur une île. La fréquence d'un allèle $A$ était de $f(A)=0,5$ avant l'événement. Après la reproduction des survivants, on observe que la fréquence de l'allèle $A$ est passée à $f(A)=0,3$. Expliquez pourquoi ce changement de fréquence allélique est dû à la dérive génétique plutôt qu'à la sélection naturelle.

Une population isolée de lézards, composée de $N=50$ individus, présente deux allèles pour un gène de coloration cutanée : l'allèle $A_1$ (vert) et l'allèle $A_2$ (brun). La fréquence initiale de l'allèle $A_1$ est $p=0,5$. En raison de l'isolement géographique et de la petite taille de la population, la dérive génétique agit sur les fréquences alléliques. On suppose qu'il n'y a pas de sélection naturelle ni de mutation. Calculez la probabilité de fixation de l'allèle $A_1$ et expliquez l'évolution attendue de l'hétérozygotie au cours des générations.

Une population isolée de coléoptères présente un locus biallélique avec les allèles $A$ et $a$. La fréquence initiale de l'allèle $A$, notée $p_0$, est de $0,5$. Deux scénarios sont simulés sur $n=50$ générations : le scénario 1 avec une population de taille $N_1=50$ individus et le scénario 2 avec une population de taille $N_2=2000$ individus.

1. Calculez la variance de la fréquence allélique pour chaque scénario à la génération $t=1$, en utilisant $Var(p) = \frac{p(1-p)}{2N}$.

2. Décrivez le comportement probable de la fréquence allélique $p$ au cours des $50$ générations pour chacun des deux scénarios.

3. Expliquez pourquoi, à long terme, la probabilité de fixation d'un allèle dépend de sa fréquence initiale mais que le temps nécessaire pour atteindre cette fixation est fortement corrélé à la valeur de $N$.