SVT > Génétique des Populations > Fréquences Alléliques et Génotypiques > Loi de Hardy-Weinberg (notions)

Introduction à la Loi de Hardy-Weinberg

Comprendre les principes fondamentaux de la loi de Hardy-Weinberg, ses conditions d'application et son importance pour l'étude de l'évolution des populations.

Qu'est-ce que la Loi de Hardy-Weinberg ?

La loi de Hardy-Weinberg, aussi appelée principe de Hardy-Weinberg ou équilibre de Hardy-Weinberg, est un principe fondamental en génétique des populations. Elle décrit une situation théorique où les fréquences alléliques et génotypiques d'une population restent constantes d'une génération à l'autre, en l'absence de certaines influences évolutives.

En d'autres termes, si une population est en équilibre de Hardy-Weinberg, l'évolution n'est pas en cours pour les gènes considérés. C'est un modèle de référence pour comparer les populations réelles et évaluer les forces évolutives qui agissent sur elles.

Les conditions nécessaires pour l'équilibre de Hardy-Weinberg

Plusieurs conditions doivent être remplies pour qu'une population soit en équilibre de Hardy-Weinberg. Ces conditions sont rarement toutes respectées dans la nature, ce qui rend la loi un modèle idéal, mais essentiel pour comprendre l'évolution:

  1. Absence de mutations : Le taux de mutation doit être négligeable.
  2. Absence de flux génétique (migration) : Il ne doit pas y avoir d'immigration ou d'émigration d'individus.
  3. Accouplement aléatoire (panmixie) : Les individus doivent s'accoupler au hasard, sans préférence pour un génotype particulier.
  4. Absence de sélection naturelle : Tous les génotypes doivent avoir la même capacité de survie et de reproduction.
  5. Population de grande taille : La population doit être suffisamment grande pour éviter les fluctuations aléatoires des fréquences alléliques dues à la dérive génétique.

Les équations de Hardy-Weinberg

La loi de Hardy-Weinberg est exprimée par deux équations fondamentales:

  1. Équation des fréquences alléliques : p + q = 1, où p est la fréquence de l'allèle dominant et q est la fréquence de l'allèle récessif.
  2. Équation des fréquences génotypiques : p2 + 2pq + q2 = 1, où p2 est la fréquence du génotype homozygote dominant, 2pq est la fréquence du génotype hétérozygote, et q2 est la fréquence du génotype homozygote récessif.

Exemple: Prenons une population où il existe deux allèles pour un gène: A (dominant) et a (récessif). Si la fréquence de l'allèle A (p) est de 0.7, alors la fréquence de l'allèle a (q) est de 0.3 (puisque p + q = 1). On peut alors calculer les fréquences génotypiques attendues sous l'équilibre de Hardy-Weinberg: AA (p2) = 0.49, Aa (2pq) = 0.42, et aa (q2) = 0.09.

Application de la Loi de Hardy-Weinberg

La loi de Hardy-Weinberg est un outil puissant pour:

  • Déterminer si une population est en évolution : En comparant les fréquences génotypiques observées avec les fréquences attendues sous l'équilibre de Hardy-Weinberg, on peut détecter si des forces évolutives sont à l'œuvre.
  • Estimer les fréquences alléliques : Si une population est en équilibre de Hardy-Weinberg, on peut estimer les fréquences alléliques à partir des fréquences génotypiques observées. Cela est particulièrement utile pour les allèles récessifs, car il est difficile d'observer directement les porteurs hétérozygotes.
  • Prévoir les fréquences génotypiques : Si les fréquences alléliques sont connues, on peut prédire les fréquences génotypiques attendues dans la génération suivante, sous l'hypothèse de l'équilibre de Hardy-Weinberg.

Limitations de la Loi de Hardy-Weinberg

Il est essentiel de comprendre que la loi de Hardy-Weinberg est un modèle simplifié. Dans la réalité, les populations naturelles sont rarement en équilibre parfait. Cependant, même si les conditions ne sont pas strictement respectées, la loi de Hardy-Weinberg reste un outil précieux pour comprendre les forces évolutives. En observant les déviations par rapport à l'équilibre, on peut identifier les facteurs qui influencent l'évolution d'une population (sélection naturelle, mutation, dérive génétique, flux génétique, etc.).

Par exemple, une population qui montre un excès d'homozygotes par rapport aux prédictions de Hardy-Weinberg pourrait indiquer une consanguinité ou une sélection favorisant les homozygotes.

Ce qu'il faut retenir

  • La loi de Hardy-Weinberg décrit un état d'équilibre où les fréquences alléliques et génotypiques restent constantes d'une génération à l'autre.
  • Les conditions nécessaires pour l'équilibre de Hardy-Weinberg sont : absence de mutations, absence de flux génétique, accouplement aléatoire, absence de sélection naturelle et population de grande taille.
  • Les équations de Hardy-Weinberg sont : p + q = 1 et p2 + 2pq + q2 = 1.
  • La loi de Hardy-Weinberg est utilisée pour déterminer si une population est en évolution, estimer les fréquences alléliques et prévoir les fréquences génotypiques.
  • La loi de Hardy-Weinberg est un modèle simplifié qui ne prend pas en compte tous les facteurs qui influencent l'évolution des populations réelles. Les déviations par rapport à l'équilibre de Hardy-Weinberg peuvent aider à identifier ces facteurs.

← Facteurs de variation des fréquences alléliques et génotypiques Le mélanisme industriel du Biston betularia : Un exemple classique d'adaptation →

FAQ

  • Que se passe-t-il si une des conditions de Hardy-Weinberg n'est pas respectée ?

    Si une ou plusieurs conditions de Hardy-Weinberg ne sont pas respectées, les fréquences alléliques et génotypiques de la population peuvent changer d'une génération à l'autre. Cela indique que l'évolution est en cours.
  • Pourquoi la loi de Hardy-Weinberg est-elle importante même si elle décrit une situation idéale ?

    La loi de Hardy-Weinberg est importante car elle fournit un point de référence pour comprendre l'évolution. En comparant les populations réelles à l'équilibre de Hardy-Weinberg, on peut identifier les forces évolutives qui agissent sur elles.