Au moment où j’écris ces lignes, le blog comprend 148 articles dont plus de 60 ont trait à la théorie de l’Évolution, la grande majorité de ces derniers concernant les mécanismes et les conséquences de ces lois. Quelques lecteurs m’ont demandé de chercher à réunir de la façon la plus synthétique possible ces différents éléments dans un article qui permettrait d’avoir une perspective plus globale de l’Évolution : c’est ce que je vais essayer de faire aujourd’hui. Je ne manquerai bien sûr pas de mentionner les références des articles plus spécialisés au fur et à mesure de l’avancée du texte.

   Avant les travaux de Charles Darwin, les réponses données à la présence de l’Homme sur Terre étaient simples et rassurantes : le monde était créationniste et il était inchangé

depuis sa formation quelques milliers d’années plus tôt par Dieu ; les êtres vivants existent tels quels une fois pour toutes et rien ne peut les modifier. Jamais. Les fossiles retrouvés par hasard ? Un moyen divin de tenter l’Homme et de s’assurer de la profondeur de sa foi : même le grand écrivain que fut Chateaubriand adhérait pleinement à cette approche (« Si le monde n’eût été à la fois jeune et vieux, le grand, le sérieux, le moral, disparoissoient de la nature, car ces sentiments tiennent par essence aux choses antiques. Chaque site eut perdu ses merveilles. » Chateaubriand, le génie du Christianisme, chapitre V, jeunesse et vieillesse de la Terre). Avant lui, en 1650, James Ussher, archevêque anglican, avait même calculé que notre planète avait été créée dans la nuit précédent le dimanche 23 octobre 4004 avant J.C. (calendrier Julien).

   C’est dire que Darwin savait qu’il allait profondément déranger bon nombre de ses contemporains et c’est d’ailleurs la raison pour laquelle il hésita de nombreuses années avant de publier son ouvrage princeps « de l’origine des espèces »  (1859).

Il était pourtant sûr de lui, après avoir passé des années à observer des centaines d’espèces vivantes tant animales que végétales ; il en était arrivé à une conclusion simple et indiscutable : il existe des modifications chez les êtres vivants qui se transmettent de génération en génération et ces changements avantagent ou désavantagent ceux qui en sont porteurs de sorte que s’opère un « tri » : c’est la sélection naturelle.

   On comprend aisément que, à l’époque de Darwin, des pans entiers de la science étaient totalement inconnus : Darwin, par exemple, se demandait comment les caractères apparus chez certains individus pouvaient se transmettre à ses descendants, les travaux de Mendel et la génétique étant totalement inconnus. Il faudra des décennies pour que des réponses satisfaisantes soient apportées, renforçant à chaque fois la théorie de Darwin, en la modifiant techniquement en fonction de l’avancée des connaissances… mais sans jamais en remettre en cause l’esprit.

(voir le sujet : le voyage du Beagle et ses conséquences)

La « révolution » darwinienne repose sur trois points…

   * Le premier est facilement compréhensible : il existe un ancêtre commun (le premier être multicellulaire) à toutes les espèces vivantes et c’est à partir de lui que se sont diversifiées les espèces, parfois de façon stupéfiante (quel rapport apparent existe-t-il entre une mouche et un corail à part le fait que tous deux sont vivants ?). Puisque, par ailleurs, on peut mettre en évidence des fossiles d’êtres vivants nous ayant précédés mais disparus depuis longtemps, il faut bien que la Terre soit plus vieille que ce que l’on prétendait alors. Les travaux du géologue Lyell qui inspirèrent Darwin parlaient de centaines de millions d’années et, pour le scientifique anglais, c’était bien le minimum. Hélas, l’autorité morale en physique de l’époque qu’était Lord Kelvin avait ruiné les espérances de Darwin après avoir calculé que la Terre ne pouvait exister que depuis 20 à 40 millions d’années sinon elle serait complètement froide. Les Darwiniens étaient certains qu’il se trompait mais sans pouvoir en apporter la preuve. Il fallut attendre Rutherford et la mise en évidence de la radioactivité terrestre pour apporter une réponse : 4,5 milliards d’années ce qui est bien suffisant pour l’éclosion et le développement de la vie actuelle.

(voir le sujet : la querelle sur l'âge de la Terre)

   * Le deuxième point stipule que des variations lentes et progressives sont à l’origine de la transformation des espèces au cours du temps. En réalité, Darwin ne fait que reprendre ici à son compte ce que les transformistes comme Buffon, Lamarck ou Geoffroy Saint-Hilaire avaient déjà postulé en étudiant les fossiles. Il pense lui aussi que ces transformations se transmettent de génération en génération : c’est ce qu’il avait déjà noté en étudiant les espèces domestiquées par l’Homme (élevages) et qu’il retrouve dans la Nature pour les espèces sauvages quoique à un rythme bien plus lent.

(voir le sujet : le rythme de l'évolution des espèces)

   * Mais ce qui fait la véritable originalité des travaux de Darwin, c’est l’introduction d’une notion fondamentale pour l’évolution des espèces : la sélection naturelle.

   Inspirée de l’ économie (notamment des travaux de Malthus), la sélection naturelle explique pourquoi certains individus (et donc certaines espèces) sont favorisés par rapport à d’autres. Suite à une mutation spontanée dont l’expression est le plus souvent facilitée par une modification de l’environnement où ils vivent, quelques individus sont effectivement mieux armés pour survivre : on parle alors d’avantage sélectif. De ce fait, ils auront plus de descendants que leurs congénères « non mutés » et, peu à peu, leur population en arrivera à supplanter la population d’origine.

(voir le sujet : la sélection naturelle)

   Cette sélection naturelle peut prendre un autre aspect : celui de la sélection sexuelle qui complète les pressions de sélections environnementales en ce sens que c’est alors la femelle (exceptionnellement l’inverse) qui va choisir le mâle porteur des gènes les plus favorables selon des critères physiques et/ou comportementaux instinctuels parfois très élaborés.

(voir sujet : reproduction sexuée et sélection naturelle)

…mais des questions restent sans réponses

 Si Darwin comprend bien qu’il existe des modifications des espèces qui s’imposent au fil du temps, il est bien incapable de comprendre par quels mécanismes, la génétique restant à son époque complètement inexistante. Pourquoi et comment l’avantage évolutif, fondement de la théorie, peut-il être transmis du parent à l’enfant ? Mystère pour l’époque.

Un autre aspect de la pensée darwinienne reste flou : celui de la notion d’espèce. L’espèce est un concept qu’on peut à la limite comprendre assez aisément de façon intuitive mais qui, d’un point de vue strictement scientifique, reste plutôt flou. Comment le définir ? Pour reprendre un exemple facile, pourquoi sait-on qu’un chihuahua est un chien et appartient donc à la même espèce qu’un Saint-Bernard et non pas à celle d’un chat dont il est morphologiquement plus proche ? L’absence de l’explication génétique est encore une fois fort perturbante.

Autre problème majeur: qu’en est-il du rythme évolutif des espèces ? Est-il lent et progressif comme le pense Darwin ou, au contraire, rapide et par à-coups ce que laisserait supposer l’absence de découverte des fossiles « intermédiaires » montrant les infimes modifications successives ? Il n’y a pas de réponse claire et les ennemis du savant anglais se font fort de le lui rappeler.

Enfin, un dernier point fait débat : la sélection naturelle porte-t-elle uniquement sur les individus ou concerne-t-elle d’autres niveaux de la Vie, comme les groupes ou même les espèces dans leur globalité ?

En ce milieu du XIXème siècle, la science n’est pas en mesure de répondre à ces questions pourtant fondamentales. Il faudra attendre le siècle suivant pour commencer à y voir plus clair.

Les progrès de la science apportent des réponses

* Les lois de l’Hérédité

   C’est la connaissance de ces lois qui manqua si cruellement à Darwin mais le décryptage de la génétique ne se fit pas d’un seul coup, tant s’en faut. On peut résumer ces acquis selon quatre étapes.

          Il y eut d’abord les travaux précurseurs de Mendel…

Le moine tchèque travaillait sur des pois et observa ce que donnaient les croisements des différentes espèces de ces végétaux. Vers 1850, il en tira trois lois qui expliquaient de façon précise les principes de l’hérédité biologique qui permet un transfert des caractères des parents vers les descendants

. Curieusement, la découverte par Mendel des lois de l’hérédité eurent lieu du vivant de Darwin : ce dernier avait même reçu un tiré-à-part des travaux de Mendel mais, malheureusement, il ne le lut pas. Deuxième rendez-vous manqué : Mendel vint à Londres en 1862 mais n’eut pas l’occasion de rencontrer Darwin dont il connaissait pourtant les travaux… La découverte du Tchèque, capitale, ne fut pas exploitée et tomba dans l’oubli jusqu’en 1900 où elle fut enfin reconnue.

          … puis les travaux d’August Weissman, un médecin et biologiste allemand, qui consacra la plus grande partie de sa vie à démontrer l’impossibilité de la transmission des caractères acquis avant de conclure que le seul moyen de transmettre une information d’un parent à son descendant reposait sur la continuité du « plasma germinatif » ou, dit autrement, que les organismes pluricellulaires sont constitués de cellules germinales contenant l’information héréditaire (appelé aujourd’hui génome) et de cellules somatiques pour les fonctions vitales. C’était un immense pas en avant puisque prouvant le support matériel de l’hérédité.

            En 1901 la notion de mutation est pour la première fois exprimée par le botaniste néerlandais Hugo de Wries qui défend alors la conception darwinienne de la sélection naturelle. Quelques années plus tard, en 1909, Wilhelm Johannsen, évoque la notion de gène et propose de la définir de manière purement opérationnelle par rapport à la combinatoire mendélienne. Il ne reste donc plus qu’à découvrir la nature physique de ces gènes dont on ignore encore tout.

          Il faudra attendre 1953 pour que Watson et Crick découvrent la structure physico-chimique de la molécule supportant ces gènes, l’ADN, et la structure en double hélice des chromosomes. Le code génétique permettant aux cellules de déchiffrer les séquences de gènes et donc de construire les molécules nécessaires à la vie cellulaire est finalisé en 1961 (Nirenberg et Matthael)

   On imagine la joie qu’aurait ressentie Darwin de voir enfin élucidé le moyen de transmettre les informations d’un individu à son descendant, lui qui n’avait fait que le supposer.

* Autre point épineux : Darwin nous dit que les espèces se transforment au cours du temps mais qu’est-ce qu’une espèce ?

   Lors de son passage aux îles Galápagos, Darwin avait observé l’évolution des colonies de pinsons : selon les îles qu’ils occupaient, ces oiseaux s’étaient diversifiés (notamment par la forme de leurs becs) en fonction des sources de nourriture dont ils disposaient. Jusqu’à devenir incapables d’avoir une descendance commune : une population auparavant homogène avait donné naissance à des espèces différentes. On appelle ce phénomène spéciation (ici géographique).

   Le fait de ne pas pouvoir engendrer de descendants est-il donc la caractéristique principale qui différencie deux espèces ? C’est ce que le biologiste Ernst Mayr (1904-2005) pensait : pour lui, le critère d’interfécondité est primordial et le fait de ne pouvoir obtenir une descendance marque

l’appartenance à deux espèces différentes. Et cela même si ces espèces sont encore suffisamment proches pour engendrer des descendants non fertiles comme l’âne et le cheval (donnant un mulet ou un bardot) ou une lionne et un tigre enfantant un félin hybride appelé tigron…

   Darwin s’exerça à tracer un arbre généalogique des espèces qui, bien entendu, n’est plus de mise à présent avec la génétique moderne. Continuant sur la lancée d’un Linné, créateur d’une première approche dite « systématique », la taxinomie a cherché à regrouper les espèces en fonction de leurs ressemblances : l’unité conceptuelle de base est le taxon, censé identifier tous les individus ayant certains caractères en commun. Il s’agit pourtant là d’une classification parfois arbitraire, de nombreux taxons associant des espèces fort disparates. Surtout si l’on songe que certaines « ressemblances »  peuvent être fortuites, celles-ci étant le fait d’évolutions totalement indépendantes (on parle alors de convergence évolutive).

   On a donc également recours à la cladistique, un clade étant un taxon qui ne regroupe que les individus dont on est certain qu’ils possèdent un caractère hérité d’un ancêtre commun.

   Du coup, « l’arbre » généalogique des espèces s’est transformé en un buisson touffu mais une chose est aujourd’hui certaine : il n’existe aucun « sens » historique préétabli ou de marche vers un quelconque « progrès ». L’Évolution des différentes espèces se fait en parallèle, en fonction des variations des conditions de survie :  dans cette optique, homo sapiens n’est qu’un animal parmi d’autres.

(voir sujet : la notion d'espèce)

* Troisième point ayant posé problème : le rythme de l’Évolution

   Darwin attendit toute sa vie, la découverte des fameux « fossiles intermédiaires », ceux qui auraient pu montrer les infimes modifications d’avec les espèces originelles prouvant le caractère lent et constant de leur évolution. Déjà du temps du savant anglais, certains de ses plus fervents admirateurs avaient quelques doutes. En effet, quand on observe bien les fossiles retrouvés, on distingue des individus qui restent inchangés durant des millions d’années puis qui, d’un seul coup, disparaissent sans que l’on puisse retrouver des formes de transition.

   Aujourd’hui, on sait que Darwin avait partiellement tort sur ce point précis des lois de l’Évolution : la vitesse de transformation des espèces n’est pas constante. En 1972, Stephen J. Gould et Niles Eldridge avancèrent l’hypothèse que l’Évolution n’est pas minime et régulière mais qu’elle procède par soubresauts, associant de longues phases d’immobilisme - dites de stagnation - à des épisodes de transformations rapides (portant au plus sur quelques milliers d’années). Cette approche est appelée la « théorie des équilibres ponctués ».

   Plus radical encore fut avancé le saltationnisme qui tablait sur la possibilité de « sauts » immenses transformant complètement l’espèce en une autre, par exemple avec l’apparition de membres ou d’organes surnuméraires. La communauté scientifique resta longtemps assez peu réceptive à ces idées plutôt iconoclastes avant que ne soit connue, dans les années 1980, l’existence de « gènes architectes » susceptibles d’entraîner des bouleversements majeurs dans l’organisation de l’embryon.

   En réalité, comme souvent dans le domaine des sciences, il n’existe pas de réponse unique. Tout dépend de l’espèce considérée : certaines sont inchangées depuis toujours à la façon du cœlacanthe, ce poisson qualifié de « fossile vivant » puisqu’on le croyait disparu depuis des millions d’années et qui

fut retrouvé identique à ses lointains ancêtres il y a quelques décennies ; d’autres espèces se transforment presque continuellement : il n’est que de se souvenir des mutations quasi-permanentes des bactéries pour échapper à l’agressivité des antibiotiques à leur égard.

   Si l’on peut penser que les transformations radicales du saltationnisme restent marginales, il est tout à fait vraisemblable que modifications brutales et subites (équilibres ponctués) s’associent aux variations progressives s’étendant sur des laps de temps plus étendus comme le pensait Darwin. Cette sorte d’équilibre entre les deux mécanismes principaux doit d’ailleurs varier sensiblement en fonction des espèces étudiées sans que l’on puisse dégager une explication précise propre à chacune d’entre elles.

(voir les sujets : le rythme de l'évolution des espèces et la théorie des équilibres ponctués)

   Avec l’idée de sélection naturelle, Darwin avait trouvé la raison principale de la transformation des espèces. Toutefois, le savant anglais pensait essentiellement à la sélection des individus constituant une espèce mais, en réalité, la notion est bien plus vaste. Si vaste qu’il n’est guère de domaine où l’on ne puisse l’appliquer. Du coup, on se demande s’il n’existe pas d’autres niveaux de l’Évolution visés par la sélection naturelle. Et se poser la question, c’est presque y répondre…

Où s’exerce réellement la sélection naturelle ?

   Pour Darwin, la cible privilégiée et peut-être unique de la sélection naturelle est l’individu : porteur d’un avantage sélectif, celui-ci survivra plus facilement, se reproduira plus aisément et sa descendance finira par transformer toute l’espèce. Cette approche est restée longtemps la seule à être reconnue avant que certains scientifiques ne proposent un autre niveau d’action.

   Sans remettre en cause la sélection naturelle individuelle, une autre approche consiste en effet à s’intéresser aux groupes auxquels appartiennent les dits-individus. L’étude notamment des insectes sociaux comme les fourmis ou les abeilles permet de percevoir que la sélection naturelle - et donc in fine l’Évolution - agit à un autre niveau. Concernant les fourmis, par exemple, il est certain que l’individu n’a guère d’importance

puisque, isolé, il est amené à disparaître : la force de l’espèce, c’est la fourmilière. Un avantage sélectif n’est d’aucune utilité à l’individu seul mais, une fois sélectionné, concernera les actions et le devenir de l’ensemble de la communauté. Vu sous cet angle, la sélection naturelle s'applique donc bien plus au groupe qu'à l’individu, ce groupe qui possède en réalité une puissance d’action bien supérieure à celle de la somme de chacun de ses composants.

(voir sujet : insectes sociaux et comportements altruistes

    Certains sont allés encore plus loin : Stephen J. Gould, « l’inventeur » des équilibres ponctués, se demandait quant à lui si la sélection naturelle ne concernait pas tout simplement certaines espèces dans leur ensemble, par exemple, lors d’une compétition pour une même niche écologique. D’autres, à l’instar du biologiste et éthologiste Richard Dawkins propose, non sans malice, qu’il faut considérer la sélection naturelle au niveau du gène, l’individu n’étant en quelque sorte que l’enveloppe charnelle destinée à le protéger.

(voir sujet : la sélection naturelle)

   Quoi qu’il en soit, on peut raisonnablement avancer que l’individu, par la modification de quelques uns de ses gènes, est le porteur de la transformation de son espèce et ce quel que puisse être le niveau d’application final de la sélection naturelle. Une question néanmoins reste en suspens : la transformation d’une espèce est-elle toujours une amélioration de celle-ci ? A-t-on le droit de dire que l’évolution conduit obligatoirement à un perfectionnement, qu’ elle est en somme une source de progrès ?

Un terme à proscrire, celui de « progrès »

   Darwin écrivit le 4 décembre 1872 au paléontologiste américain Alpheus Hyatt : « Après mûre réflexion, je ne peux m’empêcher de penser qu’il n’y a pas de tendance au progrès. »

   Contrairement à une idée couramment admise, l’Évolution des espèces ne représente pas un « progrès », une sorte d’amélioration qui tendrait vers un idéal hypothétique. La sélection naturelle explique seulement comment les organismes se modifient au fil du temps en cherchant à s’adapter au modifications de leur milieux locaux. Elle permet simplement aux espèces de survivre lorsque leur environnement change (et ce, à la condition que ces changements ne soient quand même pas trop rapides). Au-delà de tout ce qu’apportait sa théorie, Darwin considérait que ce rejet du progrès au profit de simples ajustements ponctuels à des changements de conditions était la partie la plus fondamentale et la plus radicale de ses travaux.

   Aucune autre théorie que l’approche Darwinienne ne peut expliquer aussi bien les observations du monde du vivant et son évolution au long des millions d’années de sa présence sur notre planète.

    Cette évolution relève évidemment du hasard puisque les événements qui provoquent l’adaptation des espèces à leurs milieux sont imprévisibles. Le hasard ? Ou, dit autrement, le déterminisme de la matière, plutôt, qui est sa strate cachée. Mais l'incertitude au bout du compte rendant impossible toute prévision d’avenir, en tout cas pour la matière vivante. La meilleure illustration en est la météorite du Yucatan qui, en détruisant le monde des dinosaures, permit l’essor des mammifères et des millions d’années plus tard l’apparition d’homo sapiens : une trajectoire légèrement différente de l’objet exterminateur et nous ne serions pas là pour en discuter.

   Des milliards de milliards petits événements, de petits hasards ont fait du monde ce qu’il est aujourd’hui : comme le dit fort bien Gould, « si l’on pouvait rembobiner le film de l’évolution de la vie jusqu’à ses débuts à l’époque du schiste de Burgess et recommencer son déroulement à partir du même point de départ, il y aurait bien peu de chances pour que quelque chose de semblable à l’intelligence humaine vienne agrémenter la nouvelle version de l’histoire. »

   L’immense mérite de Darwin a été de nous permettre de comprendre, au-delà des mythes et des préjugés, ce qu’a été l’évolution du vivant sur cette Terre. L’idée, dit-on, était dans l’air du temps et d’autres auteurs étaient proches de publier des travaux voisins du sien mais c’est bien à lui que l’on doit une publication « l’origine des espèces » qui a changé à jamais la Science. Et la compréhension du monde dans lequel nous vivons.

Sources :

1. Wikipedia France

2. Science et Vie.com

3. Encyclopaediae Britannica

4. CNRS : sagascience (dossier évolution)

Images :

1. Chateaubriand vers la fin de sa vie (sources : repro-tableaux.com)

2. Charles Darwin (sources : American Philosophical Society)

3. la sélection naturelle (sources : sedna.radio-canada.ca)

4. Gregor Mendel (sources : wikidia)

5. tigron (sources : totems-scouts.be)

6. cœlacanthe (sources : dielette.fr)

7. fourmis rousses des bois (source : www.myrmecofourmis.fr) 

8. dessin d'artiste de la météorite du Yucatan (sources : www.astrosurf.com)

Mots-clés : Charles Darwin - adaptation continue - avantage sélectif - diversité génétique - mutation - Stephen J. Gould - Mendel - équilibres ponctués - niveau de sélection - Ernst Mayr - gènes architectes - taxon - cladistique - August Weissman - insectes sociaux

Sujets apparentés sur le blog (en sus de ceux déjà cités)

1. comportements animaux et Évolution

2. le mimétisme, une stratégie d'adaptation

3. parasitisme et Évolution

4. le voyage du Beagle et ses conséquences

5. spéciations et évolution des espèces

6. intelligence animale collective

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mise à jour : 20 mars 2023