Définition de la variation génétique
La variation génétique peut être décrite comme les différences entre organismes causées par des formes alternatives d’ADN. La variation génétique, combinée à la variation environnementale, provoque la variation phénotypique totale observée dans une population. La variation phénotypique est ce qui est vu par l’observateur ; la hauteur d’une plante par exemple. La variation environnementale est la différence entre les expériences de chaque individu. Dans notre scénario, certaines plantes peuvent recevoir plus d’eau et de nutriments que d’autres. Si l’on retire les différences environnementales de la variation globale, il ne reste que la variation génétique. Cette variation représente les différences réelles dans les séquences d’ADN entre les organismes.
Exemples de variation génétique
Variation génétique entre individus
Regardez l’image de coquilles de moules ci-dessous. Tous ces muscles appartiennent à la même espèce, ce qui signifie qu’ils peuvent tous se croiser entre eux. Les différences dans leurs motifs représentent la variation phénotypique totale dans la population. Une partie de la variation provient de la génétique, tandis qu’une autre provient de l’environnement. Pour faire le tri entre ce qui est génétique et ce qui est environnemental, les scientifiques devraient mener une série d’expériences.
Deux expériences seraient nécessaires pour trouver la variation génétique globale dans la population. Dans la première, une seule moule serait clonée plusieurs fois et placée dans des environnements variables. On laisserait les spécimens grandir et on les observerait à l’âge adulte. Comme leur génétique est identique, la variation observée peut être attribuée uniquement à la variation environnementale. Dans la deuxième expérience, il s’agit d’observer la variation totale d’une population de moules sauvages dans le même environnement. A la fin de ces deux expériences, le scientifique aurait deux nombres : un décrivant la variance environnementale et un décrivant la variance phénotypique.
Pour obtenir la variation génétique trouvée dans cette population de moules, le scientifique devrait simplement soustraire la variance environnementale observée avec le clone de la variance totale observée dans la population sauvage. Une autre façon de calculer la variation génétique consiste à échantillonner l’ADN de la population et à mesurer directement les différences dans l’ADN. Puisque la variation génétique est produite par des différences dans l’ADN, ces différences peuvent être utilisées à l’inverse pour calculer la variation environnementale dans une population.
Variation génétique entre espèces
Bien que l’exemple ci-dessus traite de la variation génétique entre les membres d’une population, le concept de variation génétique peut être appliqué à une échelle beaucoup plus grande. Prenons par exemple la famille de gènes Homeobox. Cette famille, connue sous le nom de « gènes Hox », dirige et coordonne la position des parties du corps au cours du développement. Ces gènes, ou une de leurs variantes, sont présents chez tous les animaux à symétrie bilatérale. Cela va des insectes aux poissons et aux mammifères. Les scientifiques pensent qu’un ancêtre précoce a développé les gènes Hox, qui ont été rapidement adaptés à de nombreuses formes d’organismes. La variation génétique représentée dans ces gènes est énorme. Ils produisent les différents types de corps de la plupart des organismes sur Terre. Cependant, ils sont toujours tous liés et la variance entre eux peut être mesurée.
Sources de la variation génétique
Avec toute la variété naturelle du monde, il est bizarre de penser que toute la variation génétique provient de seulement quelques sources simples. La source la plus simple est la mutation. Lorsque l’ADN est exposé aux divers produits chimiques et énergies électromagnétiques du monde, il peut muter. L’ADN est constitué d’une séquence spécifique de nucléotides, qui produisent des protéines. Les mutations modifient ces protéines en changeant la séquence des nucléotides. Bien que les mutations soient souvent considérées dans un contexte négatif, elles stimulent l’évolution en mettant en avant de nouvelles variantes à tester par l’environnement.
En fait, la variation génétique est si importante pour les espèces que de nombreuses espèces se reproduisent sexuellement pour aider le processus de production de nouvelles variétés. Les organismes qui se reproduisent sexuellement portent deux copies du génome, ce qui permet aux mutations de rester dormantes ou de s’exprimer plus subtilement. Au cours de la reproduction sexuée, les gènes sont recombinés de manière nouvelle. Ce processus, connu sous le nom de recombinaison, mélange les allèles présents et permet à différentes combinaisons de s’exprimer. Cela ajoute à la variation génétique totale. Lorsqu’on observe une population isolée, l’immigration peut également être une source de variation génétique. L’organisme peut apporter de nouveaux allèles qui se sont établis ailleurs et les introduire dans la population.
Quiz
1. Quelle est la formule permettant de quantifier la variation génétique ?
A. Variation génétique = Variation attendue + Variation phénotypique
B. Variation génétique = Variation phénotypique – Variation environnementale
C. Variation génétique = Variation environnementale + Variation phénotypique
2. Deux vrais jumeaux traversent la vie séparément. A l’âge de 55 ans, l’un est en bonne santé et en forme, tandis que l’autre est en surpoids et risque de faire une crise cardiaque. Qu’est-ce qui est responsable de cette différence ?
A. La variation génétique
B. La variation environnementale
C. La variation phénotypique
3. On a constaté que les ours polaires et les grizzlis se croisent, créant une espèce hybride. Comment cela est-il lié à la variation génétique ?
A. Ce n’est pas lié, car les ours sont des espèces différentes
B. Bien qu’il y ait beaucoup de variation génétique entre les ours, ils sont encore assez proches pour produire une progéniture viable
C. Il n’y a pas de variation génétique entre les ours, ce qui leur permet de se croiser