La dérive génétique : quand le hasard seul fait évoluer

La dérive génétique correspond aux changements de fréquences alléliques liés au caractère aléatoire de la transmission et de la contribution des individus dans une population finie. Elle peut coexister avec la sélection ; ce n’est pas une règle qui exige l’absence de tout avantage dans toute la population réelle.

Un tirage peut s’écarter des proportions initiales, mais il peut aussi les reproduire exactement. Il n’a pas d’intention de corriger les écarts antérieurs. L’effet de nombreux tirages se décrit par des probabilités, sans imposer une réalisation unique.

À conditions comparables, les fluctuations relatives sont en général plus importantes lorsque le nombre effectif de contributeurs est faible. Cela ne signifie pas qu’une petite population change obligatoirement beaucoup à chaque génération ni qu’une grande population ne puisse connaître un changement marqué.

Un allèle peut disparaître du groupe ou atteindre la fixation. Ces états sont définis pour le groupe et le locus considérés : fréquence nulle ou égale à un. Leur stabilité dépend ensuite des hypothèses, notamment l’absence de mutation et d’entrée d’allèles par migration.

La taille observée d’une population ne décrit pas à elle seule tous les effets de dérive : la contribution inégale des reproducteurs et leur histoire comptent aussi. Ce parcours utilise des groupes simples pour comprendre le mécanisme, sans prétendre reconstituer toute la démographie.

Un effet fondateur peut survenir lorsqu’un sous-groupe établit une nouvelle population. Si ses allèles sont échantillonnés sans lien avec un avantage, sa composition peut différer par hasard de celle de la source. Elle peut aussi lui ressembler : la petite taille ne prouve pas nécessairement un écart observé.

Un goulot d’étranglement correspond à une forte réduction d’effectif et peut modifier la diversité et les fréquences. Les survivants ne sont pas automatiquement un échantillon purement aléatoire : un événement peut aussi favoriser certains caractères. On n’attribue pas toute conséquence d’une catastrophe à la seule dérive sans examiner le scénario.

La remontée de l’effectif ne recrée pas immédiatement toutes les variantes perdues. Inversement, une faible diversité mesurée ne suffit pas à établir seule le destin d’une population ou un état de santé individuel. L’histoire, les loci étudiés et les autres facteurs doivent être considérés.

Une variation de fréquence ne suffit pas à distinguer dérive et sélection. Pour la sélection, on recherche des différences de contribution liées à des caractères héréditaires ; pour la dérive, on modélise la part d’échantillonnage. Les deux peuvent se superposer.

Dire que l’avenir n’a pas de réalisation unique garantie ne signifie pas qu’aucune prédiction soit possible. Un modèle peut donner une distribution de probabilités, une moyenne ou des cas particuliers certains sous ses hypothèses. On distingue une fréquence effectivement comptée d’une prévision conditionnelle.

Une population diploïde fictive compte 8 AA, 4 Aa et 8 aa pour un locus à deux allèles. Dans chaque essai, on choisit au hasard 4 individus sans remise, sans avantage lié au génotype. Le deuxième essai repart de la population source complète.

1. Source. Les 20 individus portent 40 exemplaires du gène. A compte $2\times8+4=20$ exemplaires : fréquence 50 %.

2. Essai I. Les 4 individus portent 8 exemplaires. A compte $2\times2+0=4$ exemplaires : fréquence 50 %, identique à la source malgré la petite taille du groupe.

3. Essai II. A compte $2\times0+2=2$ exemplaires sur 8 : fréquence 25 %. L’écart à la source est de −25 points.

4. Interprétation. Les deux résultats sont possibles dans le modèle. Le premier réfute « un petit échantillon diffère toujours » ; le second illustre une différence sans avantage imposé.

5. Tous les allèles ont-ils disparu d’un groupe ? Non : A et a restent présents dans les deux essais. Une dérive possible ne signifie pas perte obligatoire de diversité à chaque tirage.

Le calcul décrit les groupes fournis. Il ne détermine pas à lui seul les fréquences réalisées dans leurs futurs descendants.

La figure compare des simulations de fréquences dans deux tailles de population. Les courbes sont des réalisations choisies, pas les seules trajectoires possibles ni une observation de terrain. La graine de simulation rend leur construction reproductible ; elle ne prédit pas une population naturelle.

L’écartement plus important des trajectoires du petit groupe illustre une tendance du modèle. Il ne signifie pas que chaque petite population se déplace davantage que chaque grande population sur toute période.

Les valeurs 0 et 100 % sont absorbantes dans le scénario fermé sans nouvelle mutation ni migration : un allèle absent ne peut pas être transmis par les seuls parents présents. Cette propriété ne s’étend pas à un groupe qui reçoit de nouveaux allèles.

Une trajectoire qui atteint 100 % ne prouve pas que l’allèle soit avantageux. La figure suppose ici une transmission sans différence de valeur sélective entre les variants ; d’autres modèles peuvent ajouter une sélection.