Pourquoi le taux de mutation n’est-il jamais égal à zéro ?

Why the mutation rate never reaches zero?

¹ Laboratoire Évolution, Génomes, Comportement, Écologie, UMR9191, CNRS, IRD, Univ Paris-Sud, Université Paris-Saclay, 91198 Gif-sur-Yvette, France
² Université Paris-Diderot, UFR des sciences du vivant, Sorbonne Paris Cité, Paris, France
³ Laboratoire Interdisciplinaire des Énergies de Demain, UMR 8236 CNRS, Bâtiment Lamarck, 35, rue Hélène Brion 75013 Paris, France

^* patrick.laurenti@univ-paris-diderot.fr

Résumé

Alfred H. Sturtevant fut le premier à s’en étonner : le taux de mutation est faible mais n’atteint jamais zéro. Pourtant, la plupart des mutations qui modifient le phénotype ont un effet délétère, les individus qui produisent le moins de mutants génèrent donc plus de descendants viables et fertiles. La sélection naturelle devrait ainsi progressivement faire tendre le taux de mutation vers zéro au cours des générations. Des analyses récentes suggèrent que ce taux dépend principalement de la taille efficace des génomes et de l’effectif efficace des populations. Le maintien de taux de mutation plus élevés que nécessaire illustrerait les limites de la sélection naturelle dans un monde vivant constitué de populations de taille finie.

Abstract

Alfred H. Sturtevant was the first to raise the question: why does the mutation rate not become reduced to zero? Indeed, most new mutations with a phenotypic effect are deleterious. Therefore, individuals who produce less mutants produce more viable and fertile offspring. Consequently, natural selection should increase the frequency of antimutator genotypes and progressively reduce the mutation rate to zero. However, no species has ever been found with a mutation rate equal to zero. Recent analyses suggest that setting the mutation rate above zero depends mainly on the effective size of the genome and the effective population size. The mutation rate is a trade-off between natural selection that operates to improve replication fidelity and the random genetic drift that sets the ultimate lower limit. This trade off illustrates the limitation of the power of natural selection in a world where natural populations have a finite size.