sélection naturelle vs dérive génétique

[zara qamar]

Bonjour à tous,

J'aimerais avoir une petite explication au sujet de la dérive génétique. Je n'arrive pas à la distinguer de la sélection naturelle du moins pas dans le cas du moustique du métro de Londres.

J'ai cru comprendre que la dérive génétique était caractérisée par une sélection aléatoire d'allèles généralement neutres. Or, dans le cas du métro de Londres, il me semble que l'environnement dans lequel s'est trouvé le moustique a été modifié et de ce fait ce sont bien les plus adapté qui ont survécu, à savoir ceux qui capables de piquer des mammifères par exemple. En quoi ce cas n'est pas considéré comme un cas de sélection naturelle mais un cas de dérive génétique?

Merci d'avance pour vos réponses!
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[MissJenny]

bonjour,

la dérive génétique c'est le fait que les fréquences alléliques changent d'une génération à l'autre, en l'absence de sélection. Ce phénomène concerne donc un locus, qui a plusieurs (au moins deux) allèles, et il est dû au simple fait que les porteurs des différents allèles n'ont pas les mêmes nombres de descendants pour des raisons autres que des différences de valeurs sélectives liées à l'allèle porté (donc par hasard).

Il est possible qu'un certain locus évolue par dérive alors qu'un autre locus évolue sous sélection. Ca ne se passe pas au niveau du génome.

pour les moustiques du métro, je ne sais pas pourquoi on dit qu'ils ont évolué par simple dérive.

[GBo]

Bonjour zara et bienvenue sur les fora de FS.

C'est expliqué dans cet article de wikipedia:

Ce moustique est reconnu comme une espèce distincte de Culex pipiens depuis les recherches de Kate Byrne et Richard Nichols. Les deux espèces ont des comportements très différents, il leur est extrêmement difficile de s'accoupler entre elles, et disposent de fréquences d'allèles différentes compatibles avec une dérive génétique au cours d'un événement fondateur*. Plus spécifiquement, C. p. f. molestus se reproduit tout au long de l'année, est intolérant au froid, et mord à la fois les rats, les souris et les humains, à l'inverse des espèces en surface, qui sont tolérantes au froid, hibernent en hiver, et ne mordent que les oiseaux. Lorsque les deux variétés ont été hybridées, leurs œufs étaient stériles, ce qui suggère un isolement reproductif.

(*) et voici l'étude en question (en anglais):
Culex pipiens in London Underground tunnels: differentiation between surface and subterranean populations
https://www.nature.com/articles/6884120

cdlt,
GBo

[zara qamar]

Merci,

J'avais effectivement compris la dimension aléatoire. Ma difficulté réside majoritairement dans le cas du moustique qui a été placé dans un environnement et qui a dû exercé en plus de la dérive génétique une sélection naturelle. Mais l'explication sur Wikipedia ne l'aborde pas et je n'ai rien trouvé sur ce point. (et je ne comprends pas l'anglais &#128517

Merci pour vos réponses

[A voir en vidéo sur Futura]

[GBo]

L'histoire de ce moustique est bien documentée sur Wikipedia en français, c'est l'histoire de l'apparition d'une nouvelle espèce de moustique.
Une autre source, peut-être encore plus claire:

Récemment, Culex pipiens a défrayé la chronique scientifique. L’évolution est lente et on ne la voit pas. Pourtant, en y regardant de près, on en a découvert un contre-exemple. Un variant naturel de Culex pipiens a trouvé dans le métro de Londres un refuge idéal, bien au chaud. Ce moustique est entré dans le métro assez tôt, peut-être dès son inauguration en 1863. Contrairement à la population de la surface, le moustique du métro se reproduit plusieurs fois par an et son évolution est plus rapide.
À force de ne plus rencontrer les moustiques restés à la surface, aujourd’hui ce moustique ne peut plus se reproduire avec eux. Une nouvelle espèce, Culex molestus est apparue. Encore plus fort. Les populations de Culex molestus sont structurées en variétés qui suivent les lignes du métro. Si bien qu’un moustique de Victoria station est plus apparenté à son cousin à 10 kilomètres de là sur la même ligne qu’à son voisin de la surface à la même station.

https://www.franceculture.fr/emissio...tique-zonzonne

Qu'est-ce qui te pose difficulté ?

[MissJenny]

Ma difficulté réside majoritairement dans le cas du moustique qui a été placé dans un environnement et qui a dû exercé en plus de la dérive génétique une sélection naturelle.

c'est très possible qu'il y ait des pressions de sélection mais qu'elles ne se voient pas dans les génomes parce que l'événement de colonisation est trop récent. On a tendance à imaginer les populations comme parfaitement adaptées à leur environnement mais ça n'est pas toujours le cas. Ces moustiques peuvent vivre dans le métro tout en étant quelque peu maladaptés (et en cours d'adaptation s'ils survivent).

[GBo]

Au contraire, "il n'a pas été placé" mais il s'y est placé tout seul, c'est un milieu idéal (bien que fabriqué par l'homme et pour l'homme), il y fait chaud tout le temps et il y a des mammifères en pagaille, pas étonnant qu'ils s'y reproduisent plus rapidement, et qu'ils ne sortent plus du Tube.

[MissJenny]

à mon avis ça n'est pas si simple. La chaleur et la présence de mammifères ne sont pas tout. Les larves des moustiques se nourrissent de phytoplancton et d'algues. Sous terre, pas de photosynthèse donc on ne doit pas trouver ce genre d'aliments en abondance. Manifestement ça n'empêche pas les moustiques d'y vivre. Mais la relative rareté de gîtes larvaires peut exercer une pression de sélection.

[GBo]

Pourtant, dans le même papier (celui cité en #3):

These differences [with the C. pipiens that is found in surface populations] can be interpreted in a straightforward way as adaptations to a subterranean life: the ability to breed in confined spaces is a prerequisite; the greater warmth underground during winter means that there is no need for a diapause; nutrients are more readily obtained in the larval stage or from mammals rather than from birds.

Il est peut-être normal de ne pas trouver de trace dans la littérature de difficultés particulières d'"adaptation", s'il n'y en pas, au contraire. Ce n'est pas pour ça que ce moustique est connu, mais pour la spéciation qui a résulté de ce changement d'habitat isolé (d'où le rangement dans le chapitre "dérive génétique" dans les text book).

[MissJenny]

ah ok. en fait je ne connais rien à ce moustique. Je sais que certaines espèces sont très sensibles à la pollution de l'eau dans laquelle les larves se développent. Donc ça peut aussi être un point nécessitant une adaptation. En tout cas je suis d'accord avec zara, ce serait étonnant que les moustiques soient parfaitement adaptés à cet environnement artificiel. Mais encore une fois, les populations ne sont pas toujours (en fait probablement jamais) parfaitement adaptées à leur environnement.

[GBo]

Le meilleure preuve que c'est facile, c'est qu'il n'y a pas qu'à Londres que ce type de colonisation sous-terraine s'est produit.

[zara qamar]

Ce qui me pose difficulté c'est le fait de catégoriser ce cas dans une évolution de type dérive génétique. Le caractère aléatoire est présent puisque un petit groupe d'individus a été piégé de manière hasardeuse et que ce groupe ne représentait qu'une petite part de la diversité génétique spécifique. Par contre, je ne comprends pas pourquoi le cas du pinson des Galapagos est quant à lui catégorisé dans une évolution de type sélection naturelle. Alors qu'il s'agit pour moi d'une situation similaire (quelques individus se sont retrouvés coincés sur les iles ). Je n'arrive pas à distinguer les deux cas.

[GBo]

Les moustiques n'ont pas été "piégés" AMHA, comment imaginer qu'ils ne puissent pas sortir s'ils ont pu entrer ?
Ils étaient au chaud, ça leur a rappelé l'Egypte, on peut supposer qu'ils sont restés de leur plein gré !

[GBo]

Quant aux fameux pinsons, voici le contexte qui autorise à les utiliser pour illustrer la notion de pression de sélection :

Peter et Rosemary Grant ont suivi l'évolution sur trente ans des populations de pinsons sur l'île de Daphne Major (20) et ont pu détecter sur cette période des événements sélectifs importants affectant différentiellement les deux espèces étudiées (G. fortis et G. spinoza). Ces épisodes de sélection ont pu être mis en évidence par la mesure annuelle de la moyenne de trois paramètres quantifiables et héritables chez les pinsons (la taille du corps, la taille et la forme du bec), et ont été corrélés à des variations des conditions environnementales. Par exemple, la fin des années 1970 a été marquée par une sécheresse importante sur l'île de Daphne Major, qui a coïncidé avec sélection très forte chez l'espèce G. fortis, favorisant les individus à gros bec. Chez cette espèce, la consommation de petites graines est préférée quand celles-ci sont abondantes, alors qu'en cas de sécheresse ce type de graine est plus rare et la consommation de graines plus grosses, accessibles uniquement aux individus à gros bec, est favorisée. L'épisode de sécheresse, en causant la raréfaction des graines de petite taille, a entraîné une mortalité plus importante chez les individus de G. fortis à petit bec, ce qui a déplacé l'équilibre de la population vers les individus à gros bec. En effet, ces individus, en bénéficiant de la manne des graines de grande taille, ont survécu en plus grand nombre que les individus à petit bec, et se sont donc en moyenne plus reproduits, ce qui a entraîné un déplacement de caractère à la génération suivante.

Source: https://planet-terre.ens-lyon.fr/res...ons-Darwin.xml

[zara qamar]

"Piégés" parce qu'une des théories proposées à l'époque étaient qu'ils étaient présents lors de la construction du métro de Londres et par conséquent, se seraient retrouvés sous terre. On peut considérer qu'ils y sont restés parce que les conditions convenaient à leur survie.. Mais c'est une autre question. Et ce n'est pas la mienne.
Merci pour les documents que j'ai parcouru. Mais ça ne répond toujours pas à ma question. L'évolution de l'espèce souterraine (puisqu'évolution il y a eu) reste pour moi un mécanisme évolutif de type sélection naturelle et non de type dérive génétique. L'élément (qui suscite moquerie apparemment) qui consiste à dire qu'ils peuvent circuler à leur guise confirme même le fait qu'il s'agissent d'un cas de sélection naturelle puisque le facteur aléatoire n'est plus présent.

[GBo]

Je ne vois où tu trouves qu'il y a moquerie, je pense au contraire que l'on a été patient face à ton refus de prendre en compte les explications données.

[zara qamar]

C'est bien possible. Le fait qu'ils soient en cours d'adaptation au vu de leur présence hasardeuse sous terre. Merci!

[MissJenny]

Ce qu'il faut comprendre c'est que les divers "moteurs" de l'évolution sont le plus souvent à l'oeuvre simultanément. La dérive génétique est toujours active, y compris chez les pinsons des Galapagos. Mais elle n'a un rôle significatif que dans les "petites" populations (où petites est une notion vague et qui dépend de l'espèce). La sélection naturelle peut théoriquement ne pas intervenir mais on n'a pas beaucoup de moyens de le prouver. A mon humble avis elle doit jouer un rôle dans l'évolution des moustiques du métro. Pour que ses effets soient visibles il faut plus de générations que pour la dérive génétique, il est donc vraisemblable que cette espèce ou sous-espèce de moustique soit trop jeune pour qu'on puisse mettre en évidence des adaptations particulières à l'environnement souterrain.