Den genetiske drift er utviklingen av en populasjon eller en art forårsaket av tilfeldige hendelser , uforutsigbare. Fra et genetisk synspunkt er det modifisering av frekvensen til en allel , eller av en genotype , innenfor en populasjon, uavhengig av mutasjoner , naturlig seleksjon og migrasjoner . Genetisk drift er forårsaket av tilfeldige og uforutsigbare hendelser , som tilfeldig møte med sæd og egg , i tilfelle seksuell reproduksjon . Teorien om genetisk drift ble etablert av Motoo Kimura i 1968.
Effektene av genetisk drift er desto viktigere ettersom populasjonen er liten, fordi forskjellene som observeres i forhold til allelfrekvensene vil være desto mer merkbare der. Denne situasjonen kan oppstå når en art dukker opp, eller etter en flaskehals (når en stor del av en art har forsvunnet som et resultat av epidemiske fenomener eller en klimakrise eller en katastrofe for eksempel). Det kan også forekomme i en situasjon med ekte økologisk insularisering (insularisering forårsaket av en økning i havet) eller på grunn av økologisk fragmentering .
Genetisk drift gjelder alle alleler selv om påvirkningen på nøytrale alleler (det vil si som hverken gir fordeler eller ulemper) er større. Til tross for alt kan en gunstig allel forsvinne eller en ugunstig allel fester seg i en populasjon ved drift, som er hyppig for populasjoner med veldig små størrelser.
Innenfor rammen av en seksuell reproduksjon , vil et individ som bare reproduserer en gang, overføre halvparten av dets alleler til sin etterkommer. Det er under tilfeldig genetisk blanding, under meiose at visse alleler vil bli overført og ikke andre. For at et individ skal kunne overføre alle alleler med sikkerhet, må antallet etterkommere ha en tendens til uendelig.
Følgelig er det i enhver populasjon statistisk uunngåelig at visse alleler (hver variant av det samme genet ) ikke vil bli overført av noen voksne til deres avkom. I tillegg har noen individer ingen avkom i det hele tatt. Antall alleler (genetisk variabilitet) er derfor redusert. Blant de "overlevende" allelene vil noen se at den opprinnelige frekvensen reduseres eller tvert imot øker.
Det er av denne grunn at prinsippet til Hardy-Weinberg , blant annet hviler på antagelsen om en uendelig befolkningsstørrelse. I en populasjon av uendelig størrelse vil de genotypiske frekvensene som er observert være lik forventningene deres, siden det potensielle avviket til trekkene ved allelfrekvensene (varians) er desto større ettersom populasjonen er liten (for eksempel etter høy dødelighet eller under stiftelse av en ny befolkning).
Fra et genetts synspunkt fører genetisk drift til en økning eller reduksjon i frekvensen i populasjonen av en av dens versjoner (= allel ). To konkrete eksempler er en grunneffekt og en reduksjon i genetisk mangfold .
Befolkningen i Quebec-regionen Saguenay - Lac-Saint-Jean har en egenart: den presenterer visse genetiske sykdommer med mye høyere frekvenser enn i andre regioner. Disse sykdommene er for eksempel spastisk ataksi , Andermanns syndrom eller myotonisk dystrofi . I denne regionen er det 189 tilfeller av myotonisk dystrofi per 100.000 innbyggere mot 4 av 100.000 i Europa. Dette forklares blant annet med en grunnleggende effekt:
I det XVII - tallet koloniserte flere tusen individer regionen, som i dag har 300 000 innbyggere. Det skal forstås at etter denne begynnelsen av koloniseringen ble det tilført få kolonister i stiftelsesgruppen som deretter reproduserte seg i løpet av et visst antall år uten eksternt bidrag (selv i dag kommer få mennesker for å bosette seg i denne regionen på grunn av manglende sysselsetting, lider en delvis utvandring av den yngre befolkningen) . Studien av slektsforskning har vist at hver av sykdommene ble introdusert av bare en pioner. Det var tilfeldig at en pioner som bar den syke allelen ble funnet i den grunnleggende befolkningen. I tilfelle myotonisk dystrofi skyldes forskjellen i antall tilfeller en høyere enn normal frekvens av sykdomsallelen i en veldig liten koloniserende befolkning som har forlatt Vendée og Charente-Maritime, i Frankrike for å bosette seg i Quebec.
Når et lite antall individer skiller seg fra en større befolkning, for å gå og kolonisere en øy eller et nytt miljø, vil disse individene bare "ta" et utvalg av alleler fra bassenget av alleler av moderpopulasjonen., Og dette, slik at antar vi tilfeldig. Den nye populasjonen kan derfor ha svært forskjellige genotypiske frekvenser fra den opprinnelige populasjonen. Dette avviket kan radikalt endre profilen (allel, genotypisk og fenotypisk) til grunnleggerpopulasjonen, sammenlignet med den opprinnelige populasjonen.
Et annet eksempel gjelder en liten britisk koloni på 15 personer i Tristan da Cunha, en øygruppe midt i Atlanterhavet. Dette er fordi en person har hentet inn den recessive allelen av retinopati pigmentosa. Siden populasjonen er liten, er frekvensen av denne allelen mye større i øygruppen enn i de opprinnelige bosetterpopulasjonene.
Den grunnleggende effekten kan, hvis den fører til reproduktiv isolasjon, det vil si opphør av utveksling av genversjoner mellom alle individer av arten, føre til spesiering. Grunnlegger-effekten er derfor en av faktorene for allopatrisk spesiering (sammen med naturlig utvalg ).
I de numeriske simuleringene motsatt, med en befolkning på 10 individer, av de 20 forsøkene:
I de fleste tilfeller (17 av 20 tilfeller) resulterer genetisk drift derfor i en reduksjon i genetisk mangfold , noe som ikke er gunstig for tilpasning av arter til en endring i miljøet.
I en større populasjon (100 individer) er en allel bare fikset i 2 av 20 tilfeller. Det kan konkluderes med at jo mindre en populasjon, jo større er effekten av genetisk drift, og jo mer genetisk mangfold i befolkningen vil bli truet.
Genetisk drift og tap av genetisk mangfold er naturlige fenomener, men de kan forsterkes av kunstig praksis, som fører til nedbemanning, ved predasjon ( jakt ) eller fragmentering av landskapet ( avskoging , landbruksbruk); eller til og med innavlsdepresjon , spesielt av Allee-effekten som har konsekvensen av å redusere antall visse arter: orangutanger , tigre , Centaurea corymbosa, etc.
Faktisk kan ankomsten av en ny parasitt, for eksempel, bli "støttet" av en populasjon hvis den er stor nok, fordi det vil være et naturlig utvalg av resistente genotyper. Hvis befolkningen er for liten, er sannsynligheten for at det er en allel som passer for den nye miljøfaktoren, lav. Risikoen for utryddelse av arten vil være betydelig. Det er derfor det er nødvendig å holde arter i naturen med et betydelig antall for å forhindre skadelige effekter av genetisk drift.