Le brassage génétique

Deux enfants d'un même couple ne se ressemblent jamais tout à fait. Trois mécanismes indépendants produisent cette diversité, et leurs effets se multiplient.

Premier brassage : interchromosomique

Lors de la méiose I, chaque paire d'homologues se répartit indépendamment des autres. Pour chaque paire, l'exemplaire paternel peut aller dans l'une ou l'autre cellule fille.

   paire 1 :  P ou M        2 possibilités
   paire 2 :  P ou M        2 possibilités
   ...
   paire 23:  P ou M        2 possibilités

   total :  2²³ = 8 388 608 combinaisons différentes

Plus de huit millions de gamètes génétiquement distincts, avant même tout autre mécanisme.

Deuxième brassage : intrachromosomique

En prophase de méiose I, les chromosomes homologues s'apparient étroitement et échangent des morceaux : c'est le crossing-over, ou enjambement.

   AVANT                         APRÈS

   ██████  ░░░░░░              ██░░░░  ░░████
   ██████  ░░░░░░              ██░░░░  ░░████
     P        M                chromosomes RECOMBINÉS
                               portant des allèles des DEUX parents

Un chromosome transmis n'est donc plus « celui du père » ou « celui de la mère » : c'est une mosaïque des deux. Chez l'humain, on compte en moyenne une à trois enjambées par paire de chromosomes, ce qui rend le nombre de combinaisons pratiquement infini.

Troisième brassage : la fécondation

La rencontre entre un spermatozoïde et un ovule est aléatoire :

8 388 608 gamètes possibles (père)
        ×
8 388 608 gamètes possibles (mère)
        =
environ 70 000 milliards de combinaisons

Et ce calcul ignore encore les crossing-over. C'est pourquoi deux frères ou sœurs — sauf jumeaux vrais, issus d'une même cellule-œuf — ne sont jamais génétiquement identiques.

Pourquoi la reproduction sexuée existe

Elle est pourtant coûteuse : il faut trouver un partenaire, et chaque parent ne transmet que la moitié de ses gènes. Face à la reproduction asexuée, bien plus économique, elle ne s'est maintenue que pour un avantage décisif : la diversité.

population de CLONES                population DIVERSE
--------------------------------    --------------------------------
tous vulnérables au même parasite   certains résistent, la population survit
aucune adaptation possible          la sélection naturelle a de quoi trier

C'est ce qu'on appelle l'hypothèse de la Reine rouge : dans un environnement où parasites et hôtes évoluent en permanence l'un contre l'autre, il faut sans cesse changer pour rester en place. Une population génétiquement uniforme finit toujours par être rattrapée.

La matière première de l'évolution

Ces brassages recombinent des allèles existants — ils n'en créent pas. La source des nouveautés reste la mutation, modification accidentelle de la séquence d'ADN.

MUTATION    : crée de nouveaux allèles          (rare)
MÉIOSE      : recombine les allèles existants   (à chaque génération)
SÉLECTION   : trie les combinaisons

Ensemble, ces trois mécanismes fournissent à l'évolution sa matière première : de la nouveauté rare, un brassage massif, et un tri par l'environnement.

En résumé

• Brassage interchromosomique : répartition indépendante des paires → 2²³ combinaisons.
• Brassage intrachromosomique : les crossing-over recombinent les chromosomes eux-mêmes.
• Fécondation aléatoire : environ 70 000 milliards de combinaisons possibles.
• Ces mécanismes recombinent les allèles ; seule la mutation en crée de nouveaux.
• La diversité protège une population des parasites et fournit à la sélection de quoi trier.