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Ladiversité génétique désigne le degré de variétés desgènes au sein d'une mêmeespèce, correspondant au nombre total de caractéristiques génétiques dans la constitution génétique de l'espèce (voire de lasous-espèce). Elle décrit le niveau de la diversité intraspécifique. Elle se distingue de lavariabilité génétique, qui mesure la variation des caractéristiques génétiques d'un individu, d'une population, d'unemétapopulation, d'une espèce ou d'un groupe d'espèces[1].
C'est un des aspects majeurs de labiodiversité, sur la planète, comme au sein des écosystèmes et des populations.
Une étude menée en 2007 par laNational Science Foundation américaine a révélé que la diversité génétique et la biodiversité sont fortement interdépendantes et que la diversité au sein d'une espèce est nécessaire pour maintenir la diversité des espèces, et vice-versa. Autrement dit : la richesse génétique des espèces n'est pas nécessairement la plus élevée dans les milieux abritant le plus grand nombre d'espèces. LeDr Richard Lankau, l'un des auteurs de l'étude estime que« Si un seul type est retiré du système, le cycle peut briser, et la communauté devient dominée par une seule espèce »[2]. L'appauvrissement de la diversité génétique - tout comme la perte d'espèces, conduit à une perte générale de diversité biologique et à une plus grande vulnérabilité (moindrerésilience écologique) des écosystèmes.
Des études européennes des plantes d'altitude (> 1 500 m) des massifs alpins et desCarpates a confirmé que les milieux de grande richesse génétique des espèces ne sont pas toujours ceux où l'on décompte le plus d'espèces, ce qui devrait être mieux pris en compte dans les stratégies de protection de la biodiversité[3].
Mesurer le degré d'interdépendance entre la diversité génétique et la diversité biologique est délicat notamment chez les plantes ou chez certains microorganismes ou animaux primitifs capables de naturellement se cloner[4], mais ce travail commence à être fait, par exemple au sein d'espèces prairiales[5].
La diversité génétique est celle des espèces sauvages, mais aussi celle des espèces cultivées (végétaux,champignons,levures) ou élevées (animaux) par les humains, et elle est également en forte régression, question qui préoccupe de nombreux prospectivistes et chercheurs[6],[7].
L'étude de la diversité génétique s'inscrit dans le champ académique de l'écologie et plus particulièrement de lagénétique des populations, lequel comprend plusieurs hypothèses et théories concernant la diversité génétique et l'importance desmutations ponctuelles du génome individuel, dont (de manière simplificatrice) :
Les résultats récents montrent que latranscription de l'ADN par l'ARN polymérase n’est pas fidèle, ce qui constitue un nouveau « niveau » de diversité génétique. À titre d’exemple, une étude sur leslymphocyte B estime le taux d'erreur à plus d'une par transcrit[9].
C'est une diversité génétique qui se traduit aussi par une variété dephénotypes ; comme descouleurs de la peau humaine, très variées chez leshumains.
C'est un paramètre essentiel des études macroécologique et macroévolutive à moyen et long terme. Il varie au sein desclades et selon les régions, pour des raisons souvent encore mal comprises.
Dans le domaine de la biologie évolutive, DL Rabosky a en 2009 attiré l'attention sur le risques de biais d'interprétation de la part de ceux qui postulent que la diversité augmenterait sans limite dans le temps, comme le font souvent les études de phylogénétique moléculaire. La diversité des clades est souvent régulée par des limites écologiques (facteurs écologiques), notamment chez les taxons supérieurs rappelle Rabosky ; ladiversité spécifique (richesse en espèces) peut donc être indépendante de l'âge du clade. On ne peut donc déduire de l'âge du clade une vitesse à laquelle la diversification se ferait. Selon lui, on peut estimer la diversification totale subie par un clade mais non le taux de diversification lui-même. La bonne compréhension et évaluation deslimites écologiques a une grande importance pour diverses questions écologiques et de biologie évolutive qui s'appuient aujourd’hui sur des inférences sur laspéciation et les taux d'extinction à partir de données phylogénétiques[10].
La diversité génétique est l'un des moyens pour les populations d'organismes vivants de s'adapter à des environnements changeants. Avec plus de variations, la probabilité que certains individus au sein d'une population possèdent des variations d'allèles plus adaptées à l'environnement augmente. Ces individus sont plus susceptibles de survivre et produire une progéniture porteuse de cet allèlefavorisant[11], que ce soit dans des systèmessymbiotiques, ou en évoluant de manière parallèle dans desniches écologiques différentes ou identiques (en concurrence dans ce dernier cas) ou dans des systèmes de typeprédateur-proie. Lavariation génétique s'exprime par les fréquences relatives de ces différents allèles.
C'est un des indicateurs génétiques utilisés par les biologistes et les écologues, mais qui ne doit pas être utilisé seul. En matière de biologie des populations, la« qualité génétique » importe autant que la variabilité et la diversité génétiques[12].
Plusieurs façons de mesurer la diversité génétique existante.
Cette variabilité génétique est fixée par les facteurs de l'évolution :
Cette diversité est d'autant plus grande que :
Quantitativement parlant, elle est surtout importante dans le mondemicrobien, et peut être plus encore chez lesvirus, en termes de complexité. Globalement, les arbres sont ceux qui possèdent les génomes les plus grands. Les animaux ont des génomes moins grands, mais complexes. Certains microbes ou virus (les virus géants par exemple) ont aussirécemment[C'est-à-dire ?] révélé des génomes qui sont - à leur échelle - bien plus grands et plus complexes que ce que l'on pensait possible à la fin duXXe siècle.
Une diversitémétagénomique fonctionnelle est aussi à prendre en compte car chez de nombreuses espèces qui ont coévolué depuis longtemps (dont les parasites et leurs hôtes) ou qui sont devenuessymbiotes, les génomes de ces espèces et de leurs hôtes interagissent.
En termes d'espèces la diversité terrestre est plus élevée dans la ceinture intertropicale, mais en termes de diversité génétique intraspécifique, une richesse importante existe dans certaines populations monospécifiques anciennes et contraintes par des climats difficiles (ex. : les résineux constituant la taïga).
De nombreux facteurs peuvent affecter la diversité génétique d'unemétapopulation ou de sous-populations, voire de biocénoses entières. Ce sont des facteurs naturels (ex. : insularisation à la suite de la montée de la mer) ou anthropiques (chasse, piégeage,agriculture et sylviculture trop centrées sur la sélection et le clonage), fragmentation écopaysagère, destruction ou modifications deshabitats naturels, etc.
Certains auteurs invitent à mieux tenir compte de ces facteurs dans les modalités de gestion ou de contrôle de certaines espèces jugées« nuisibles » ou parfois gênantes pour certaines activités humaines[13]
Certaines causes d'effondrement de la diversité génétique d'une espèce ou d'un groupe peuvent être anciennes (goulot d'étranglement génétique) ou au contraire très contemporaines. De tels phénomènes ont été identifiées et étudiés chez diverses espèces animales, y compris du point de vue des causes (et conséquences parfois) socioéconomiques et de rentabilité de court terme[14],[15]. L'agriculture, la sélection animale et lasylviculture contemporaine sont de nouvelles sources d'appauvrissement de la diversité génétique, qui pourrait s'aggraver avec la diffusion duclonage (tel que pratiqué depuis longtemps en populiculture).
C'est l'une des conditions du maintien de la biodiversité et desservices écosystémiques fournis par les écosystèmes et pour cette raison l'un des grandsenjeux environnementaux mondiaux retenus par lesommet de la Terre de Rio en juin 1992.C'est aussi un des principaux objectifs de laConvention mondiale sur la biodiversité ratifiée par la plupart des États sous l'égide duPNUE et de l'ONU. Cependant, en près de 30 ans, les efforts des États, des ONG et des citoyens n'ont pas permis de stopper ni peut-être de freiner l'érosion de la biodiversité (sauvage et domestique). Cette érosion semble en effet avoir été accélérée par une augmentation démographique continue, corrélative à une augmentation des besoins en ressources naturelles et à des pratiques agroindustrielles qui se sont encore intensifiées.
Le lobby dessemenciers et certains États ou regroupement d'États s'opposent à la libre circulation des semences et des animaux reproducteurs, en défendant lebrevetage du vivant, la possibilités de le modifier partransgenèse ou l'obligation de production standardisée, alors que des associations de jardiniers et de petits exploitants agricoles défendent l'idée d'une« génétique depair à pair »[17] voire d'une« sélection participative »[17] qui pourrait éventuellement se développer dans un esprit desciences citoyennes[17]
