Goulot d'étranglement génétique

Définition

Dans une population, un goulot d'étranglement génétique détermine une diminution importante du nombre effectif de reproducteurs ou d'une réduction de la variation génétique suite à la production d'une ou de plusieurs générations, et ce en utilisant un nombre réduit de reproducteurs (c'est à dire une population effective réduite).

Exemple avec un goulot d'étranglement génétique :

Une visualisation typique de ce qui se passe dans un goulot d'étranglement génétique. Dans ce cas, de nouvelles mutations après le goulot d'étranglement recommencent à augmenter la variation, mais c'est un processus très lent. Le grand goulot d'étranglement génétique contredit la diversification accélérée radicale de Ken Ham (hyper-évolution).

Explications

En génétique des populations, un goulot d'étranglement génétique (ou goulet d'étranglement de population) est un appauvrissement génétique sévère d'une espèce et le changement associé des fréquences alléliques, qui est causé par une réduction à une très petite population, souvent constituée de quelques individus seulement (effet fondateur).

Cela peut être un problème central dans la préservation des espèces fortement menacées si un allèle qui affecte la reproduction ne peut être compensé par un deuxième allèle plus avantageux pour la reproduction (cf. maladie héréditaire récessive). Un goulot d'étranglement génétique peut donc conduire à une dépression de consanguinité.

Les occurrence de goulots d'étranglement génétiques interviennent pour la faune, l'élevage d'animaux et chez l'Homme.

Faune

Un certain nombre d'espèces a traversé ou traverse actuellement des goulots d'étranglement génétiques au cours des deux cents dernières années, notamment le cerf David, le condor de Californie (Gymnogyps californianus), l'antilope oryx arabe (Oryx leucoryx), le bouquetin des Alpes (Capra ibex), le kakapo (Strigops habroptilus), le bison d'Europe (Bison bonasus) et le cheval de Przewalski (Equus przewalski).

Dans les cas mentionnés ci-dessus, tous les animaux vivant aujourd'hui datent d'une dizaine à moins d'une centaine d'individus. Le guépard (Acinonyx jubatus) a traversé un goulot de bouteille génétique si étroit à l'époque préhistorique qu'aujourd'hui, les tissus peuvent être transférés d'un guépard à un autre sans réaction de rejet, ce qui n'est autrement possible qu'avec des jumeaux identiques.

Chez les animaux de zoo, dont seuls quelques individus peuvent être gardés pour des raisons d'espace - comme les éléphants ou les rhinocéros - des animaux reproducteurs génétiquement différents sont importés d'autres zoos afin de préserver leur diversité génétique et d'éviter la consanguinité. Cette considération devient encore plus importante lorsque des animaux reproducteurs doivent être relâchés dans la nature.

Élevage d'animaux

Les goulots d'étranglement génétiques ne sont pas rares non plus dans l'élevage d'animaux de compagnie et surviennent en particulier chez les chiens de race, les chats de race et les petits animaux de compagnie (par exemple les hamsters dorés).

Chez les chiens et les chats en particulier, cela a pour conséquence que certaines maladies héréditaires, rares dans l'ensemble de la population, surviennent très fréquemment chez certaines races.

Lors de l'établissement de lignées consanguines, un goulot d'étranglement génétique est délibérément créé afin de réduire au maximum la variabilité du phénotype au sein de la lignée.

Chez l'Homme

Des analyses statistiques de l'ADN mitochondrial (ADNmt) d'humains anatomiquement modernes (Homo sapiens) ont montré une diversité génétique étonnamment faible et ont conduit à l'hypothèse qu'il aurait pu y avoir un goulot d'étranglement génétique chez l'homme il y a environ 70 000 à 80 000 ans. À l'époque, seuls environ 1 000 à 10 000 individus d'Homo sapiens, principalement en Afrique, vivaient donc.

Selon une hypothèse controversée de l'anthropologue Stanley Ambrose (théorie de la catastrophe de Toba), ce goulot d'étranglement génétique est dû à une super éruption du volcan Toba à Sumatra il y a environ 74 000 ans. Cette éruption a été suivie d'une période de froid extrême (hiver volcanique), qui a amené l'Homo sapiens au bord de l'extinction.

Cette hypothèse combine deux résultats contradictoires sur le développement génétique de l'Homo sapiens : premièrement, à partir de l'Afrique, il y a une propagation relativement rapide des humains peuvent être vérifiées par des découvertes de fossiles, qui peuvent également être démontrées sur la base des différences mitochondriales.

Les deux peuvent être utilisés pour expliquer la très faible variabilité génétique des personnes vivant aujourd'hui (voir Eve mitochondriale et Adam du chromosome Y). D'un autre côté, on estime qu'après la première expansion, un développement régional différent et isolé des populations s'est formé, à la suite duquel l'apparence extérieure des personnes a commencé à se différencier, ce qui a incité les premiers anthropologues à définir diverses races et races dites grandes.

Une autre étude a calculé que seuls 18 500 individus de la lignée ancestrale directe d'Homo sapiens vivaient il y a 1,2 million d'années.

On pense qu'un autre effet de goulot d'étranglement génétique a existé en Afrique pour l'Homo sapiens il y a 120 000 ans. Selon cela, seuls quelques centaines d'individus de l'espèce humaine auraient survécu dans quelques endroits avant de quitter l'Afrique après une période froide d'environ 60 000 ans, y compris la grotte Pinnacle Point 13B (PP13B) près de Mossel Bay sur la côte sud-africaine.

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