Le sujet Le modèle Etude de l’évolution de la population Modélisation aléatoire et étude de la fixation d’un allèle délétère dans une population sexuée Camille Coron Ecole Polytechnique, Sylvie Méléard 18 Octobre 2010, Marseille Camille Coron Modélisation de l’évolution d’une petite populationLe sujet Les questions Le modèle Le vortex d’extinction Etude de l’évolution de la population Les questions que l’on se pose ◮ Qu’est-ce qu’une petite population? ◮ Quels sont les phénomènes biologiques caractéristiques d’une petite population? ◮ A partir de quelle taille de population peut-on considérer que ces phénomènes sont négligeables? ◮ Quelles sont les différences entre reproduction sexuée et asexuée? Camille Coron Modélisation de l’évolution d’une petite populationLe sujet Les questions Le modèle Le vortex d’extinction Etude de l’évolution de la population Le vortex d’extinction Population de petite taille ⇒ Les allèles délétères se fixent plus fréquemment ⇒ La fitness de la population baisse ⇒ La taille de la population diminue. L’accumulation de mutations délétères accélère l’extinction de la population. Camille Coron Modélisation de l’évolution d’une petite populationLe sujet Les questions Le modèle Le vortex d’extinction Etude de l’évolution de la population Modélisation du vortex d’extinction ◮ Population de taille variable, sans hypothèse de grande taille. ◮ Population sexuée. ◮ Introduction de mutations délétères. ◮ Etude de la fixation de ces mutations. Camille Coron ...
Le sujet
Le modèle
Etude de l’évolution de la population
Modélisation aléatoire et étude de la fixation d’un
allèle délétère dans une population sexuée
Camille Coron
Ecole Polytechnique, Sylvie Méléard
18 Octobre 2010, Marseille
Camille Coron Modélisation de l’évolution d’une petite populationLe sujet
Les questions
Le modèle
Le vortex d’extinction
Etude de l’évolution de la population
Les questions que l’on se pose
◮ Qu’est-ce qu’une petite population?
◮ Quels sont les phénomènes biologiques caractéristiques d’une
petite population?
◮ A partir de quelle taille de population peut-on considérer que
ces phénomènes sont négligeables?
◮ Quelles sont les différences entre reproduction sexuée et
asexuée?
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Les questions
Le modèle
Le vortex d’extinction
Etude de l’évolution de la population
Le vortex d’extinction
Population de petite taille
⇒ Les allèles délétères se fixent plus fréquemment
⇒ La fitness de la population baisse
⇒ La taille de la population diminue.
L’accumulation de mutations délétères accélère l’extinction de la
population.
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Les questions
Le modèle
Le vortex d’extinction
Etude de l’évolution de la population
Modélisation du vortex d’extinction
◮ Population de taille variable, sans hypothèse de grande taille.
◮ Population sexuée.
◮ Introduction de mutations délétères.
◮ Etude de la fixation de ces mutations.
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Les questions
Le modèle
Le vortex d’extinction
Etude de l’évolution de la population
Bibliographie
Lande, R. : Risk of Population Extinction from fixation of New
Deleterious Mutations. Evolution, Vol. 48, No. 5, (1994)
pp.1460-1469.
Champagnat, N., Lambert, A. : Evolution of Discrete
Populations and the Canonical Diffusion of Adaptive Dynamics.
The Annals of Applied Probability, Vol. 17, No. 1, (2007)
pp.102-155
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Le modèle Les naissances
Etude de l’évolution de la population Les morts
La population
◮ Population diploïde
◮ 1 gène
◮ 2 allèles, notés A et a.
⇒ 3 types : AA, Aa, et aa.
On appellera dorénavant ces types 1, 2, 3.
Population au temps t :
ν := (k ,m ,n )t t t t
N := k +m +n est la taille de la population au temps t,t t t t
2n +mt tX := est la proportion d’allèles a au temps tt 2(k +m +n )t t t
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Le modèle Les naissances
Etude de l’évolution de la population Les morts
Le modèle
Le processus ν est un processus de naissance et mort à trois types.
(k +1,m,n) (k,m,n) (k−1,m,n)
(k,m+1,n) (k,m−1,n)
(k,m,n+1) (k,m,n−1)
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Le sujet La population
Le modèle Les naissances
Etude de l’évolution de la population Les morts
Les Naissances
◮ La ségrégation :
1AA
4
1Aa×Aa Aa
2
1aa
4
◮ Les types des individus impliqués influencent la capacité de
reproduction.
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Rencontre et naissance
◮ Une rencontre a lieu dans la population au temps t au taux
bN tant que N > 1.t t
◮ Chaque couple d’individu est équiprobable.
◮ La rencontre donne lieu a une naissance avec une probabilité
qui dépend des deux types mis en jeu :
p est la probabilité que deux individus de types i etj donnentij
naissance à un autre individu lors de leur rencontre.
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Les taux de naissance
Alors on peut déterminer le taux auquel un individu de type 1 naît
dans la population dans l’état (k,m,n) =ν :
1 k(k−1) p p m(m−1)12 22
b (ν) = bN× p + km+1 11N(N−1) 2 2 4 2
2
k(k−1) km m(m−1)
= b +b +b .11 12 22
N−1 N−1 4(N−1)
(b = bp )ij ij
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