Un goulot d’étranglement de la population est similaire de manière importante à l’effet fondateur. Les goulots d’étranglement de la population se produisent lorsque certains changements environnementaux entraînent une réduction spectaculaire de la taille d’une population. Les changements environnementaux catastrophiques, tels que les impacts d’astéroïdes, les éruptions volcaniques massives et prolongées (associées à la dérive des continents), ou l’introduction d’un agent pathogène particulièrement mortel, qui tue un pourcentage élevé des organismes qu’il infecte, peuvent tous créer des effets de goulot d’étranglement de la population., Qui survit au goulot d’étranglement peut être aléatoire, dû uniquement à la chance, ou basé sur des facteurs génétiques (par exemple, conduisant à la résistance aux maladies).

Il existe des preuves convaincantes que des événements environnementaux aussi drastiques sont responsables de goulots d’étranglement de la population si graves qu’ils ont conduit à des extinctions massives. Le plus catastrophique de ces événements d’extinction a été l’extinction permienne qui s’est produite il y a environ 251 millions d’années, au cours de laquelle il semble que ~95% de toutes les espèces marines et ~75% des espèces terrestres ont disparu.,88 Si la plupart des espèces étaient touchées, nous ne serions pas surpris que les populations survivantes connaissent également de graves goulets d’étranglement. La diversification subséquente des organismes survivants, tels que les Dinosauria (qui comprend les dinosaures éteints et les oiseaux modernes) et les Cynodontia, qui comprend les ancêtres des mammifères modernes, y compris nous, pourrait être due en partie à ces effets liés au goulot d’étranglement, par exemple, par l’élimination d’espèces ou de prédateurs concurrents., L’événement Crétacé-Tertiaire, qui s’est produit il y a environ 65 millions d’années, a contribué à l’extinction des dinosaures et a conduit à la diversification des mammifères (qui étaient apparus pour la première fois dans les archives fossiles il y a environ 160 millions d’années), en particulier les mammifères placentaires.

Alors que survivre à un impact d’astéroïde (ou à d’autres changements climatiques spectaculaires) peut être aléatoire, dans d’autres cas, qui survit à un goulot d’étranglement ne l’est pas., Considérez les effets d’une sécheresse sévère ou d’une infection bactérienne ou virale très virulente; les organismes qui survivent peuvent avoir des phénotypes spécifiques (et des génotypes associés) qui influencent considérablement leurs chances de survie. Dans un tel cas, l’effet de l’événement de goulot d’étranglement produirait des changements non aléatoires dans la distribution des génotypes (et des allèles) dans la population post-goulot d’étranglement-ces effets sélectifs pourraient continuer à influencer la population de diverses manières. Par exemple, un trait associé à la résistance aux agents pathogènes peut également avoir des effets phénotypiques négatifs., Après le goulot d’étranglement associé à l’agent pathogène, les mutations qui atténuent les effets négatifs du trait de résistance (et peuvent avoir leurs propres effets) seraient sélectionnées. Le résultat final est que les traits qui ne seraient pas sélectionnés en l’absence de l’agent pathogène, sont sélectionnés. En outre, l’occurrence même d’une réduction rapide et extrême de la taille de la population a ses propres effets. Par exemple, il devrait augmenter les effets de la dérive génétique (voir ci-dessous) et pourrait rendre la recherche d’un partenaire plus difficile.,

Nous pouvons identifier des événements extrêmes de réduction de population, tels que les effets fondateurs et les goulots d’étranglement, en examinant la variation des génotypes, en particulier dans les changements génotypiques qui ne devraient pas influencer les phénotypes, la préférence d’accouplement ou le succès reproducteur. Ces soi-disant polymorphismes neutres devraient s’accumuler dans les parties non-sens (intragéniques) du génome à un rythme constant au fil du temps (pouvez-vous expliquer pourquoi?) Le taux d’accumulation de polymorphismes neutres sert de type d’horloge biologique basée sur la population., Son taux peut être estimé, au moins grossièrement, en comparant les génotypes d’individus de différentes populations dont le temps de séparation peut être estimé avec précision (en supposant bien sûr qu’il n’y a pas eu de migrations entre les populations). De telles études indiquent que la taille de la population humaine a chuté à quelques milliers d’individus entre ~20 000 à 40 000 ans. C’est un petit nombre de personnes, susceptibles d’avoir été répartie sur une grande surface.89 Ce goulot d’étranglement s’est produit au moment de la migration majeure des populations hors d’Afrique vers l’Europe et l’Asie., La comparaison de génotypes, c’est-à-dire de polymorphismes neutres, entre populations isolées nous permet d’estimer que les aborigènes australiens ont atteint l’Australie il y a environ 50 000 ans, bien avant les autres migrations humaines90 et que les humains sont arrivés dans les Amériques par vagues multiples commençant il y a environ 15 000 à 16 000 ans.91 L’arrivée des humains dans un nouvel environnement a été liée à la disparition d’un groupe de mammifères connus comme la mégafaune dans ces environnements.92 La présence humaine a modifié les pressions environnementales sur ces organismes dans le monde entier.,

Contributeurs et attributions

  • Michael W. Klymkowsky (Université du Colorado à Boulder) et Melanie M. Cooper (Université d’État du Michigan) avec des contributions significatives d’Emina Begovic& une assistance éditoriale de Rebecca Klymkowsky.