La sélection naturelle opère-t-elle sur le génotype ou le phénotype ?

Dans le livre de Darwin de 1859 "Sur l'origine des espèces", cela peut-il être une surprise que "des variations utiles d'une manière ou d'une autre à chaque être dans la grande et complexe bataille de la vie, devrait parfois se produire au cours de milliers de générations? » Ces variations, a-t-il soutenu, ne donneraient-elles pas aux individus dotés de traits avantageux « les meilleure chance de survivre et de procréer de leur espèce? » Son résumé: « Cette préservation des variations favorables et le rejet des variations nuisibles, j'appelle Sélection naturelle." La sélection naturelle est le résultat de la sélection de l'environnement pour des caractéristiques physiques avantageuses - le phénotype - dans une population de organismes. Lorsque ces caractéristiques sont héréditaires, la sélection naturelle a également des effets à long terme sur le patrimoine génétique d'une population.

De nombreuses espèces présentent des variations dans leurs traits physiques, et souvent ces traits se produisent le long d'un continuum. La taille ou la couleur des cheveux en sont des exemples. Une gamme naturelle de variabilité peut exister dans ces traits parmi tous les membres d'une espèce. Imaginez, par exemple, une espèce de papillon qui a une distribution de longueur de langue, disons, de 12 millimètres à environ 30 millimètres. S'il y a un changement vers une prédominance de longues fleurs tubulaires dans leur environnement, alors les papillons avec des langues plus longues auront plus de facilité à se nourrir. Ces papillons pourraient être en meilleure santé que les autres et plus performants en reproduction, ou ils pourraient avoir plus de chances de survivre assez longtemps pour se reproduire.

Comme dans l'exemple du papillon, la sélection naturelle se produit lorsque les caractéristiques physiques d'un organisme le rendent plus ou moins apte à prospérer dans un environnement. Les caractéristiques physiques sont appelées le phénotype; par conséquent, la sélection naturelle agit directement sur le phénotype. Le phénotype d'un organisme est déterminé à la fois par les influences environnementales et le génotype. C'est-à-dire qu'à mesure qu'un organisme grandit et se développe, des facteurs environnementaux peuvent influencer sa taille et d'autres caractéristiques physiques; mais quand il est conçu, beaucoup de ses caractéristiques sont prédéterminées par le génotype. Par conséquent, l'influence de l'environnement sur le phénotype d'une population d'organismes se traduit par une influence sur le génotype de cette population.

Le lien entre génotype et phénotype n'est pas nécessairement simple et direct. C'est-à-dire qu'il n'y a pas de corrélation univoque entre le gène et le trait; ce n'est pas toujours aussi simple qu'un gène contrôlant un trait. En pensant à l'exemple des papillons, les papillons avec de longues langues prospèrent et produisent plus de progéniture. Par conséquent, au fil du temps, le ou les gènes qui codent pour les longues langues deviennent plus courants dans cette population de papillons. Cela ne signifie pas nécessairement, cependant, que la prochaine génération de papillons aura tous de longues langues. Cela est dû à la relation complexe entre le génotype et le phénotype. Même si un seul gène était responsable des langues longues, les trois quarts de la progéniture de parents à langue longue pourraient être porteurs d'un gène à langue courte. Cependant, de nombreuses caractéristiques physiques sont influencées par plusieurs gènes, ce qui rend la situation encore plus compliquée.

Une mesure encore plus importante du changement génétique ou génotypique est la fréquence de tous les génotypes chez tous les membres d'une espèce. C'est ce qu'on appelle le pool génétique, et il représente la variation totale possible d'un trait génétique.

Pour en revenir à l'exemple du papillon, lorsque les individus à langue longue sont plus adaptés à l'environnement, le prochain la génération de papillons n'aura pas nécessairement un plus grand pourcentage de gènes à langue longue dans leur gène bassin. Au fil du temps, cependant, si les longues fleurs tubulaires continuent de prédominer dans l'environnement, la pression de sélection continue sur le phénotype modifiera le pool génétique de l'espèce de papillon. Le mécanisme exact du changement génotypique n'est toujours pas connu - et il est certainement différent pour d'autres traits et espèces distinctes.