Diversité génétique

Définition

La diversité génétique est une mesure de la biodiversité qui mesure la variation génétique du matériel génétique au sein de chaque espèce, à la fois parmi les populations géographiquement séparées et parmi les individus d'une population donnée, d'une espèce biologique ou d'un écosystème entier.

⭐ Génétique et biologique permettent de déterminer une diversité, notamment la diversité biologique.
Plantae"> Voir aussi la dérive génétique et le flux ou la migration de gènes (flux génétique), les goulots d'étranglement génétique.

La diversité génétique de papillons :

Les individus des papillons Heliconius présentent des variations de coloration et de motifs : il s'agit d'une diversité génétique de 3 espèces différentes.

Diversité, variabilité et matériel génétique

La diversité génétique (ou la variabilité génétique) est une caractéristique des écosystèmes ou un ensemble de gènes communément considérés comme bénéfiques pour la survie : elle décrit l'existence de nombreuses versions différentes du même organisme. Par exemple, la grande famine qui a frappé l'Irlande au 19^ème siècle peut être attribuée en partie au fait que les plants de pomme de terre irlandais présentaient une très petite variété génétique, ce qui a permis au péronospora des pommes de terre (Phytophthora infestans) d'infecter et détruire le la plupart des cultures de l'île. En général, la diversité génétique offre aux espèces une plus grande capacité d'adaptation et de survie en cas d'événements particuliers ou de changements environnementaux. Les individus dont le phénotype est différent en raison de la variabilité génétique sont appelés variants (ou vicariants).

Le matériel génétique peut être vu comme la recette génétique d'un organisme. On dit souvent que les gènes sont le modèle d'un organisme, mais cette analogie est défectueuse, car, dans un plan, il devient clair d'un coup d'oeil quelle forme prendra le produit, ce qui n'est pas le cas du matériel génétique. Que les différences existent au sein d'une (population d'une) espèce, à la suite de laquelle chaque individu est unique. Même les jumeaux identiques ont de petites différences dans leur matériel génétique et donc de petites différences externes, de sorte qu'ils peuvent être distingués les uns des autres.

L'étude de la génétique des populations comprend plusieurs hypothèses et théories sur la diversité génétique. La théorie neutraliste de l'évolution propose que la diversité soit le résultat de l'accumulation de mutations neutres. La sélection disruptive est l'hypothèse que deux sous-populations d'une espèce vivent dans des environnements différents qui sélectionnent différents allèles du même locus. Cela peut intervenir, par exemple, si l'espèce a une distribution géographique étendue par rapport à la mobilité des individus qui la composent. La sélection basée sur la fréquence est l'hypothèse que plus les allèles deviennent communs, plus ils deviennent vulnérables. Cela intervient dans les interactions hôte- pathogène où une fréquence élevée du gène défenseur dans l'hôte signifie que, si le pathogène s'adapte à cette défense, tous ceux qui ont cet allèle deviennent vulnérables.

Importance de la diversité génétique

Une étude montre que la diversité génétique et la biodiversité ou la biodiversité (en termes de diversité des espèces) sont interdépendantes. La diversité au sein de chaque espèce est nécessaire pour maintenir la diversité parmi les espèces et vice versa. Selon l'auteur principal de cette étude, si l'un ou l'autre type de diversité est extrait du système, le cycle peut être rompu et la communauté peut être dominée par une seule espèce. Une diversité génotypique et phénotypique a été trouvée dans toutes les espèces et à tous les niveaux : protéine, ADN et organisme. Dans la nature, cette diversité ne survient pas au hasard mais est fortement structurée et corrélée avec les variations environnementales et le stress environnemental.

L'interdépendance entre la génétique et la diversité des espèces est délicate. Les changements dans la diversité des espèces entraînent des changements dans l'environnement, qui à leur tour induisent des adaptations des espèces restantes. Les pertes de diversité génétique conduisent à la perte de la diversité biologique. La réduction de la diversité génétique dans les populations animales domestiques a été étudiée et attribuée aux exigences du marché en croissance et de la mondialisation de l'économie.

La diversité génétique est importante pour deux raisons. Premièrement, l'adaptation biologique contribue à une augmentation de la diversité génétique et deuxièmement, l'efficacité biologique est intimement liée à l'hétérozygotie (allèles de la diversité génétique), une mesure commune de la diversité génétique. Une façon de comprendre l'importance de la diversité génétique est de voir ce qui se passe quand elle subit une réduction sévère. Les accouplements répétés entre parents proches ou autofécondation (c'est-à-dire consanguinité) entraînent une perte d'hétérozygotie. La consanguinité à son tour conduit à la dépression de consanguinité avec une perte d'efficacité biologique. Les gènes délétères prédominent et cela peut conduire à l'extinction. Cela peut exister lorsqu'il s'agit de très petites populations.

Importance agricole

Depuis le début de l'agriculture, des méthodes de sélection artificielle ont été utilisées pour transmettre les caractéristiques souhaitables des cultures et en éliminer les désavantages. La sélection artificielle peut conduire à des monocultures : grandes exploitations avec un seul type de plantes génétiquement identiques. Le manque de diversité génétique peut produire des cultures extrêmement vulnérables à une maladie et contribuer à sa propagation. Les bactéries évoluent continuellement; Ainsi, lorsqu'une variété de bactéries trouve des plantes présentant une vulnérabilité correspondante, il en résulte que les bactéries peuvent attaquer toutes les plantes de cette variété et se multiplier en grandes quantités, détruisant toute la récolte.

Un cas bien connu était la grande famine irlandaise de la pomme de terre. Comme les nouvelles plantes de pomme de terre ne proviennent pas de graines mais de morceaux de la plante mère, ce sont toutes des clones ayant le même patrimoine génétique et manquant de diversité. Donc, ils sont tous sensibles aux mêmes pathogènes. Dans les années 1840, la majorité de la population de l'Irlande dépendait des pommes de terre pour se nourrir. Ils ont planté la variété appelée lumper qui était très sensible à un protiste oomycète appelé Phytophthora infestans. Cet oomycète a détruit la plus grande partie de la récolte de pommes de terre, causant une telle famine dans la population que l'on estime qu'un habitant sur huit est mort de cette cause.

La diversité génétique de l'agriculture est importante non seulement pour les agents pathogènes, mais aussi pour les herbivores, en particulier les insectes herbivores. Comme dans l'exemple précédent, l'agriculture en monoculture sélectionne des caractères uniformes pour toutes les plantes dans un champ de culture. Si ce génotype est sensible à certains herbivores, ils se multiplient et peuvent détruire toute la culture ou une grande partie de celle-ci. Les agriculteurs utilisent la méthode alternative des cultures ou des cultures associées dans les champs pour réduire la propagation des herbivores. Ils plantent des cultures différentes dans des rangées alternées dans le même champ ou ils utilisent également la rotation des cultures. Cela réduit l'efficacité des herbivores, car ils trouvent plus difficile de passer d'une plante à l'autre.

Importance dans l'élevage

La diversité génétique des espèces de bétail permet la production d'animaux dans une variété d'habitats et avec une variété d'objectifs. Fournit des matières premières pour les programmes de sélection artificielle. Il permet aux populations de bétail de s'adapter aux conditions environnementales changeantes.

La diversité génétique du bétail peut être perdue à la suite de l'extinction des races et d'autres formes d'érosion du pool génétique. En juin 2014, l'Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO) a calculé que sur les 8774 races d'animaux domestiques, 17 % sont menacées d'extinction et 7 % probablement éteintes. La connaissance de l'importance du maintien des ressources génétiques est en croissance. Aujourd'hui, un plan d'action mondial pour les ressources zoogénétiques a été élaboré sous les auspices de la FAO en 2007. Il fournit des lignes directrices pour la gestion des ressources génétiques des animaux domestiques afin de maintenir leur diversité.

Survie et adaptation

La diversité génétique joue un rôle important dans la survie et l'adaptabilité de l'espèce. Lorsque l'habitat d'une population change, elle doit s'adapter pour survivre; L'adaptabilité d'une population détermine sa capacité à surmonter les défis environnementaux. S'il y a variation dans le pool génétique de la population, cela permet à la sélection naturelle d'agir sur les traits de la population qui permettent l'adaptation à l'environnement changeant. Plus il y a de diversité dans une population, plus grande est la probabilité que la population puisse s'adapter aux nouveaux changements.

La diversité génétique est essentielle pour l'évolution des espèces. Lorsque la diversité génétique au sein d'une espèce est grandement réduite, il devient très difficile d'avoir une reproduction saine; les descendants ont une forte probabilité d'avoir des problèmes à la suite d'une dépression de consanguinité. La vulnérabilité d'une population à certains types de maladies tend également à augmenter avec la réduction de la diversité génétique. Ces problèmes peuvent être plus marqués dans le cas des grands mammifères en raison de leur petite population et aussi des effets des actions humaines.

Mesures de la diversité génétique

La diversité d'une population peut être estimée de plusieurs façons :

• Diversité génétique, proportion de locus polymorphes dans le génome entier.
• Hétérozygotie, la fraction des individus qui sont hétérozygotes à un locus particulier.
• Allèles par locus également utilisé pour démontrer la variété.
• Diversité des nucléotides, nombre de polymorphismes nucléotidiques dans une population. Il est couramment mesuré au moyen de marqueurs moléculaires tels que les séquences d'ADN microsatellite et minisatellite, l'ADN mitochondrial et les polymorphismes nucléotidiques individuels.

D'autres types de diversité peuvent être étudiés et mesurées :

• Diversité des espèces liée à la biodiversité.
• Diversité écologique ou diversité des écosystèmes.
• Diversité morphologique liée à la diversité phénotypique.
• dégénérescence biologique liée à la consanguinité.

Il existe un certain degré de corrélation entre les différents types de diversité. Par exemple, il existe un lien étroit entre la taxonomie des vertébrés et leur diversité écologique.

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