La génétique des populations darwinienne, ou simplement la génétique des populations, est une caractéristique centrale, sinon la caractéristique centrale, de la synthèse évolutionniste moderne, ou néo-darwinisme. La synthèse évolutionniste moderne est une combinaison de la théorie de Darwin sur l’évolution des espèces par sélection naturelle, de la théorie de la génétique de Mendel comme base de l’héritage biologique et de la génétique mathématique des populations. Mis en place par des dizaines de scientifiques tout au long des années 1930 et 1940, la génétique des populations darwinienne est notre meilleur modèle du processus qui a progressivement créé toute vie sur Terre, l’évolution et la sélection naturelle.
La génétique des populations est l’étude de la distribution génétique et du changement de fréquence des allèles au sein d’une espèce donnée – essentiellement, quels gènes sont plus ou moins importants au sein de cette espèce. Cette distribution et la façon dont elle évolue peuvent être appréhendées globalement à travers cinq forces : la sélection naturelle, la dérive génétique, la mutation, la migration et l’accouplement non aléatoire. La génétique mathématique des populations est un formalisme qui nous permet de prédire avec précision les futures fréquences alléliques si des informations complètes sur ces cinq forces sont disponibles. Bien sûr, ce n’est jamais le cas, bien que les approximations puissent être extrêmement utiles. La génétique des populations est l’un des modèles les mieux vérifiés en science.
La génétique des populations peut expliquer le processus par lequel de nouvelles adaptations émergent et se fixent dans une espèce, comment se produit la spéciation, pourquoi certains traits adaptatifs évoluent plus facilement que d’autres, l’évolution de l’évolutivité et bien d’autres questions d’intérêt scientifique. Parce que l’évolution se déroule principalement sur des millions d’années (c’est-à-dire des échelles de temps évolutives), l’expérimentation directe peut être difficile. Cependant, les principes de la génétique des populations ont été testés et vérifiés avec des espèces dont les temps de réplication sont très courts, comme les bactéries, qui peuvent se reproduire en une demi-heure avec un espace et des nutriments appropriés.
Les cinq forces évolutives quantifiées et étudiées par la génétique des populations sont intuitivement faciles à comprendre. La sélection naturelle se produit lorsqu’un organisme est tué par son environnement, des espèces rivales ou des membres de la même espèce, pour une raison quelconque. Si la mort survient avant la reproduction, on dit que l’organisme n’a pas réussi à évoluer. Quels que soient les traits associés à la mort prématurée, ils seront finalement sélectionnés dans le pool génétique. La sélection naturelle est peut-être la plus puissante des forces évolutives et la plus largement comprise.
La dérive génétique se produit de manière aléatoire dans la progéniture. Lorsqu’un certain trait n’affecte pas la capacité d’un organisme à survivre ou à se reproduire d’une manière ou d’une autre, il peut évoluer et se fixer uniquement en conséquence de la loterie génétique. Les mutations sont également un effet secondaire des erreurs de copie de l’ADN et deviennent rarement visibles ou significatives, bien qu’elles puissent parfois entraîner un trait de survie avantageux.
La migration se produit lorsque les membres d’une espèce se déplacent d’un endroit à un autre, coupant les liens de reproduction avec les autres membres de l’espèce. Lorsqu’une partie d’une espèce est isolée sur le plan de la reproduction d’une autre partie par une barrière géographique, les deux groupes finissent par se spécifier en différentes variantes. Ceci a été notoirement observé sur les îles Galapagos par Charles Darwin. L’accouplement non aléatoire est une autre force très puissante de la génétique des populations. Les membres les plus attrayants d’une espèce acquièrent généralement plus de partenaires pendant des périodes plus longues et connaissent ainsi un meilleur succès de reproduction.
La génétique des populations est un vaste domaine qui a été étudié par des millions de scientifiques, pas seulement des biologistes, et continuera d’être étudié par des millions à venir. Malheureusement, il n’est enseigné qu’au niveau le plus élémentaire dans les systèmes scolaires publics.