Le blog de cepheides

     Situé en périphérie de la Voie lactée qui est une galaxie parmi des milliards d’autres, notre Soleil est une étoile banale de type G2, autrement dit une naine jaune. De telles étoiles représentent environ 10% de toutes celles de l’Univers et leur durée de vie est assez longue, environ 10 milliards d’années. Le Soleil est donc à peu près à la moitié de sa vie puisqu’il existe depuis environ 4,5 milliards d’années ce qui explique, au passage, qu’il se trouve sur la branche principale du diagramme de Hertzsprung-Russell (voir le sujet : mort d’une étoile). Mais comment s’est-il créé (et avec lui son cortège de planètes) ? C’est une question posée depuis la plus haute antiquité et qui, comme on l’imagine, a entraîné de multiples réponses… plus ou moins crédibles !

 Dans le passé

Longtemps traité de façon plutôt romanesque et presque toujours anthropocentrique (voir le sujet : la Terre centre du Monde), il faudra attendre la publication par Isaac Newton (1643-1727) de ses lois sur la gravitation universelle pour s’intéresser de façon plus convaincante au système solaire. Et encore : durant de nombreuses années par la suite, les polémiques furent âpres pour s’affranchir des préjugés et raisonner de façon plus scientifique…

C’est Emmanuel Kant (1724-1804), le célèbre philosophe allemand, qui, le premier, avança une théorie relativement moderne. Son idée centrale était que les débuts du système solaire se firent sous la forme d’un nuage de particules qui, régies par l’attraction gravitationnelle, finirent par s’agréger progressivement pour former des masses de plus en plus grosses aboutissant en fin de compte au Soleil et aux planètes que nous connaissons. Puisqu’il n’était ni physicien et encore moins mathématicien, il ne pouvait apporter d’explication sur le fait que les planètes – toutes situées dans un même plan – tournaient dans une même direction autour du Soleil. Il restait également muet sur les satellites de ces mêmes planètes.

Une quarantaine d’années plus tard le mathématicien français Laplace (1749-1827) apporta quelques approfondissements en imaginant que le Soleil, se refroidissant en rayonnant sa chaleur, avait fini par se contracter. Or, selon la loi de conservation du moment angulaire, cette contraction avait forcément dû s’accompagner d’une augmentation de sa vélocité, à la façon d’un patineur qui replie ses bras pour tourner plus vite sur lui-même. De ce fait, selon Laplace, cette accélération entraîna l’éjection de matière contrebalancée par les forces d’attraction gravitationnelle (avec la formation successive de plusieurs anneaux concentriques suivant la rétraction du Soleil naissant) et c’est à l’exacte distance où ces deux forces s’équilibraient que les planètes furent créées.  Il répondait ainsi au sens de rotation des planètes dans un même plan… mais pas aux déplacements excentriques des astéroïdes ni aux orbites rétrogrades de certains lunes.

Durant près de cent ans, cette théorie dite « de la nébuleuse solaire » de Kant-Laplace parut satisfaire les scientifiques mais au début du XXème siècle, elle fut finalement jugée insuffisante.

Conception classique

James Clerk Maxwell (1831-1879), physicien écossais de grand renom, fut le premier à critiquer la théorie de Kant-Laplace en démontrant que les planètes n’auraient pas pu être créées de cette façon en raison des forces de rotation différentielle qui l’auraient empêché. De plus, le mouvement angulaire du Soleil paraissait trop faible pour être en accord avec la théorie. On évoqua alors la présence d’une étoile voisine qui aurait attiré de grandes masses de matière (les planètes) en dehors de notre étoile par un « effet de marée » (théorie de la « quasi-collision ») mais cette hypothèse montrait également ses limites…

La théorie de la formation du système solaire fut donc repensée et affinée : on retint la notion de disque d’accrétion avec une matière se condensant progressivement pour donner le soleil, masse centrale suffisamment importante pour provoquer un « allumage nucléaire », et, à sa périphérie, des planétoïdes devenus secondairement de vraies planètes. Ces dernières se divisent en deux groupes :

*  les planètes telluriques (comme la Terre) attirant préférentiellement les matières rocheuses et proches du Soleil

* tandis que, plus éloignées, les planètes gazeuses se composent de gaz légers (hélium, hydrogène, etc.), le Soleil n’ayant pas pu les assimiler en raison de leur trop grande distance. La théorie précise même que si la quantité de gaz avait été plus importante, une autre étoile aurait pu voir le jour transformant le système solaire en un système binaire comme il en existe tant dans l’Univers (environ 50%).

Les planètes se sont évidemment transformées avec le temps mais pas les astéroïdes, circulant entre les orbites de Mars et Jupiter, qui demeurent des fragments de matière inchangés depuis la naissance du système d’où leur prodigieux intérêt scientifique.

Malheureusement, depuis quelques années, l’observation de planètes extrasolaires (voir le sujet : planètes extrasolaires) a permis la mise en évidence de planètes géantes gazeuses très proches de leurs étoiles. La théorie classique ne sait pas répondre à ce fait d’observation…

Plus récemment

Nous venons d’évoquer les météorites témoins de l’origine : c’est au sein de certains d’entre eux qu’a été mise en évidence, dans les années 70, la présence de magnésium 26. Or cet élément provient de l’aluminium 26, son précurseur, dont on sait que la demi-vie est plutôt courte, environ 700 000 ans. Comment cet élément a-t-il pu se trouver au début du système solaire quand on sait que le Soleil naissant avait une masse insuffisante pour le produire ? D’une provenance extérieure, bien sûr, avancèrent certains astronomes. Ils évoquèrent donc une supernova ayant explosé à proximité du nuage protosolaire au moment où ce dernier commençait à se condenser. Mais, à l’analyse, le scénario ne tient pas : en effet, en pareil cas, il aurait fallu que cette supernova explose très près (environ une année-lumière) et, dans ce cas, le nuage présolaire en formation aurait été dispersé par le rayonnement ultraviolet intense de l’étoile… Retour à la case départ.

Récemment, un astronome français, Vincent Tatischeff, a proposé une solution élégante en évoquant le rôle possible d’une « étoile vagabonde ». Nous avons déjà évoqué, dans un sujet précédent (voir le sujet : étoiles doubles et système multiples), ces étoiles fugueuses (ou étoiles en fuite) que les anglo-saxons appellent des runaway stars. Il s’agit d’étoiles qui ont été « éjectées » de leur orbite naturelle par la présence d’un troisième corps excitateur ou lors de la confrontation brutale entre une étoile à neutrons et sa compagne. Quelle qu’en soit la cause, l’étoile devenue vagabonde est expulsée à grande vitesse dans le vide interstellaire. Après quelques millions d’années d’une course violente, elle devient souvent ce que l’on appelle une étoile de type Wolf-Rayet qui éjecte de grandes quantités de matière dans l’espace (notamment l’aluminium 26 évoqué plus haut) avant d’exploser en supernova. Une telle étoile aurait pu « ensemencer » le nuage en formation du système solaire avant d’aller mourir plus loin. Cette fois, le scénario semble plus convaincant mais il y a tout de même un hic : la survenue d’une telle éventualité est très rare. Pas impossible mais très rare. Dès lors, pourquoi faudrait-il que, parmi des milliards d’étoiles créées (et qui continuent à l’être), seul (ou presque) notre Soleil ait subi une telle origine ? Les scientifiques, on le sait, n’aiment guère expliquer des phénomènes somme toute banals, par une succession d’événements plutôt improbables…

une explication encore plus convaincante 

     Plus récemment encore, en 2012, une explication plus complète a été avancée par Matthieu Gounelle (Museum national d'histoire naturelle). Ce cosmologiste nous décrit une histoire qui prend enfin en compte les anomalies observées dans les analyses chimiques des météorites, ces témoins de la naissance de notre système solaire, notamment l'abondance anormale de magnésium 26 citée plus haut. Pour ce scientifique, l'histoire de la formation du Soleil peut se résumer en quatre phases :

     1. il y a environ 4,6 milliards d'années, un immense nuage de gaz et de poussières s'effondre sous l'effet de la gravitation. Au centre de ce gigantesque tourbillon naissent plusieurs milliers d'étoiles;

     2. parmi ces étoiles, certaines sont massives et donc de courte durée de vie (quelques millions d'années) : ce sont elles qui ensemmencent l'espace avec des élements radioactifs, notamment du fer 60 dont la présence n'avait jusque là été prise en compte par aucun scénario;

     3. une deuxième génération d'étoiles apparaît alors, répandant autour d'elles ce fameux aluminium 26 à la présence si surprenante.

     4. autour d'une étoile massive de cette deuxième génération, une enveloppe de fer 60 et d'aluminium 26 se forme et finit par s'effondrer sur elle-même donnant naissance à une troisème génération d'une centaine d'étoiles parmi lesquelles notre Soleil. Le temps passant, après plusieurs millions d'années, l'étoile massive proche du Soleil disparaît dans une explosion gigantesque tandis que les "soeurs" de notre étoile se dispersent progressivement. Notre Soleil reste seul avec son cortège d'astéroïdes qui portent encore les traces de sa création sous la forme des dérivés radioactifs qu'on vient d'évoquer.

      Dès lors, dans un tel scénario, les "anomalies" radioactives s'expliquent sans que l'on ait recours à l'étoile fugitive évoquée plus haut dans le sujet et dont la présence résultait d'une coincidence un peu trop facile...

         Cette explication est-elle définitive ? L'avenir nous le dira sans doute mais elle a le mérite d'être complète.

     On comprend donc que si la formation de notre système solaire commence à être relativement comprise, il reste encore bien des incertitudes. L’arrivée d’instruments d’observation (spatiaux et terrestres) toujours plus performants dans les toutes prochaines années devrait nous renseigner davantage : l’observation encore débutante des planètes extrasolaires de même que celle des pépinières d’étoiles nous apporteront vraisemblablement bien des éléments qui manquent encore. En effet, s’il est une chose dont on est sûr, c’est que les mêmes phénomènes se répètent selon des lois physiques immuables. Dès lors, il suffit d’observer le ciel plus ou moins lointain pour comprendre ce qui s’est passé chez nous dans le passé.

Images

1. le disque protosolaire (sources : http://www.open.ac.uk)

2. formation des planètes (sources : http://astrosurf.com/)

3. rétraction progressive du Soleil (sources : http://users.skynet.be)

4. disque d'accrétion protosolaire (sources : http://i14.servimg.com)

5. la nébuleuse du Crabe (sources :  techno-science.net)

6. étoile de type Wolf-Rayet (sources : www.infosphere.be)

  (Pour lire les légendes des illustrations, passer le pointeur de la souris dessus)

Mots-clés : naine jaune - diagramme de Hertzsprung-Russel - Isaac Newton - Emmanuel Kant - gravitation - Laplace - moment angulaire - astéroïdes - James Clerk Maxwell - disque d'accrétion - planète tellurique - planète gazeuse - système binaire (d'étoiles) - planètes extrasolaires - supernova - étoiles fugueuses/ réf. en français (run away stars/réf. en anglais) - étoile de Wolf-Rayet

(les mots en gris renvoient à des sites d'informations complémentaires)

Sujets apparentés sur le blog :

 1. place du Soleil dans la Galaxie

 2. la Terre, centre du Monde

 3. la querelle sur l'âge de la Terre

 4. planètes extrasolaires

 5. l'énigme de la formation de la Lune

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 Mise à jour : 6 mars 2023

« Il est donc d'innombrables soleils et un nombre infini de terres tournant autour de ces soleils, à l'instar des sept "terres" [la Terre, la Lune, les cinq planètes alors connues : Mercure, Vénus, Mars, Jupiter, Saturne] que nous voyons tourner autour du Soleil qui nous est proche. » (Giordano Bruno, L'Infini, l'Univers et les Mondes, 1584).

Giordano Bruno était un moine dominicain qui, à la suite des travaux de Copernic, s’était persuadé que l’Univers était infini et peuplé d’une multitude de soleils comme le nôtre, des étoiles entourées de planètes recelant peut-être la Vie. Déclaré hérétique par l’Inquisition, il fut, au terme d’un procès de huit ans, condamné à être brûlé vif en place publique le 17 février 1600. Il n’avait qu’un seul tort : celui d’avoir eu raison trop tôt car, depuis la première découverte de 1995, on sait aujourd’hui que des planètes extérieures au système solaire, il y en a beaucoup : peut-être plus que d’étoiles qui se comptent pourtant en milliards de milliards… Le problème est qu’il est effectivement difficile, même pour l’astronomie moderne, de les observer. On en déjà répertorié plus de mille sept cent à ce jour (mi-2014) et autant restent à confirmer.

 Méthodes d’observation

Observer une étoile plus ou moins lointaine est facile avec les télescopes modernes même s’il ne s’agit que de celles de notre propre galaxie. Identifier le minuscule point sombre susceptible de se projeter sur la sphère aveuglante d’un soleil même peu intense est une autre paire de manches : c’est là tout le défi que se sont fixés certains astronomes recherchant systématiquement la présence indirecte de ces minuscules objets (par rapport à leurs étoiles) et cette quête a fini par payer. Comment s’y sont-ils pris ?

Identifier une planète extrasolaire est, on vient de le dire, extrêmement ardu car la distance qui nous sépare de l’étoile observée est infiniment plus grande que celle qui existe entre l’éventuelle planète et son soleil. Le pouvoir séparateur de nos instruments ne permet guère de telles observations (il faut se souvenir qu’une planète n’émet pas de lumière…). Il est donc nécessaire d’avoir recours à des méthodes indirectes qui sont principalement au nombre de quatre.

*  l’analyse de la vitesse radiale

Un système de planètes tourne autour du centre de gravité de son étoile et induit ainsi des variations infinitésimales de la vitesse radiale de l’astre par rapport à celle qui serait calculée si celui-ci était solitaire. Cette méthode – souvent difficile d’accès – sera d’autant plus performante que la vitesse radiale est élevée (planète proche de l’étoile) et la planète massive.

   *  les méthodes de transit

. soit indirecte ou transit primaire : elle est basée sur la variation de luminosité de l’étoile lorsque la planète passe devant elle. Outre le fait que cette variation est infime, encore faut-il que l’étoile soit vue par la tranche ce qui est peu souvent le cas : cette méthode, facile pour un télescope, n’a en définitive que peu identifié d’exoplanètes.

. soit semi-directe : lorsque la planète passe derrière son étoile, on peut théoriquement détecter la lumière qui provient de sa face alors éclairée qui se superpose à celle de l’étoile elle-même (on parle alors de transit secondaire)  et c’est avec le télescope spatial Hubble que cette technique a, pour la première fois, donné des résultats.

   *  l’observation directe

Comme l’astrométrie, méthode encore balbutiante, qui observe les éventuelles perturbations de la trajectoire d’une étoile sous l’effet de son système planétaire, l’observation directe par optique adaptative (corrections en temps réel) et coronographie (masques récréant des sortes d’éclipses artificielles) reste du domaine du futur (bien qu’elle ait eu déjà quelques succès) car elle exige encore bien des efforts pour le traitement des images.

   *  les lentilles gravitationnelles

Une lentille gravitationnelle (ou mirage gravitationnel) est un phénomène induit par la présence entre un observateur et la source observée d’un objet massif qui dévie les rayons lumineux : nous l’avons déjà évoqué (voir le sujet : relativité générale) car il s’agit là de l’illustration parfaite de la théorie d’Einstein sur la courbure de l’espace. Si une lentille (c'est-à-dire une étoile) passe devant une autre, la courbe de lumière de l’étoile en arrière-plan croît et décroît selon les lois très précises de l’optique gravitationnelle. Supposons alors qu’une seconde « lentille » (la planète extrasolaire) se trouve dans le même champ, la courbe change d’apparence : une minuscule anomalie lumineuse va apparaître en surimpression. L’étude précise du temps de transit devant l’étoile et celle de la courbe lumineuse en résultant va permettre de reconstituer les caractéristiques de cette planète : sa distance à son soleil,  sa masse et la durée de son orbite, autant d’éléments qui permettront de dire si l’on a affaire à une planète géante gazeuse ou à une planète tellurique (comme la Terre), cette dernière éventualité étant, on l’imagine, bien plus passionnante.

Toutes ces méthodes d’observation, à des degrés divers et parfois combinées, ont permis de cataloguer avec certitude plusieurs milliers de planètes extrasolaires (5307 au 1er février 2023), le plus souvent massives et gazeuses (comme Jupiter) mais pas toujours comme on va le voir.

Un peu d’histoire…

C’est le 6 octobre (jour de la Saint Bruno !!!) 1995 que des astronomes de l’observatoire de Haute-Provence ont pour la première fois annoncé la découverte d’une planète en dehors du système solaire : elle tourne autour d’une étoile située dans la constellation de Pégase (Pegasi 51), à 48 années-lumière de nous, et a été mise en évidence par la méthode des vitesses radiales. Cette planète, gazeuse, de la moitié de la taille de notre Jupiter, présente la particularité d’être située très près de son étoile dont elle fait le tour en quatre jours (cette particularité poussa les astronomes à revoir leur conception de la formation des planètes gazeuses mais il s’agit là d’un autre problème). On la nomma Pegasi b selon un nouvel usage attribuant les lettres de l’alphabet en minuscule à ces planètes. Ce fut, évidemment, une « bombe » dans le petit univers de l’astronomie mais pas seulement car je me souviens très bien que les médias du monde entier en parlèrent abondamment.

D’autres découvertes suivirent très vite : celle de nombreuses géantes gazeuses, puis d’un « système » de plusieurs planètes comme celui d’Upsilon d’Andromède, située à 44 années-lumière (en fait un système binaire associant une naine jaune de type solaire et une petite naine rouge).

La première planète tellurique (c’est-à dire comparable à la Terre) est repérée en janvier 2006 : il s’agit de OGLE-2005-BLG-390L b, dans la constellation du Scorpion. Située à près de 21 000 années-lumière, elle fait environ 6 masses terrestres et se trouve à une distance de son étoile qui la situerait dans notre système entre Mars et Jupiter. Cette planète tourne autour de son soleil en 10 ans (car son étoile est très certainement une naine rouge moins massive que le Soleil) et elle est probablement composée de roches et de glaces. On se rapproche de plus en plus de l’aspect de notre planète…

… et un peu d’imagination

Nos observations n’en sont encore qu’au début mais on peut déjà imaginer ce que pourraient être quelques unes de ces planètes lointaines dont on ne savait rien il y a encore 15 ans. Voici quelques exemples.

*  Pollux b (HD 62509) : une planète proche de sa mort

Située à 34 années-lumière d’ici, dans la constellation des Gémeaux, l’étoile de cette planète, Pollux, est mourante : il s’agit d’une géante rouge qui, dans un ou deux millions d’années, va étendre son enveloppe gazeuse par bouffées successives jusqu’à vaporiser son système planétaire. Pollux b, planète géante gazeuse d’une taille trois fois supérieure à Jupiter, subira le sort qui est réservé à notre propre globe (voir : mort du système solaire) dans beaucoup plus longtemps…

*  HD 188753 A b, la planète aux trois soleils

Située dans la constellation du Cygne, à environ 150 années-lumière de nous, cette géante gazeuse tourne très près de son étoile, une naine jaune analogue au Soleil. Mais, fait plus surprenant, deux autres étoiles orangées liées en couple tournent également autour de l’étoile centrale. Un observateur présent sur HD 188753 A b verrait donc trois soleils se lever à l’horizon ! Son découvreur l’a baptisée Tatooine, faisant ainsi allusion à la planète (fictive) qui a vu l’enfance de Luke Skywalker dans la saga de la Guerre des Etoiles.

*  Gliese 876 d : une planète en incandescence

Située trop près de son étoile, dans la constellation du Verseau, cette planète, une des plus petites découvertes à ce jour, subit très vraisemblablement une température infernale (1500 à 2000°). Elle tourne autour de son soleil en 2 jours seulement ! A la chaleur doivent certainement s’ajouter des vents d’une puissance extraordinaire : on n’a pas vraiment envie d’y aller…

*  OGLE-05-390 L b : une autre Terre

Il s’agit d’une planète de type terrestre (nous l’avons déjà évoquée) qui tourne à 315 millions de km d’une naine rouge située dans la constellation du Scorpion. Rapportée à notre propre système, cela la placerait entre Mars et Jupiter et comme il s’agit d’une planète tellurique faite de roches et de glaces, peut-être nimbée d’une fragile atmosphère, on pourrait penser qu’il s’agit là d’une autre Terre… Hélas, son étoile, on l’a dit, est une naine rouge qui ne diffuse que bien peu de chaleur. Du coup, OGLE-05-390 L b est un monde glacé dont la température se situe autour de – 200°.  On peut donc imaginer des montagnes et des vallées désolées, gelées, perpétuellement plongées dans une lumière crépusculaire…

*  HD 69830 b, c et d : les trois planètes d’un soleil moribond

On a pu mettre en évidence autour de cette étoile en fin de vie de la constellation de la Poupe un véritable système solaire : au moins trois planètes et une ceinture d’astéroïdes… Situées à 41 années-lumière de nous, deux de ces planètes sont de type terrestre quoique beaucoup plus grosses que notre globe. Elles possèdent chacune une atmosphère épaisse (toutefois probablement sans oxygène) mais, situées trop près de leur étoile, ces planètes rocheuses sont de véritables enfers carbonisés où la Vie n’a guère la chance de se développer.

*  PSR 1257+12 b, c et d : le système d’un soleil mort

Située à plus de 100 années-lumière de la Terre, l’étoile de ce système est une étoile à neutrons, c’est-à dire le cadavre d’une ancienne étoile géante explosée en supernova (voir le sujet : mort d’une étoile). Autour de ces restes stellaires tournent trois planètes, l’une très proche et de la taille de notre Lune, deux autres plus massives mais aussi plus éloignées. Ces objets ont-ils survécu à l’explosion de la supernova ou ont-ils, par un processus encore ignoré, été créés secondairement ? Impossible de l’affirmer avec certitude. Ce qui est sûr, c’est que le ciel de ces planètes doit être étrange et effrayant puisque l’étoile à neutrons centrale ne mesure que 10 km de diamètre, ses planètes étant donc bien plus grosses qu’elle. L’étoile est hyperdense et si petite : peut-on seulement l’apercevoir distinctement depuis une des deux planètes lointaines ou se confond-elle avec les autres astres de cette nuit éternelle ?

Au fur et à mesure que progresseront nos observations, nous pourrons ainsi découvrir des mondes étranges et extraordinaires. Et, sans doute - mais il faut du temps  - de nouvelles Terres….

Des milliards de milliards de planètes

L'Univers recèle tant d'étoiles (pour mémoire, une galaxie moyenne contient de 150 à 200 milliards d’étoiles et il existe des milliards de galaxies) qu’on doit y trouver un nombre inimaginable de planètes orbitant autour d’elles. La plupart sont très certainement impropres à la Vie (du moins telle que nous la connaissons) mais certainement pas toutes… Voilà qui ravive le « débat statistique de la Vie » d’Isaac Asimov auquel je faisais allusion dans le sujet : vie extra-terrestre, deuxième partie.

Ces planètes lointaines, ces étranges merveilles, sont actuellement (et pour longtemps) hors de notre portée mais savoir qu’elles existent nous permet de nous resituer dans ce monde gigantesque dont certains pensent qu’il nous appartient parce qu’il aurait été créé pour nous. Encore un fois, savoir être modeste relève de la seule et pure raison.

Images

 1. galaxie du sombrero M 104 (sources : www.chez-gerard.org)

2. Giordano Bruno (sources : 2.bp.blogspot.com)

3. méthode de transit indirecte ou primaire (sources : r.academic.ru)

4. explication d'une lentille gravitationnelle (sources : http://www.futura-sciences.com/)

5. "Jupiter" chaude (sources : www.innovationlejournal.com)

6. depuis le satellite d'une géante gazeuse (sources : http://my-blackberry.net)

7. planète d'un système multiple (sources : http://www.futura-sciences.com)

8. une planète gelée, ici Titan (sources : http://www.blog.francis-leguen.com/)

9. la Terre (sources : http://www-obs.univ-lyon1.fr)

       (Pour lire les légendes des illustrations, passer le pointeur de la souris dessus)

Mots-clés : Giordano Bruno - vitesse radiale - transit primaire - transit secondaire - astrométrie - optique adaptative - coronographie - lentille gravitationnelle - planète gazeuse - planète tellurique - géante rouge - étoiles multiples - étoile à neutrons - supernova

(les mots en gris renvoient à des sites d'informations complémentaires)

 Sujets apparentés sur le blog :

1. la Terre, centre du Monde

 2. origine du système solaire

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mise à jour : 5 sepembre 2023

Le troisième anniversaire de ce blog étant passé de quelques jours, il est temps de revenir, comme à l’accoutumée,  sur l’ensemble des sujets abordés sur ce blog en y incluant, bien sûr, les articles les plus récents. L’année dernière, j’avais proposé un classement thématique : je vais aujourd’hui chercher à composer – autant que faire se peut – un classement chronologique, c’est à dire sans tenir compte des différentes disciplines abordées. Il va de soi qu’il s’agit forcément d’une approche quelque peu arbitraire et si, d’aventure, certains lecteurs n’étaient pas en accord avec mon choix, qu’ils n’hésitent surtout pas à le faire savoir ! Pour ne pas se perdre avec des titres parfois lapidaires, chaque intitulé renverra au sujet correspondant au moyen d’un lien hypertexte et sera accompagné d’une phrase descriptive rudimentaire.

D’abord

les constituants de la matière : au début, la matière s’est créée mais, au fait, c’est quoi au juste la matière ?

Big Bang et origine de l'Univers : qu’est-ce que le Big Bang et est-on certain que tout a commencé ainsi ?

fond diffus cosmologique : retour sur l’observation physique qui conforta la théorie du Big Bang.

juste après le Big Bang : et si les trous noirs, lieux de destruction ultime, étaient aussi à l’origine de la création des galaxies ?

les premières galaxies : que s’est-il réellement passé peu après le Big Bang ? D’où proviennent les premières galaxies ?

 Ensuite

théorie de la relativité générale : grâce à Einstein, l’outil qui nous manquait pour décrypter l’Univers jusque dans ses recoins les plus lointains…

mécanique quantique : pour comprendre les lois qui régissent le monde de l’infiniment petit : hasard et probabilités…

matière noire et énergie sombre : lorsqu’on observe le ciel, peut-on voir toute la matière ? Certainement pas.

distances et durées des âges géologiques : l’Univers et si vaste et si âgé qu’il faut des exemples concrets à nos cerveaux limités pour interpréter (un peu) le temps et l’espace.

trous noirs : retour sur ces étranges objets qui échappent à la physique et à notre compréhension.

pulsars et quasars : ils se situent parmi les objets les plus mystérieux de l’Univers ; heureusement, aujourd’hui, on en sait un peu plus sur eux…

les galaxies : la nôtre, c’est la Voie lactée mais les autres ? Quels sont leurs aspects, comment se distribuent-elles et quelle est la place de notre galaxie dans ce grand ensemble ?

céphéides : les étoiles qui ont permis de mesurer l’Univers.

mort d'une étoile : les étoiles, comme toutes les structures de l’Univers, meurent aussi. Et c’est parfois cataclysmique.

étoiles doubles et systèmes multiples : des exceptions ou la règle commune ?

amas globulaires et traînards bleus : parfois, au sein de structures très anciennes, on découvre d’étonnantes jeunes étoiles. Explication.

météorites et autres bolides : une météorite géante est, croit-on, à l’origine de la disparition des dinosaures ; une catastrophe de ce genre pourrait-elle se reproduire aujourd’hui ?

la querelle sur l'âge de la Terre : elle opposa durant des décennies les plus grands scientifiques de la planète et c’était il n’y a pas si longtemps.

la dérive des continents ou tectonique des plaques : sans elle on ne peut pas comprendre l’histoire de notre planète et donc l’évolution des êtres vivants.

le schiste de Burgess : l’étude de fossiles très anciens qui a permis de mieux comprendre l’Évolution.

pour une définition de la Vie : la Vie sur Terre est vieille de plusieurs milliards d’années mais, au fait, c’est quoi la Vie ?

l'origine de la Vie sur Terre : ce fut long et laborieux mais on sait aujourd’hui quelles en furent les étapes vraisemblables.

les extinctions de masse : l’histoire de la Vie fut parsemée de catastrophes qui ont bien failli la faire disparaître.

l'empire des dinosaures : avoir régné si longtemps sur notre Terre pour disparaître si vite… Quelles ont été les raisons d’une telle domination sur le vivant ?

la disparition des dinosaures : retour plus précis sur la disparition des grands sauriens, il y a bien longtemps.

l'évolution est-elle irréversible ? Toutes les espèces vivantes évoluent selon la sélection naturelle mais ces transformations successives sont-elles irréversibles ? Verra-t-on renaître des animaux disparus ?

comportements animaux et évolution : parfois, l’évolution passe par des étapes difficiles à comprendre d’emblée mais il y a toujours une explication.

l'oeil, organe phare de l'évolution : difficile à comprendre en apparence, la création des organes visuels s’explique parfaitement bien par la théorie de l’Évolution.

reproduction sexuée et sélection naturelle : la reproduction sexuée semble s’opposer à la sélection naturelle mais, si l’on y regarde de plus près, on s’aperçoit que c’est tout le contraire.

Maintenant

astronomie et astrologie : séparées par deux lettres, il ne faut surtout pas les confondre…

place du Soleil dans la Galaxie : notre étoile brille au sein d’une galaxie comme il en existe des milliards mais où exactement ?

la Terre, centre du monde ? : non, la Terre n’est qu’une planète quelconque tournant autour d’une étoile banale mais comme ce fut difficile pour l’Homme de faire preuve d’humilité !

le hasard au centre de la Vie : et si, comme en physique quantique, le hasard était en biologie  plus présent qu’on le croit ?

indifférence de la Nature : la Nature n’est certainement pas ce que nous pensons qu’elle est. Elle a ses règles et ses limites.

insectes sociaux et comportements altruistes : contrairement à une idée reçue, dans la Nature, l’altruisme n’est presque toujours que la recherche d’un bénéfice secondaire.

la mort est-elle indispensable ? Réflexions sur la mort et le fait que la Nature aurait pu choisir une autre façon de traiter la matière vivante.

les mécanismes de l'évolution : l’évolution des êtres vivants suit des lois naturelles qui restèrent longtemps ignorées ; heureusement, il y a eu Darwin…

le rythme de l'évolution des espèces : bref résumé des idées actuelles sur le sujet.

évolution de l'Evolution : la science de l’Évolution n’est certainement pas quelque chose de figé.

l'agression : l’agression entre les espèces - où au sein d’entre elles - est-elle un phénomène naturel ?

le propre de l'Homme : l’Homme n’est qu’une espèce parmi toutes les autres. Peut-on définir quelles sont ses principales différences avec le reste du vivant ?

l'âme : on parle tout le temps de l’âme mais a-t-on la preuve de son existence ?

East Side Story, la trop belle histoire : on croyait avoir presque compris l’émergence de la lignée humaine. On se trompait.

le dernier ancêtre commun : et s’il était finalement impossible d’identifier l’ancêtre commun de tous les hommes ?

les humains du paléolithique : plusieurs espèces d’homo vécurent en même temps il y a « seulement » 30 000 ans mais une seule a survécu : la nôtre. En connait-on les raisons ?

Néandertal et Sapiens, une quête de la spiritualité : qui était notre cousin Néandertal ?

Edwin HUBBLE, le découvreur : retour sur la carrière de celui qui a permis de comprendre que notre galaxie, au sein d’un univers en expansion, se situait parmi des milliards d’autres.

l'énigme des taches solaires : depuis quelques années, les taches solaires sont moins présentes à la surface de notre étoile et on aimerait bien savoir pourquoi.

les canaux martiens (histoire d’une illusion collective) : évocation d’un conte romantique auquel tout le monde voulait croire mais qui ne reposait sur rien de concret.

grippe A (H1N1), inquiétudes et réalités : l’épidémie était inquiétante car inconnue. Si elle revenait, faudrait-il à nouveau s’alarmer ?

le vaccin de la grippe A (H1N1) : l’épidémie de grippe A est la première du genre, faut-il se faire vacciner et quels sont les sujets les plus à risque ?

retour sur la grippe A : l’épidémie n’a pas été aussi redoutable qu’attendue ; quelles sont les leçons à retenir pour l’avenir ?

les grandes pandémies : la grippe A nous l’a rappelé : nous ne sommes pas à l’abri d’une pandémie. Et dans le passé ?

vie extraterrestre (1) : rêve fou pour certains et terreur pour d’autres, une vie au-delà de la Terre est-elle possible ?

vie extraterrestre (2) : et si, de plus, on arrivait à calculer la probabilité d’un tel phénomène ?

médecines parallèles et dérives sectaires : entre médecines alternatives et charlatanisme, où se situe la limite ?

l'homéopathie : discipline géniale et injustement décriée ou simple effet placebo ?

la machination de Piltdown : la science est parfois victime de fausses allégations. En voici un exemple-type.

les mécanismes du cancer : maladie impitoyable, les cancers traduisent un dysfonctionnement de la cellule vivante. On aborde ici les principaux mécanismes permettant leur apparition.

cellules souches : incroyable espoir de guérison pour des millions d’êtres ou cauchemar eugénique ?

la mort du système solaire : comment, dans très longtemps, finira notre propre système solaire ?

évolution et créationnisme : les créationnistes sont-ils les ennemis de la science ?

intelligent design : dernière allégation des créationnistes, le « dessein intelligent » a-t-il fait la preuve de son intérêt scientifique ?

réponses aux créationnistes : pour ne pas tomber dans les pièges des faiseurs d’illusions.

la paléontologie du futur : combien de temps survivra notre héritage et comment prévenir nos lointains descendants (ou d’autres) des dangers enfouis ici ou là ?

 ... D'autres sujets sont, évidemment, à venir : à bientôt, donc !

Images

1. le faux miroir, tableau de René Magritte (sources : news.visitmonaco.com)    

2. vue d'artiste du Big Bang (sources: breakfastwithspanky.wordpress.com)  

3. une ammonite (sources :   www.asihs.org)

4. loup (sources :   www.st-andre.csvdc.qc.ca)

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Mise à jour : 6 mars 2023

Les dinosaures – les terribles reptiles – dominèrent notre monde durant plus de 140 millions d’années ce qui est considérable… et un chiffre difficile à saisir pour notre cerveau habitué à des durées bien plus modestes. A titre de comparaison, la présence de l’homme moderne représente une durée de moins de 0,0005 % de celle de ces animaux sur la Terre et celle de l‘homme dit « civilisé » encore 10 fois moins.

Apparues vers le milieu du Trias (première partie de l’ère secondaire ou mésozoïque), rapidement, ces étranges créatures – qui effraient et fascinent tout à la fois - se diversifièrent et se reproduisirent pour, à la fin du crétacé (et de l’ère secondaire), représenter jusqu’à 95% de la biomasse des vertébrés et dominer pratiquement toutes les niches écologiques : une réussite adaptative remarquable ! Comment ils ont pu dominer ainsi cette planète et pourquoi ils ont assez brusquement disparu sont des questions forcément passionnantes.

Le monde du début

Le Trias moyen, première période de l’ère secondaire, voit donc apparaître ces nouveaux occupants d’une terre jusque-là dominée par les reptiles mammaliens (ancêtres éloignés des mammifères) et autres crocodiles archaïques.

Nous sommes à – 225 millions d’années et la Terre de ce temps-là est bien différente. Un seul continent l’occupe, la Pangée, entourée d’un océan unique, la Panthalassée. On peut donc imaginer un centre continental où il ne pleut guère - et donc semi-désertique - associé à un pourtour bien plus humide et tempéré où s’épanouit une abondante végétation composée de grands conifères et de fougères mais pas encore de plantes à fleurs. Les simulations sur ordinateur du climat de l’époque suggèrent l’alternance de violents épisodes pluvieux, un peu comme les moussons d’aujourd’hui. C’est dans ce milieu somme toute plutôt favorable qu’apparurent les premiers dinosaures.

Une évolution rapide

Comme toujours lorsqu’on parle d’évolution, il faut chercher à identifier le caractère particulier qui permet à une espèce (et ses descendantes) de supplanter, par sélection naturelle, les occupants en place. Une des hypothèses souvent retenue par les spécialistes est l’apparition chez les dinosaures de pattes placées sous le corps. En effet, jusque-là, les reptiles ne possédaient que des membres latéraux leur permettant certes de marcher et de courir mais au prix d’un abdomen et d’une queue traînant sur le sol ce qui est un handicap pour la mobilité. De plus, une partie des efforts des individus se perd alors dans les ondulations latérales de la reptation. Avec la présence de membres verticaux, les grands sauriens acquièrent une marche plus facile, plus aisée, associant des pas plus longs à une bonne stabilité du corps, responsable, quant à  elle, d’une augmentation possible du poids corporel. Un atout peut-être décisif dans ce monde de compétitions et d’antagonismes en tous genres.

Une autre hypothèse avancée par les scientifiques est la disparition des reptiles mammaliens survenue vers la fin du Trias supérieur lors d’une extinction de masse, disparition qui aurait permis la colonisation des niches laissées vacantes par les nouveaux arrivants.

Quoi qu’il en soit l’expansion et la diversification des grands sauriens furent rapides et généralisées.

Diversification des dinosaures

Peu après leur apparition il y a 225 millions d’années, les dinosaures se séparent en deux branches : les saurischiens et les ornithischiens. La différence entre ces deux groupes est anatomique : les premiers ont un bassin de lézard (pubis orienté vers l’avant) tandis que les ornithischiens ont un bassin comme celui des oiseaux (pubis vers l’arrière). C’est d’ailleurs cette caractéristique très particulière qui fait dire aux spécialistes que les oiseaux sont bel et bien des descendants directs de cette lignée de grands sauriens… Viennent ensuite des diversifications qui conduisent aux théropodes carnivores et aux sauropodes (et ornithischiens) herbivores. Le fait que les prédateurs carnivores (théropodes) aient conservé la bipédie du début tandis que les herbivores retournèrent pour la plupart à la quadrupédie explique en partie le succès évolutif de ces animaux mais pas seulement.

J’ai déjà eu l’occasion d’évoquer (voir sujet : les humains du paléolithique) que la course à la survie est presque toujours une course vers le gigantisme (dans les limites des contraintes mécaniques bien sûr). En effet, il est toujours plus simple pour un prédateur de se saisir d’une proie plus petite : la lutte est plus facile même s’il faut la renouveler plus souvent. De ce fait, la sélection naturelle, au fil des millions d’années, privilégie les individus plus massifs (de même que plus combatifs) moins souvent attaqués ce qui, à terme, avantage également les prédateurs plus grands en une sorte de course sans fin. En revanche, dès que la prédation devient moins féroce (par exemple dans un milieu isolé, avec peu de prédateurs, comme une île), au fil du temps, les espèces ont tendance à diminuer de volume vers une taille moyenne voisine de celle d’un grand chien. Les dinosaures qui vivaient dans un milieu très compétitif ont vu leur taille augmenter avec les années ce qui est également un bon facteur d’adaptation.

Une autre explication de la diversification de ces « lézards géants » réside (comme j’ai déjà eu l’occasion de la mentionner dans le sujet sur la tectonique des plaques) dans la dérive des continents, un phénomène impossible à saisir durant une vie humaine (quelques cm par an seulement) et même pendant la durée d’une civilisation. Nous évoquons en effet ici des durées bien supérieures qui se comptent en millions d’années. On comprend donc que cette dérive qui va progressivement fractionner le supercontinent Pangée en plusieurs morceaux va séparer des espèces entières de dinosaures qui, dès lors, vont évoluer séparément et donc forcément différemment… pour les remettre en présence lors d’une autre dérive de plaque tectonique et provoquer alors de nouvelles compétitions et adaptations.

Le règne des dinosaures

Les scientifiques ont décrit jusqu’à présent plusieurs centaines d’espèces différentes de dinosaures (700 à 800) et il est très vraisemblable que beaucoup d’autres espèces restent à mettre au jour. Jurassic Park, l’excellent film de Steven Spielberg, l’a bien montré : à peu près toutes les formes et toutes les tailles de ces animaux ont existé. Le plus grand d’entre eux fut probablement le sauropode Argentinosaurus qui, avec ses 8O tonnes, était haut comme un bâtiment de six étages et long comme trois autobus mais il existait aussi de minuscules créatures (toutes proportions gardées) qui, comme le microraptor, mesurait à peine soixante centimètres et devait peut-être chasser en meute.

Toutes les tailles mais également toute la Terre ! Stricto sensu, on n’a sémantiquement le droit de parler de dinosaures que pour les animaux terrestres. Néanmoins, certains autres animaux leur étaient apparentés et surent conquérir des environnements nouveaux : je pense, par exemple, aux reptiles marins comme les ichthyosaures (apparus avant les dinosaures et disparus également avant eux) dont l’agilité en mer équivalait à celles des dauphins actuels ou les ptérosaures, les fameux « reptiles volants », disparus également lors de la grande extinction du Crétacé, et dont toutes les tailles existaient (certains spécimens avaient une envergure de douze mètres).

Cette remarquable adaptation des grands sauriens se fit aussi – on l’a déjà évoqué -  dans le long terme ; ils régnèrent si longtemps que leurs représentants successifs assistèrent à la modification totale des continents. De la Pangée du Trias, il ne reste rien au Crétacé. Outre l’écologie des terres, avec la formation de blocs séparés qui deviendront bien plus tard les continents que nous connaissons, le climat lui-même s’est considérablement modifié. Vers la fin du Jurassique, après une période chaude et humide, le climat s’était refroidi mais le voilà à nouveau réchauffé et considérablement adouci vers le Crétacé moyen au point que vers – 70 millions d’années, il ne reste plus rien des calottes glaciaires. Inévitablement, la flore elle-aussi se transforme avec l’apparition des plantes à fleurs qui, peu à peu, repoussent les conifères et les fougères géantes du Jurassique. Les dinosaures ? Eh bien, ils s’adaptent parfaitement à tous ces changements ; pour les herbivores, on passe de la domination des sauropodes à celle des ornithopodes (qui, comme l’indique leur nom, ont des pieds ressemblant à ceux des oiseaux). Ces derniers sont tous herbivores et c’est dans ce groupe qu’on trouve les iguanodons et les fameux hadrosaures à bec de canard. Bien entendu, ces changements entraînent forcément de nouveaux prédateurs carnivores. Toujours de nouvelles espèces de dinosaure pour des milieux différents…

Pourtant, en quelques milliers d’années, cette extraordinaire domination remontant à des temps presque immémoriaux va subitement cesser.

Disparition des grands sauriens

Le sujet fascinant à la fois les scientifiques et le grand public, on a beaucoup écrit en ce domaine et force est de constater que, s’il est possible d’émettre des hypothèses vraisemblables, il est néanmoins difficile de conclure définitivement. En fait, à y regarder de plus près, il semble que cette disparition relativement soudaine (en termes d’évolution) soit plutôt la conséquence de phénomènes intriqués.

On connaît bien sûr la météorite du Yucatan, longuement évoquée dans ce blog (voir le sujet : la disparition des dinosaures) et il est assez vraisemblable que son rôle a été primordial dans cette extinction de la fin du Crétacé. Il faut d’ailleurs bien préciser que les dinosaures n’ont certainement pas été les seuls à être décimés à cette époque : il s’agit en effet de la dernière extinction de masse connue qui emporta également de nombreuses autres espèces tant terrestres que, surtout, marines (les ammonites par exemple).

Toutefois, il reste un doute : certains auteurs expliquent que la disparition des grands sauriens semblait bien amorcée avant le passage de la météorite ; ils expliquent que des lignées entières de dinosauriens paraissaient en déclin, du moins selon certaines fouilles paléontologiques et qu’un tel phénomène ne peut s’expliquer que sur plusieurs milliers d’années. On pointe alors du doigt un autre événement, fort actif à cette époque : les trapps du Deccan. Il s’agit d’un épisode volcanique très important et durable : on en retrouve des traces durant plusieurs millions d’années. Ces trapps (escaliers en suédois) sont en rapport avec ce que l’on appelle un point chaud, c'est-à-dire la remontée de roches brûlantes depuis le manteau terrestre. S’en suit alors un écoulement volcanique continu sur une surface immense (le tiers de l’Inde actuelle !) avec des épaisseurs de plusieurs km.  La tectonique des plaques ayant fait son œuvre, l’Inde est de nos jours à 4500 km de ce point chaud résiduel qui se trouve à présent juste sous l’île de la Réunion. A l’époque de la disparition des dinosaures, il semble qu’un paroxysme éruptif se soit produit pendant peut-être 15 à 20 000 ans, un temps assez long pour avoir transformé le milieu (réchauffement climatique, émanation de gaz, pluies acides, etc.) mais quand même trop rapide pour avoir permis une adaptation efficace des grands sauriens. Dans cette optique, la météorite aurait apporté le coup de grâce à des espèces déjà fragilisées.

Il existe d’autres hypothèses, plus discutées, comme l’explosion proche d’une supernova, voire le passage, il y a 65 millions d’années, du système solaire à travers la ceinture de Gould (complexe d’associations d’étoiles dont l’origine reste inconnue). Les trapps et la météorite restent quand même les meilleurs candidats pour expliquer cette extinction du Crétacé mais qui sait ?

L’empire d’homo sapiens

Aujourd’hui, grand singe évolué de la lignée des mammifères ayant pu prospérer lorsque les niches écologiques du crétacé se sont libérées, l’Homme domine la planète. Depuis peu de temps. Si l’on compare la durée du règne de l’Homme moderne à celle des dinosaures, c’est comme mettre côte à côte un grain de sable et une montagne de plusieurs km. Pourtant, durant ce laps de temps si court, l’Homme a plus changé la Terre que quiconque auparavant. Il agit rapidement et transforme son environnement sans trop se soucier des conséquences. Compte tenu de cela, je doute fortement qu’il puisse régner ici bas aussi longtemps que les grands lézards, ses lointains prédécesseurs.

Sources :

les dossiers de la Recherche, n° 39, mai 2010 ;

Wikipedia France ;

CNRS (https://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosevol/)

Images

 1. sauroposeidon : un herbivore du crétacé aussi énorme que l'Argentinosaurus (sources : prehistoricanimal.blogspot.com/)

   2. la Pangée fractionnée au Trias (sources : fr.academic.ru)   

   3. combat de dinosaures (sources :  boolsite.net)

   4. Spinosaurus (sources : forum.hardware.fr)

   5. Ptéodactyles (sources : eternelpresent.ch)

  6. hadrosaure (sources : techno-science.net)

  7. les trapps du Deccan (sources : futura-sciences.com)

(Pour lire les légendes des illustrations, passer le pointeur de la souris dessus)

 Sujets apparentés sur le blog :

1. les extinctions de masse

2. la disparition des dinosaures

3. placentaires et marsupiaux, successeurs des dinosaures

4. ressusciter les dinosaures

5. la grande extinction du Permien

Mots-clés : reptiles mammaliens - Pangée - verticalisation des membres - saurischiens - ornithischiens - théropodes - sauropodes - extinctions de masse - tectoniques des plaques - isolement géographique - Argentinosaurus - ichthyosaure - ptérosaures - ornithopodes - météorite du Yuacatan - trapps du Deccan - supernova - ceinture de Gould -

(les mots en gris renvoient à des sites d'informations complémentaires)

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mise à jour : 6 mars 2023

Du début de mes études secondaires il y a, hélas, fort longtemps, je me souviens des cours d’histoire où, durant quelques brèves journées, un professeur fort patient cherchait à nous expliquer les prémices des civilisations humaines. On évoquait alors « les hommes de Cro-Magnon » et autres pithécanthropes. Je ne sais pas pour mes autres compagnons d’infortune mais, quant à moi, cette période de notre protohistoire m’ennuyait passablement car, comme bien des enfants d’aujourd’hui, je ne m’intéressais vraiment qu’aux dinosaures ou à la rigueur au tigre à dents de sabre (ou smilodon que j'appelais - je ne sais pourquoi - machairodus). A cette époque, il est vrai, la recherche sur le paléolithique n’en était qu’à ses débuts et on sortait à peine des préjugés des décennies précédentes : aujourd’hui, bien des idées préconçues ont été battues en brèche et on a complètement repensé les rapports de sapiens avec son environnement au point qu’on sait à présent que notre illustre ancêtre n’était pas seul à peupler le monde et que son ascension n’était certainement pas inévitable.

Homo sapiens, le survivant

Apparu il y a environ 125 000 ans, homo sapiens est aujourd’hui le seul représentant du genre homo encore présent (et même bien présent…). Ce ne fut pas toujours le cas puisque jusqu’à il y a une quarantaine de milliers d’années plusieurs espèces d’homo coexistaient. Les récentes prospections (et, surtout, les analyses génétiques) l’affirment : à cette époque pas si lointaine en terme d’évolution, il semblerait que quatre espèces différentes d’homo aient vécu en même temps.

On situe le plus souvent l’origine de l’humanité sur la terre africaine, plusieurs « migrations » ayant ensuite peuplé les autres continents, notamment Europe et Asie. Avant, et durant des millions d’années, il y eut des dizaines de précurseurs – de façon parfois concomitante - dont certaines caractéristiques relevaient encore des ancêtres communs avec les grands singes tandis que d’autres annonçaient déjà l’homme dit moderne (voir le sujet : le dernier ancêtre commun) ce qui, disons-le au passage, rend illusoire la recherche d’un unique ancêtre commun des hommes actuels.

Reste le fait que ne subsiste plus aujourd’hui que sapiens et qu’on ne peut pas ne pas se demander quelles sont les raisons de la disparition des autres : ne serait-ce pas tout simplement l’action prédatrice de nos ancêtres directs qui en serait responsable ? Après tout, qu’on le veuille ou non, la Vie est avant tout une compétition et il est certain que, en ces temps anciens, il ne tombait probablement pas sous le sens de partager les territoires et leurs multiples ressources : la disparition ou l’assimilation, en quelque sorte. Et probablement beaucoup de la première et un tout petit peu de la seconde pour Néandertal.

Neandertal, un cousin proche ?

Vers le milieu du XIXème siècle, tandis qu’on s’intéressait surtout aux premiers squelettes réellement exploitables de « grands sauriens », on mit à jour dans la petite vallée allemande de Néandertal, une sorte « d’homme primitif » dont les caractéristiques très simiesques semblaient toutefois partiellement « humaines ». Combattue par certains, l’appartenance de Néandertal au genre homo était peu contestable mais on voyait alors en lui une espèce de primate rudimentaire (silhouette trapue, faciès grossier, intelligence évidemment réduite), archaïque pour les uns, dégénéré pour les autres. La paléontologie moderne a rendu à Néandertal sa place qui est celle d’un contemporain de sapiens, probablement aussi évolué que lui à cette époque. J’ai longuement eu l’occasion d’évoquer dans un sujet précédent (voir le sujet : sapiens et Néandertal, une quête de la spiritualité) ce que nous comprenons aujourd’hui de cette autre espèce d’homme, notamment quant à sa dimension culturelle.

Une question restait toutefois en suspens : sapiens et Néandertal ont-ils pu s’accoupler et avoir des descendants ? En d’autres termes ces deux homo étaient-ils suffisamment proches pour se métisser et, si oui, a-t-on encore le droit d’évoquer des espèces différentes ? Un nouvel élément de réponse vient de nous être apporté par la génétique : alors que celle-ci, jusqu’à présent, évoquait une non-fécondabilité entre les deux espèces, une étude récente affirme le contraire. Bien que la concordance génétique entre sapiens et Néandertal soit de 99,7%, les auteurs ont cherché une correspondance génétique plus fine entre le génome d’un néandertalien (difficilement obtenu à partir de quelques os) et ceux d’un Européen, d’un Asiatique, d’un papou de Nouvelle-Guinée et d’un Africain : les résultats montrent que le patrimoine génétique de Néandertal est plus proche de celui de l’Asiatique, de l’Européen et du papou que de celui de l’Africain. Pour les auteurs, il ne peut y avoir qu’une explication possible : il y a eu des croisements entre sapiens et Néandertal après que le premier soit sorti d’Afrique. Ces auteurs estiment que de 1 à 4% - non codant - de notre patrimoine génétique actuel provient de Néandertal…

On doit donc aujourd’hui penser (mais cette étude demande à l’évidence d’autres confirmations) que sapiens et Néandertal n’étaient pas si éloignés que cela l’un de l’autre : plutôt deux sous-espèces que deux espèces distinctes d’où, pour certains scientifiques, la nécessité de revenir à l’ancienne classification « homo sapiens neanderthalensis ». Cela dit, le « métissage » sapiens-Néandertal reste toutefois marginal et la disparition de notre cousin vers 30 000 ans avant JC, un mystère.

L’Homme de Florès, toujours une énigme

Au début des années 2000, une publication jeta l’émoi chez les scientifiques : on avait découvert en Indonésie, dans une grotte de l’île de Florès, une nouvelle espèce d’homme ! Il s’agissait d’un bipède, mesurant environ 1 mètre de hauteur pour un poids d’une vingtaine de kg. Il était capable de fabriquer des outils (retrouvés avec les squelettes), outils de l’époque acheuléenne (environ 500 000 ans avant JC) mais, fait totalement troublant, la datation des squelettes les faisait remonter à seulement 18 000 ans avant JC. Les spécialistes sont comme à l’habitude partagés et si l’on a pratiquement rejeté l’hypothèse d’un nanisme médical acquis (microcéphalie carentielle), bien des scientifiques restent encore sceptiques…

Il n’en reste pas moins que l’on s’oriente plutôt vers un descendant local d’homo erectus ou d'homo habilis, « épargné » en quelque sorte par son insularité. Une insularité qui explique également sa petite taille : on sait en effet que, en l’absence de prédateurs, les espèces ont tendance à voir leur taille diminuer, du moins ceux ayant une taille supérieure à celle d’un chien, alors que les plus petites ont tendance à grandir, tout cela en une sorte de compétition vers une taille médiane… Quoi qu'il en soit, cet homo était si petit que, par référence aux livres de Tolkien actuellement bien en vogue grâce au cinéma, on le présente à présent souvent au grand public sous l'appellation de "hobbit"...  

Cette découverte amène plusieurs réflexions :

* d’abord, les ancêtres de sapiens – ici homo erectus – ont réussi à coloniser la planète jusqu’à fort loin de leur base de départ (Afrique) ;

* ensuite, l’homme de Florès aurait continué à survivre alors que sapiens avait déjà colonisé le globe et, notamment, cette même île de Florès ;

* enfin, l’homme de Florès existait encore alors que Néandertal avait disparu depuis des millénaires…

Comme si cette découverte ne suffisait pas, voilà qu’à présent on parle d’une troisième espèce d’homme ayant coexisté avec sapiens : sa découverte étant trop récente, il n’a pas encore de dénomination scientifique et on l’appelle l’homme de Sibérie.

L’Homme de Sibérie (Denisova), le quatrième homo

Habituellement, on identifie une nouvelle espèce par ses fossiles. Pour l’homme de Sibérie, pour la première fois, il s’agit d’une découverte purement génétique faite il y a quelques mois (mars 2010). C’est, en effet, en étudiant l’ADN mitochondrial de l’auriculaire d’un enfant d’environ 7 ans découvert à Denisova, dans les monts de l’Altaï, au sud de la Sibérie, que les chercheurs ont mis en évidence qu’il s’agissait bien d’un primate du genre homo. On sait que l’ADN mitochondrial de sapiens et de Néandertal diffère sur 202 points : l’homme de Denisova a un ADN différant de celui de sapiens sur 385 points… La conclusion est évidente : notre ancêtre commun avec l’homme de Sibérie/Denisova remonte à environ 1 million d’années tandis que notre ancêtre commun avec Néandertal vivait il y a 500 000 ans… S’agit-il ici d’une espèce réellement différente de sapiens – et ne pouvant donc se reproduire avec lui – ou d’une sous-espèce au sein de laquelle s’exprimerait une certaine variabilité génétique ? Il est encore trop tôt pour le dire mais ce qui est certain, c’est que cet homme « différent » vivait en Sibérie il y a 40 000 ans, en même temps que sapiens, Néandertal et Florès. Diversité humaine !

Raréfaction de la diversité

Stephen J. Gould le faisait remarquer : au temps du schiste de Burgess, il y a plus de 500 millions d'années, les genres d’animaux étaient bien plus nombreux et différents des uns des autres qu’aujourd’hui. Il y a eu bien sûr les multiples extinctions de masse qui ont détruit des catégories entières d’espèces animales (voir le sujet : les extinctions de masse) au point que l’on dit souvent que 99% des espèces animales ayant vécu un jour sur Terre ont à présent disparu. Mais cela n’explique pas tout. La compétition interspécifique et la sélection naturelle jouent également un rôle important dans l’amenuisement de la diversité du vivant.

Sapiens est l’héritier d’une gigantesque lignée d’ancêtres plus ou moins proches, plus ou moins humains. Dans la savane africaine d’il y a quelques millions d’années ont coexisté et se sont succédés des dizaines de formes d’hominidés qui, au fil du temps, ont acquis des caractères ayant conduit à l’Homme actuel. Il est probable – comme je l’ai déjà écrit – qu’il n’existe pas « d’ancêtre direct et unique » d’homo sapiens mais plutôt des lignées distinctes avec toutes leurs formes intermédiaires, issues de compétitions féroces pour la survie et de spéciations par isolement géographique. L’Homme actuel – homo sapiens – est l’unique survivant de cette guerre pour la continuation du plus apte qui s’est étendue sur des millions d’années et il est fascinant de constater qu’il y a peu, sapiens avait encore des concurrents du genre homo comme lui : 40 000 ans ne représentent rien à l’échelle de l’Évolution. Il est aujourd’hui le seul représentant de cette lignée de grands singes et la sélection naturelle l’a doté d’un cerveau qui lui permet – pour la première fois chez un être vivant sur cette planète - de transformer son environnement. Qu’en a-t-il fait jusqu’à présent? Qu’en fera-t-il à l’avenir ?

Note brêve : l'homme de Florès serait plus vieux qu'initialement pensé

   Une relecture récente du site a permis de réévaluer la présence de l'homme de Florès dans les lieux et cette présence serait beaucoup plus ancienne qu'initialement admise. Le journal "le Monde" s'en est récemment fait l'écho comme en témoigne le texte qui suit, tiré de l'édition du 30 mars 2016 :

La grippe A (H1N1), tant redoutée, est passée sans faire de gros dégâts ; en tout cas, pas autant qu’il l’avait été annoncé par les chroniqueurs du monde entier. Comment se fait-il que les scientifiques – et avec eux les politiques – aient tant tremblé face à une pandémie dont on sait aujourd’hui qu’elle fut bien banale ? Il est temps de revenir sur les circonstances de ce cafouillage et sur les leçons qu’il paraît légitime d’en tirer.

La catastrophe annoncée n’a pas eu lieu

… et c’est tant mieux ! Pourtant, en relisant les contributions que j’ai, à l’époque, écrites sur ce blog et en réexaminant tous les conseils et précautions qui y figurent, je retrouve entre les lignes toute l’angoisse alors affichée par les uns et les autres. On s’était donc lourdement trompé mais a-t-on eu tort de réagir de cette façon ? Aurait-on pu aborder la question avec plus de prudence, certains diront avec plus de sérénité ?

 Bilan d’une pandémie

Chaque année, la grippe dite saisonnière parcourt alternativement les deux hémisphères en entraînant son cortège de misère : 300 000 morts, voire 400 000 ! Un chiffre qui est loin d’être négligeable mais auquel on paraît s’être habitué puisque nul vent de panique ne parcourt les populations lorsque le virus arrive. Dans le même temps, la grippe A aura été responsable d’un peu moins de 20 000 décès. Il s’agit à l’évidence d’une mortalité trop élevée mais sans aucune mesure avec ce qui était craint… et surtout avec celle de la grippe habituelle. La menace avait-elle été surestimée ? Et, si oui, par qui et au profit de qui ? Ou bien, au contraire, s’est il passé quelque chose – une atténuation autant providentielle qu’inattendue de la létalité du virus en cause - et, dans ce cas, pourquoi ?

Revenons sur les chiffres alors annoncés (voir sujet : grippe A, inquiétudes et réalités). Voici ce qu’on pouvait lire dans la presse professionnelle à l’époque et que j’avais repris dans mon article d’août 2009, il y a moins d’un an : « il faudrait s'attendre à une forte épidémie (de grippe A) qui, au plus fort de l'infection, pourrait provoquer 900 000 nouveaux cas par jour. En 82 jours, 45 à 50% de la population serait contaminée. Entre 18 et 20 millions de personnes tomberaient malades, soit 30 à 35% de la population française. 5 à 13% d'entre elle nécessiteraient une hospitalisation et 2 à 4 pour 1000 succomberaient à la maladie - soit un total de décès allant de 36 000 à 80 000. Tel est le scénario catastrophe qu'engendrerait la grippe A(H1N1) en France... si rien n'est fait pour limiter la propagation du virus ! ». Le moins que l’on puisse dire est que ce n’était guère engageant ! L’hypothèse qui sous-tendait ce cataclysme était que rien ne pourrait arrêter la diffusion du virus à l’ensemble de la population (dont on pensait qu’elle n’était pas protégée face à cet agent viral inconnu) et puisqu’il n’existe aucun traitement autre que symptomatique pour une maladie virale… Les pouvoirs publics – dans le monde entier – se sont basés sur ce scénario, appelé scénario de référence, pour asseoir les politiques respectives de santé face à la pandémie. C’était un choix compréhensible car le scénario était probable… sauf qu’il l’est devenu de moins en moins au fil du temps. Alors erreur des politiques ? Du monde scientifique (concerné) ? Collusion avec les laboratoires pharmaceutiques (les seuls vrais gagnants) ? Autre chose ?

Raisons d'une méprise générale  

Les chiffres le prouvent : le virus n’était pas aussi terrible qu’envisagé. A cela au moins deux raisons majeures :

 La protection de la population était finalement plus importante que prévue

Alors que l’on pensait l’immense majorité des malades potentiels sans défense, cela n’était pas vrai, on le sait à présent. Certes, on avait bien envisagé (avec moult réserves néanmoins) la protection naturelle des populations de tranches d’âge supérieures à cinquante ans en raison d’un éventuel contact avec des souches virales très proches lors d’épidémies antérieures (comme la grippe de Hong-Kong qui avait sévi dans les années soixante) ; on avait d’ailleurs remarqué (mais ceci explique-t-il cela ?) que le virus de la grippe A touchait surtout les sujets jeunes. Ces personnes plus âgées possédaient donc une certaine immunité mais les autres ? D’après les calculs, 70% de la population auraient dû être infectés mais ils ne furent, à l’arrivée, qu’à peine 10%... On soupçonne qu’une autre forme d’immunisation est ici en jeu : alors que l’immunisation première relève des anticorps acquis au contact antérieur du virus, il semble qu’on ait oublié le rôle en définitive très important d’un autre type d’immunisation, cellulaire celui-là, qui aurait été obtenu lors de contacts plus récents avec des virus ressemblant au virus H1N1. Tout ceci reste du domaine du conditionnel car il y a encore beaucoup de questions en suspens et nombre d’hypothèses à vérifier. En tout cas, s’il existe un premier mérite à cette pandémie, c’est de permettre aux scientifiques de « repenser l’affaire » avec un œil neuf.

 Le virus de la grippe A était moins mutagène qu’attendu

N’ayant encore jamais eu affaire à cet agent infectieux, les spécialistes du monde entier n’ont pu que se référer à ce qu’ils savaient des pandémies du passé. Or l’épidémie de grippe A a été une vraie pandémie en ce sens qu’elle s’est très rapidement propagée à l’ensemble de la planète, grâce notamment aux moyens de communication modernes (une propagation bien plus rapide que lors de la pandémie des années 1920, dite de la grippe espagnole). Pourtant, son taux de mortalité n’a jamais été comparable car contrairement à ses prédécesseurs, le virus de la grippe A n’a jamais muté bien qu’il ait infecté des millions de sujets. L’OMS – dont le rôle fut majeur pour les prises de décision des politiques – ne reconnaît aucune erreur de stratégie et avance simplement que « nous avons eu de la chance » que ce virus n’ait jamais muté… Un moyen d’oublier d’éventuelles carences de gestion de crise ou part de vérité ?

 Le rôle des uns et des autres

Il est facile, une fois le danger (réel ou supposé) passé, de critiquer tel ou tel acteur des prises de décision. Essayons quand même d’y voir un peu plus clair.

 Les avis des scientifiques : ils furent ici primordiaux puisque c’est à partir d’eux que le reste des décideurs engagèrent leurs actions. Comme toujours, les scientifiques furent divisés. Une grande partie d’entre eux, face à l’inconnu comme on l’a dit plus haut, avancèrent une politique de précaution et il est juste de reconnaître que c’était leur rôle d’expliquer qu’on ne savait médicalement pas grand-chose et que dans le doute… A l’inverse, d’autres – minoritaires mais parfois de grand renom – s’insurgèrent en expliquant que les campagnes de vaccination massives qui allaient être entreprises coûteraient énormément d’argent pour un résultat difficile à évaluer compte-tenu du manque d’informations ; ils ajoutaient souvent que cet argent aurait pu être affecté à d’autres grandes causes de santé publique (comme, par exemple, la recherche sur le cancer ou les maladies tropicales). Personnellement – mais cela n’engage que moi – je doute que cet argent, s’il n’avait finalement pas été affecté aux vaccinations, aurait pu leur être attribué mais là n’est pas la question. Ces scientifiques minoritaires avaient raison… mais cela était impossible à savoir avec certitude avant l’extension de la pandémie !

 Les politiques : il est de bon ton de se gausser de leurs décisions le plus souvent vécues comme inappropriées. Il faut reconnaître toutefois que tous, à un degré ou à un autre, ont cherché à « ouvrir le parapluie » ; dans notre pays, ce fut peut-être un peu plus qu’ailleurs puisque la France commanda une quantité de vaccins qui auraient pu servir à un continent entier ! Personnellement, je peux comprendre une telle attitude dans une nation où, il n’y a pas si longtemps, une catastrophe dans le domaine de l’hématologie - sans oublier celle de la canicule de 2003 - défraya longtemps la chronique ! Aujourd’hui, on sait bien que ce luxe de précautions était superflu (commander de quoi faire une double vaccination à l’ensemble de la population !) mais que se serait-il passé dans le cas contraire (aucun vaccin face à un virus hautement pathogène) ? Ce qui est fâcheux, toutefois, c’est que, si d’aventure, une nouvelle pandémie menaçait, mortelle cette fois-ci comme, par exemple, avec la grippe aviaire, les pouvoirs publics seraient probablement bien moins crédibles et y regarderaient vraisemblablement à deux fois avant d’engager des dépenses de prévention importantes. Surtout si c’est durant une période de crise économique analogue à celle que nous traversons.

Les laboratoires pharmaceutiques : on les a beaucoup critiqués et même parfois accusés de jeter de l’huile sur le feu. Il est certain que ce sont les seuls à sortir gagnants de cette mésaventure : ils ont pu vendre de nombreux vaccins à des prix certainement intéressants. On leur a reproché d’avoir propagé de fausses nouvelles sur la dangerosité de la pandémie mais il s’agit là d’une pure calomnie : ils n’avaient nul besoin d’en rajouter face à l’inquiétude ambiante. Les laboratoires pharmaceutiques sont des entreprises commerciales et, à ce titre, il est parfaitement compréhensible qu’ils aient cherché à profiter de l’aubaine qui se présentait à eux. La méfiance affichée à leur égard par une certaine partie de la population rappelle celle qu’on observe parfois en cas de décès face aux entreprises de pompes funèbre, accusées de « profiter du malheur des gens » : il en faut bien pourtant !   En revanche, le taux de réactivité des professionnels des vaccins a été satisfaisant puisque, quelques semaines après les prises de décision, on pouvait déjà disposer des premières doses pour les « personnes à risque » puis pour l’ensemble de la population. Que cela ait été finalement inutile est une autre histoire…

 La population générale : comme toujours quand elle est confrontée à une période de crise, elle s’est décomposée en trois groupes ; il y a eu ceux qui, terrorisés par les effets d’annonce, se sont précipités dans les centres de vaccination où, parfois, il y eut des bousculades et de forts mécontentements ; d’autres n’ont voulu entendre parler de rien et n’auraient pour rien au monde accepté de se faire vacciner, la pandémie se serait-elle révélée redoutable. Et puis il y a eu la grande masse des gens pour lesquels il était urgent d’attendre et qui ont défini leur attitude en fonction de l’évolution des informations et du bouche à oreille…

Les leçons de la pandémie

  Il existe des points positifs… :

 la connaissance des pandémies virales à progressé, fut-ce au prix de certaines erreurs. Des certitudes scientifiques ont été battues en brèche comme, par exemple, la notion de dangerosité d’une souche virale à grande diffusion dont on pensait qu’il était pratiquement impossible que, à une telle échelle, il n’y ait pas à terme de redoutables mutations. En fait, le virus de la grippe H1N1 a bel et bien muté comme en attestent les observations faites chez de nombreux malades. Appelée D222G, cette mutation a donné à certains virus la capacité de s’attaquer directement au système respiratoire de ces patients, les conduisant le plus souvent à une issue fatale. Comme cette caractéristique rappelait certaines mutations virales décrites avec les souches responsables de la grippe espagnole de sinistre mémoire, on a un temps craint le pire : mais non, la souche mutée n’a jamais supplanté le virus de départ sans qu’on sache vraiment pourquoi (tout se passait comme si la mutation ne survenait qu’une fois la maladie déjà présente chez ces malheureux sujets). Il y a certainement là de quoi réfléchir et réviser nos certitudes…

  la réactivité des autorités concernées a été rapide et c’est même ce que beaucoup leur reprochent ; il n’empêche : en cas de pandémie véritablement dangereuse, il semble que l’information aurait été délivrée avec suffisamment de diligence. De même que la fabrication des vaccins par les industries concernées ;

 la crise aura au moins eu le mérite d’attirer l’attention de toute une population sur le risque infectieux inhérent à nos sociétés évoluées… même si cela est à double tranchant.

… mais il existe aussi des points négatifs :

 le premier d’entre eux est évidemment économique : beaucoup d’argent s’est évaporé en temps d’informations polémiques, en personnel réquisitionné et, bien sûr, en fabrication de matériel spécifique (masques, vaccins, etc.). La disproportion entre les moyens mis en œuvre et la menace réelle est flagrante ;

 il reste d’évidents problèmes d’organisation qui n’ont pas été résolus et, en période de pandémie grave, cela pourrait s’avérer coûteux en vies humaines : je pense, par exemple, au temps perdu parce qu’on n’a pas voulu introduire le corps médical « libéral » dans la structure de vaccination ; on ne peut pas non plus ne pas évoquer l’insuffisance des structures hospitalières qui aurait été un vrai problème en cas de pandémie sérieuse ;

  la population a été alertée relativement tôt mais, hélas, surinformée, souvent de façon contradictoire. A tel point que certaines personnes en sont arrivées à ne plus écouter les conseils diffusés par les médias puisque se sentant incapables de faire la part du vrai et du faux ! Plus inquiétant encore, la cacophonie qui a accompagné la politique d’information sur la pandémie, les polémiques sur le gaspillage financier et l’impression que, en définitive, la montagne a accouché d’une souris ce qui tend à prouver que personne ne sait rien sur rien, ont conduit un grand nombre de nos concitoyens à remettre en cause la crédibilité des scientifiques et du système de santé dans son ensemble. Il s’agit là d’une attitude délétère - quoique explicable - qui risque de coûter très cher lors d’une nouvelle alerte sanitaire qui, elle, pourrait se révéler bien plus grave car, comme le dit l’adage : « Chat échaudé craint l’eau froide ».

Images

1. extension de la pandémie à début août 2009 (sources :   lorrain1.wordpress.com)   

2. (sources : fun.lapinbleu.org)

3. (sources : science.branchez-vous.com)

4. grippe espagnole (sources : 1N1-3 :  combattre-grippe-a.com) 

5. Marc Gentilini (sources : sites.radiofrance.fr)

6. (sources : pratique.fr) 

7. grippe aviaire (sources : grippeaviaire.blogspirit.com)

(Pour lire les légendes des illustrations, passer le pointeur de la souris dessus)

Mots-clés : grippe saisonnière - grippe espagnole - anticorps - immunité cellulaire - Organisation Mondiale de la Santé (OMS) - mutation D222G - grippe aviaire

(les mots en gris renvoient à des sites d'informations complémentaires)

Sujets apparentés sur le blog :

1. le vaccin de la grippe A (H1N1)

2. grippe A (H1N1), inquiétudes et réalités

3. les grandes pandémies

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mise à jour : 6 mars 2023

Le 24 avril 1990, un événement considérable bouleversa le monde jusque là fermé de l’astronomie : le lancement du télescope Hubble. On fête ces jours-ci les vingt ans de cet anniversaire, célébrant ainsi une date à partir de laquelle l’étude du ciel n’aura plus été la même tant le télescope spatial nous aura apporté de connaissances nouvelles et de photos extraordinaires. Avec lui, au-delà même des acquis scientifiques, l’astronomie est entrée de plein pied dans le domaine du grand public… Ce nom, Hubble, à présent connu de tous, lui a été donné en mémoire d’un des plus grands astronomes que le monde ait connu, un de ceux dont on peut réellement dire qu’il a fait avancer la pensée scientifique. Mais qui était donc Edwin Hubble ?

  les premières années

Edwin Powell Hubble vit le jour le 20 novembre 1889, troisième d’une lignée de sept, dans une petite ville de quelques milliers d’habitants, Marshfield dans le Missouri. Son père, un homme rigide et assez conservateur, était agent d’assurances tandis que, à la maison, sa mère s’occupait d’élever ses nombreux enfants. La famille étant plutôt aisée, la première partie de l’enfance d’Edwin se déroula paisiblement. En 1898, toutefois, un événement important perturba sa vie : son père fut nommé à Chicago et toute la famille émigra pour la grande ville, ou plutôt sa banlieue.

Au fur et à mesure que le temps passait, le jeune Edwin apprit à se distinguer. Selon les quelques témoignages de l’époque que nous avons de lui, c’était un grand et beau jeune homme dont la scolarité, sans être exceptionnelle, était très satisfaisante mais qui excellait surtout en sport, notamment au basket et à la gymnastique (le saut en hauteur était sa discipline de prédilection). Il avait également passé une grande partie de son adolescence à dévorer des livres d’aventures, notamment ceux de Jules Verne (20 000 lieues sous les mers, de la Terre à la Lune, etc.) ce qui l’avait conduit à se passionner pour l’astronomie. A l’université de Chicago, il entreprit donc un parcours en mathématique et en astronomie mais continuait toujours à exceller en sport. Toutefois, voulant se consacrer au football américain, il reçut une fin de non recevoir de son père qui trouvait ce sport trop violent et il se dirigea… vers la boxe où il acquit une certaine réputation (la légende affirme même qu’il affronta Marcel Cerdan).

En 1910, à 21 ans, il obtient une bourse afin de poursuivre ses études à Oxford et s’embarque pour l’Angleterre qui deviendra sa deuxième patrie. Il est en effet subjugué par les traditions et la façon de vivre des habitants du vieux pays et cherche à se transformer en « parfait gentleman », allant jusqu’à simuler un soupçon d’accent anglais. Durant les quelques années qu’il passera sur le vieux continent, il apprend le droit et continue d’exceller en sport. C’est à cette époque qu’il commence à fumer la pipe, un accessoire qui deviendra indissociable de son image au point qu’il l’arborera toute sa vie bien qu’étant devenu non-fumeur. Son père étant mort en 1913, il revient en Amérique pour rejoindre sa famille à présent installée à Louisville (Kentucky) et, tout en cherchant à exercer le droit, se trouve un travail de professeur d’espagnol et de physique. Tout aurait pu en rester là pour lui mais, bientôt, son existence change à nouveau car, convié à une réunion de la Société Américaine d’Astronomie, il y retrouve ses premières amours.

A l’époque, un des grands débats de la discipline concernait la nature des nébuleuses, ces sortes de taches plus ou moins pâles dont certaines arboraient des bras spiraux. Selon les théories en vigueur, elles ne pouvaient être que intragalactiques puisqu’on pensait qu’il n’existait qu’une seule et unique galaxie, la Voie lactée, qui renfermait toute la matière visible. Pourtant, des études discordantes avaient déjà été menées qui concluaient au rapprochement de la galaxie d’Andromède (décalage vers le bleu de son spectre) tandis que la plupart des autres avaient un spectre décalé vers le rouge (et donc s’éloignant de nous).

l'appel de l’astronomie

Hubble passe son doctorat d’astronomie à l’université de Chicago en 1917. A cette époque, bien sûr, la guerre fait rage en Europe et il est mobilisé… mais trop tard pour participer effectivement aux combats. Il en profite pour faire une sorte de tour d’Europe durant deux ans, entrant en contact avec la majorité des astronomes de différents pays auxquels il fit d’ailleurs assez bonne impression. Ce n’est qu’en 1919 qu’il rentre aux USA et obtient d’emblée de se faire affecter à l’observatoire du Mont Wilson qui possédait le plus grand télescope du moment.

une découverte immense et ses conséquences

      les premières années au mont Wilson

Lorsque Edwin Hubble intègre son nouveau poste, un homme règne en maître sur l’observatoire du Mont Wilson : Harlow Shapley (1885-1972), une autorité indiscutable en astronomie. C’est surtout un des principaux théoriciens de la grande galaxie, c'est-à-dire de l’idée selon laquelle il n’existe qu’une seule galaxie – dans laquelle nous nous trouvons – et en dehors de laquelle il n’existe rien. Comme nous l’avons déjà vu dans un sujet précédent (voir le sujet : les galaxies), depuis Emmanuel Kant, certains prétendaient qu’il pouvait exister des univers-îles situés au-delà de la Voie lactée, très loin dans le cosmos, comme des répliques de notre propre galaxie. Malheureusement pour eux, ils n’ont aucun moyen de prouver leurs affirmations et on en reste à la théorie de Shapley. Hubble, lui, ne semble pas avoir de position tranchée sur la question.

En 1921, Shapley quitte le mont Wilson en laissant le champ libre à Hubble.  Ce dernier poursuit un long travail sur la classification, d’après leurs formes, des « nébuleuses » mais il s’intéresse aussi à celle dont on ne sait pas encore qu’elle est notre plus proche voisine : la grande galaxie d’Andromède M31. C’est un objet particulièrement intéressant car on peut y trouver de nombreuses novae (dont on ne connait pas encore la nature exacte) or Hubble pense qu’il pourra peut-être en calculer la distance. C’est en effectuant ce travail de fourmi qu’il repère un petit point brillant qu’il finit par identifier : une céphéide.

      céphéides et détermination des distances extragalactiques

Les céphéides sont des étoiles variables dont les différences de luminosité sont régulières et prévisibles (voir le sujet céphéides). Leurs caractéristiques ont été découvertes par la remarquable astronome que fut Henrietta Leavitt (1868-1921), trop longtemps et injustement oubliée (elle aurait certainement mérité un prix Nobel qu’elle n’aura jamais). Observant ce type d’étoiles variables dans le petit nuage de Magellan (galaxie naine satellite de la Voie lactée), Leavitt avait en effet remarqué que leur brillance est en rapport avec la durée de leur période de variation et, établissant une relation entre ces deux caractéristiques, elle arriva à en déduire leur éloignement. A l’époque de Hubble, la confirmation expérimentale de cette relation remonte déjà à plusieurs années (1916) et elle est due à… Harlow Shapley !  Edwin Hubble n’a plus qu’à faire ses calculs qui sont indiscutables : Andromède est située d’après lui à 900 000 années-lumière, c'est-à-dire bien trop loin pour faire partie de notre galaxie (on sait aujourd’hui qu’elle est en réalité à environ 2,5 millions d’années-lumière de nous). Dans la foulée, il observe les céphéides d’autres nébuleuses (M33, NGC 6822, etc.) et démontre leur position extragalactique. Il présente ses conclusions au congrès de la Société Américaine d’Astronomie en 1925. Face à ce qu’il faut bien appeler des preuves sans appel, Shapley reconnait son erreur et propose de débaptiser ces « nébuleuses » en « galaxies » un terme que, curieusement, Hubble n’utilisera jamais.

      l’univers en expansion

A ce moment de la vie de Hubble, il existe plusieurs certitudes :

1.    Les tâches floues appelées jusqu’alors nébuleuses sont en fait des galaxies comme la nôtre et certaines sont situées très loin dans l’espace ;

2.   Quelques unes de ces galaxies, à l’instar d’Andromède, se rapprochent de la Voie lactée (décalage spectral vers le bleu) mais la plupart s’en éloignent (décalage - Redshift en anglais - vers le rouge) ;

3.   Einstein a publié en 1917 sa théorie de la relativité générale (voir le sujet : théorie de la relativité générale) dans laquelle, pour contrebalancer les forces gravitationnelles d’attraction existant entre les objets cosmiques, il a introduit une force répulsive afin que son « univers » reste stationnaire. Toutefois, de nombreux scientifiques n’ont pas été convaincus par cet « artifice » de calcul et, reprenant les équations einsteiniennes, en sont arrivés à la conclusion que l’Univers ne peut être qu’en expansion (entre autres, Willem de Sitter, Alexander Friedmann et l’abbé mathématicien belge, Georges Lemaître, père de la théorie du Big bang).

Edwin Hubble travaille d’arrache-pied sur la question et, en 1929, il présente un article qui fera date : « Sur la relation entre la distance et la vitesse radiale de nébuleuses extragalactiques », article dans lequel il introduit une équation reliant vitesse et éloignement des galaxies où une constante H (dite constante de Hubble) lie les deux parties. Il estime cette constante à environ 500 km/sec et par mégaparsec (unité pratique en astronomie, le parsec vaut 3,2616 années-lumière et le mégaparsec un million de fois plus); on sait aujourd’hui que cette valeur est d’à  peu près 70 km/s/Mpc mais peu importe : Hubble a été le premier à démontrer l’expansion de l’Univers, une découverte majeure pour l’astronomie et la cosmologie scientifique puisque, au-delà de l’expansion elle-même, c’est elle qui a permis de définir l’âge de l’Univers.

 les années de gloire

Bien que continuant à travailler avec acharnement sur la classification des galaxies (une classification toujours en vigueur aujourd’hui), Hubble, souvent en compagnie de son ami Einstein, gloire de l’époque s’il en fut, fuit le monde des scientifiques. Il préfère les Arts et Spectacles, lie nombre d’amitiés dans le monde du cinéma d’Hollywood, rencontre Aldous Huxley qui deviendra son grand ami, fréquente les milieux dirigeants de la presse (Randolph Hearst), de la musique… En somme, il devient ce que l’on nomme aujourd’hui de l’atroce mot de « people ». Le corollaire de cet engagement est qu’il ne fréquente plus guère les conférences et colloques scientifiques, a plutôt tendance à snober les autres astronomes (que le lui rendront bien) et ne cherche pas du tout les promotions administratives.

Il ne faudrait pas croire pour autant qu’il a abandonné ses observations qu’il continue avec acharnement mais le télescope du mont Wilson devient pour lui un peu étroit et, comme toute une génération d’astronomes, il attend avec impatience la mise en service du télescope géant (pour l’époque) du mont Palomar.

  les années du crépuscule

La deuxième guerre mondiale venant de s’achever, il postule pour devenir le directeur de l’observatoire du mont Wilson mais on le lui refuse au motif qu’il est plus préoccupé par son activité auprès des gloires d’Hollywood que par l’astronomie. C’est totalement injuste car il a toujours continué de pratiquer avec brio la discipline mais on lui fait probablement payer là une supposée indifférence – voire une certaine arrogance disent d'autres – vis-à-vis du petit monde des scientifiques.

Le télescope du mont Palomar est mis en service en 1948 et, tout naturellement, compte tenu de sa contribution passée à l’avancée de la discipline, il demande une part importante du temps d’observation : le comité d’attribution refuse son programme jugé passéiste…

Edwin Powell Hubble meurt d’un infarctus du myocarde le 28 septembre 1953 à l’âge de 64 ans. Sa veuve refusa d’organiser un service funèbre et nul ne sait ce qu’il advint de sa dépouille.

  au Panthéon des scientifiques

Lorsqu’on se penche sur l’histoire des Sciences, on se rend compte que, la plupart du temps, les avancées sont lentes, parfois même laborieuses. Ce sont le plus souvent les efforts d’équipes multidisciplinaires qui permettent des découvertes véritables. Parce que la Science est toujours une remise en cause permanente des acquis au fur et à mesure du progrès des techniques et des idées mais également parce que la nouveauté repose sur le monde immense des pensées précédentes.

Toutefois, il existe de temps à autre de grands noms qui ne doivent (presque) rien à personne, de grands noms dont les contributions majeures arrivent à changer le cours des choses. Darwin fut certainement un des plus grands noms de la biologie parce qu’il inaugura une manière nouvelle d’appréhender la Vie, à contre-courant des préjugés de son époque. Einstein repensa littéralement la physique au point que, après lui, elle ne fut plus jamais la même. Rutherford contribua fortement à comprendre les mécanismes restés longtemps ignorés de la radioactivité, etc. Edwin Hubble fut, dans le domaine de l’astronomie un de ces hommes là et ce n’est que justice que l’on ait donné son nom au télescope spatial qui restera pour longtemps un des outils les plus remarquables que les hommes aient jamais construit.

Sources :

Ciel et Espace, HS n°14, avril 2010 (www.cieletespace.fr ) ;

https://edwinhubble.com ;

https://space.about.com ;

Images

1. Edwin Hubble (sources : www.pnas.org)

2. l'université d'Oxford (sources : www.pays-monde.fr)

3. l'observatoire du Mont Wilson (sources : www.astronomique.com)

4. la galaxie du Triangle M33 (sources : astro2009.futura-sciences.com)

5. redshift et constante de Hubble (sources : www.astropolis.fr)

6. télescope du Mont Palomar (sources : astro2009.futura-sciences.com) 

(Pour lire les légendes des illustrations, passer le pointeur de la souris dessus)

Mots-clés : télescope spatial Hubble -  observatoire du Mont Wilson - Harlow Shapley - céphéides - Henrietta Leavitt - constante de Hubble - observatoire du Mont Palomar

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 Mise à jour : 7 mars 2023

Dans mon dernier sujet d’astronomie, j’évoquais l’apparition des premières galaxies et les interrogations que suscite leur création (voir sujet : les premières galaxies ) ; il y était question de courants « froids », nouvelle théorie qui venait s’opposer à celle, classique, selon laquelle ce sont des courants de gaz bien plus chauds qui seraient à l’origine des premières concentrations d’étoiles (voir sujet : le Big bang et le début de l’Univers ) ; dans les deux cas, on aboutissait à la formation de ces premières galaxies par la condensation d’immenses filaments de gaz.

Preuve que l’astronomie – ou plutôt ici la cosmologie scientifique – est en pleine effervescence, voici qu’interviennent à présent de nouveaux personnages : les quasars, objets les plus brillants de l’Univers, d’autant plus brillants qu’on regarde loin, c’est-à-dire dans le passé, et supposés traduire la présence de gigantesques trous noirs galactiques. On finit par s’y perdre : est-il envisageable de comprendre ce qu’il s’est passé lors des tout premiers moments de l’Univers ?

Les acteurs en présence

·         Le Big bang

Sans revenir sur les détails (déjà longuement évoqués) de la théorie, rappelons seulement qu’il aura fallu environ 300 000 ans pour que le monde devienne transparent et que les atomes de la matière puissent se créer et se stabiliser. Avant, il n’y avait qu’un magma initial incommensurablement chaud et c’est en refroidissant que ce magma a donc permis l’apparition de la lumière et de la matière que nous connaissons. De ce moment bien précis, il reste le rayonnement fossile (ou cosmologique, voir le sujet : fonds diffus cosmologique), encore perceptible dans toutes les directions célestes. Ensuite, la matière s’est condensée pour former les premières étoiles.

·         Les filaments cosmiques

La répartition des galaxies dans l’Univers n’est pas homogène : celles-ci se distribuent le long de filaments "cosmiques", créés juste après le Big bang et séparés par d’immenses étendues de vide, un peu comme les limites de bulles gigantesques placées côte à côte. La condensation des gaz par l’effet des forces gravitationnelles aurait permis la création le long de ces filaments des premières galaxies dont on comprend dès lors la répartition spéciale.

·         Les quasars

Lorsqu’on observe les galaxies, le plus souvent on trouve en leurs centres des objets très lumineux, les quasars (ou quasi-stellar radio-sources). Il est même arrivé que ces objets extraordinaires aient pu être confondus avec de véritables étoiles car leur intense lumière éclipsait celle des étoiles de la galaxie au sein de laquelle ils siègent (un article presque entier leur a déjà été consacré). Il aura fallu bien des observations et des controverses pour qu’on soit pratiquement certains aujourd’hui que ces quasars sont les signes indirects de trous noirs galactiques. Il faut par ailleurs noter que, plus on regarde loin dans le passé, plus ces quasars sont lumineux.

·         Les trous noirs

Il existe différentes variétés de trous noirs mais ceux qui nous intéressent aujourd’hui sont les trous noirs galactiques, c'est-à-dire ceux siégeant au centre d’une galaxie (chaque galaxie – y compris la nôtre – est supposée en posséder un). Dans les premiers temps, ces trous noirs (dont, rappelons-le, rien ne peut s’échapper, pas même la lumière) avaient beaucoup d’étoiles à leur portée et donc une activité intense : ils ont, bien sûr, grossi mais autour d’eux s’est progressivement créé un espace vidé de ses étoiles d’où leur baisse de vitalité. Comme leur activité est visible indirectement sous la forme de quasars, on comprend que ces derniers aient été bien plus lumineux et gigantesques par le passé et que, dans la plupart des galaxies proches, on ne mette plus en évidence que des « miniquasars ».

Jusqu’aux environs des années 2000, il n’y avait guère de suspense : les galaxies s’étaient créées par densification et accrétion des nuages de gaz, sous l’effet de la gravité, le long des filaments cosmiques. Une observation plus fine devait donc permettre de trouver dans le ciel lointain - celui des débuts - de petites galaxies devenant de plus en plus massives au fur et à mesure de leur vieillissement. On a donc demandé au télescope Hubble de nous confirmer tout ça… et c’est alors que la surprise a été de taille.

Les nouvelles observations de Hubble

On ne dira jamais assez tout l’intérêt scientifique qu’aura représenté (et représente encore dans l’attente de son successeur) le télescope spatial Hubble. Pour la première fois de son histoire, grâce à lui, l’Humanité a pu s’affranchir de sa planète et de son atmosphère quasi-oblitérante pour des observations visuelles de longue durée, incomparables en finesse et en pureté (dans d’autres domaines, notamment dans le non visuel, les observatoires terrestres internationaux du Chili sont également très performants). Un des domaines de prédilection du télescope Hubble est le ciel lointain, autrement dit le champ extragalactique, et, là, le moins que l’on puisse affirmer, c’est que les résultats de ses observations ont jeté un certain doute sur les théories alors en vigueur.

·         Des galaxies au plus loin de ce que l’on observe

Avant Hubble, on pensait qu’il avait fallu un certain temps, estimé au minimum à 1 ou 2 milliards d’années après le Big bang, pour qu’apparaissent les premières galaxies, une durée qui semblait suffisamment raisonnable pour la création et le rassemblement notable des toutes premières étoiles. Au fil des années, Hubble a observé de plus en plus loin dans l’espace (et, donc, comme on l’a déjà dit, dans le passé). Seulement voilà : en repoussant les limites d’observation de 5 à 6 milliards d’années-lumière jusqu’à récemment plus de 13 milliards d’années-lumière (soit 6 à 700 000 ans après le Big bang), on a eu une grosse surprise : même si loin dans le passé, il y a quand même des galaxies et en nombre… Premier accroc à la théorie jusque là admise.

·         Des galaxies géantes depuis le début

Classiquement, la théorie prévoyait un fait parfaitement logique : les galaxies se seraient formées peu à peu, par réunion de conglomérats d’étoiles. Du coup, dans cette vision, les galaxies sont d’abord petites puis grossissent lentement avec le temps jusqu’à former, des milliards d’années plus tard, des galaxies géantes. Oui mais ce n’est pas ce qui a été découvert par le télescope : ses clichés sont formels et des galaxies géantes (regroupant plus de mille milliards d’étoiles alors que, pour mémoire, la Voie lactée, notre galaxie, n’en renferme « que » 150 à 200 milliards) sont observables dès le premier milliard d’années après le Big bang. Comment cela est-il possible ? Deuxième accroc.

·         les trous noirs massifs des premières galaxies

Il est parfaitement possible de calculer pour chaque galaxie le rapport entre leur masse proprement dite et celle de leur trou noir central et là aussi les chiffres recèlent des surprises apparemment difficiles à expliquer. Pour les galaxies (relativement) proches, situées entre 1 et 6 milliards d’années-lumière, on trouve un rapport d’environ 700. Énoncé autrement, cela veut dire que ces galaxies « pèsent » approximativement 700 fois plus que leur trou noir. En observant plus loin, vers 10 milliards d’années-lumière, le rapport tombe à 300/400… et même à 200 pour les galaxies du début, vers 12 milliards d’années-lumière. Les calculs sont vite faits car, la matière étant toujours la même, il n’y a qu’une explication envisageable : les trous noirs du lointain passé étaient (beaucoup) plus massifs que les plus récents.  Comment faire coïncider cette découverte avec une théorie crédible ? Troisième accroc.

La théorie des trous noirs créateurs

C’est à ce stade des réflexions que la presse spécialisée s’est faite récemment le porte-parole d’une nouvelle approche : ce ne serait pas les étoiles qui auraient été formées en premier, juste après le Big bang, mais des trous noirs supermassifs dont l’activité aurait engendré les premières étoiles et galaxies.  Il s’agit d’une toute nouvelle théorie présentée par un astrophysicien du nom de David Elbaz (CEA de Saclay) et elle mérite, semble-t-il, qu’on s’y attarde un peu. 

Contrairement aux théories classiques, les trous noirs préexisteraient, on vient de le dire, à tout le reste. On connait ce type d’objets, forcément de façon indirecte puisqu’ils ne sont par définition pas visibles, grâce aux quasars qui les entourent : ces derniers, les sources les plus brillantes du ciel, sont probablement le résultat de la consumation de la matière absorbée par un trou noir ; c’est le seul moyen d’expliquer leur toute petite taille alors que leur luminosité dépasse parfois celle de la galaxie entière où ils se trouvent !

Imaginons-donc un quasar très actif, témoin du trou noir « phagocyteur » de matière qu’il entoure : les monstrueux jets de gaz propulsés par le trou noir tandis qu’il détruit la matière (voir le sujet trous noirs) provoquent dans un premier temps l’augmentation de sa taille ; par la suite, les tourbillons de gaz qui l’entourent entraînent la création d’un fantastique champ magnétique et c’est aux deux pôles de celui-ci que des faisceaux de gaz brûlant jaillissent pour traverser l’espace de part et d’autre du trou noir. Rencontrant alors des nuages d’hélium et d’hydrogène, ces faisceaux provoquent une considérable augmentation de la température locale et donc des réactions de fusion nucléaire : la conséquence en est connue et c’est l’éclosion de nouvelles étoiles pouvant assez rapidement s’agglutiner de manière à former des ensembles galactiques… Voilà une façon assez logique d’expliquer la présence très précoce de galaxies dans le passé de l’Univers. D’ogres abominables détruisant toute matière à sa portée, le trou noir, tel un Janus astronomique, est également propulsé au rôle de créateur d’étoiles !

Qu’en pense le petit microcosme de l’astronomie moderne ? Eh bien, comme toujours, il est divisé : certains sont enthousiasmés par cette nouvelle approche conceptuelle tandis que d’autres sont plus que sceptiques, avançant que le gaz entourant le quasar n’est que repoussé au loin sans création de nouvelles étoiles. La solution viendra peut-être d’une approche intermédiaire : le titulaire de la chaire d’astronomie de l’université d’Oxford déclarait récemment qu’il était possible que les trous noirs créent dans un premier temps des myriades d’étoiles avant que les gaz ne soient repoussés par sa force conjuguée au souffle de l’explosion des supernovae nouvellement formées.

L’avenir du passé

La barrière d’observation indépassable (étant donné, en tout cas, l’état actuel de nos connaissances) reste ce rayonnement fossile déjà évoqué, témoin de l’apparition de la lumière. Le télescope Hubble nous a permis de nous approcher de manière relativement fine jusqu’à environ 600 000 années-lumière du Big bang, c’est-à dire à quelques centaines de milliers d’années du point de départ (visible) ; la période encore manquante entre les observations de Hubble et le rayonnement fossile est probablement la plus intéressante de l’histoire de notre univers puisque son décryptage permettrait de trancher de façon presque définitive sur la formation des premières étoiles : on pourrait ainsi savoir quelle était la véritable nature des nuages de gaz concernés, pourquoi (et comment) la répartition des galaxies est ce qu’elle est, si les trous noirs primordiaux ont réellement contribué à l’amorce des galaxies, bref, toutes ces questions fondamentales qui passionnent la communauté astronomique internationale. Or, nous ne sommes pas très loin d’aboutir : dans quelques années, le successeur de Hubble, le télescope spatial James Webb, plus performant et bénéficiant de l’expérience de son illustre prédécesseur, sera enfin lancé et il devrait nous apporter les réponses à toutes ces questions. Peut-être.

Sources : Science & Vie, 1111, avril 2010

Images

1. ciel extragalactique : la nébuleuse d'Andromède m31 (sources : faculty.physics.tamu.edu)

2. filaments cosmique (simulation) (sources :  www.insu.cnrs.fr)

3. le quasar 3C 273 (sources : www.physics.uc.edu) 

4. fusion de galaxies (sources :  www.astronoo.com)

5. trou noir (vue d'artiste) (sources : boulesteix.blog.lemonde.fr) 

(Pour lire les légendes des illustrations, passer le pointeur de la souris dessus)

Mots-clés : galaxies premières - Big bang - cosmologie scientifique - quasars - rayonnement fossile (fonds diffus cosmologique) - filaments cosmiques - trous noirs galactiques - télescope spatial Hubble (en anglais et en français) - David Elbaz - télescope spatial James Webb

 (les mots en blanc renvoient à des sites d'informations complémentaires)

Sujets connexes sur le blog :

1. avant le Big bang

2. les étoiles primordiales

3. la théorie des cordes ou l'Univers repensé

4. les premières galaxies

5. Big bang et origine de l'Univers

6. trous noirs

7. les galaxies

8. pulsars et quasars

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Mise à jour : 2 mars 2023

     Beaucoup de nos contemporains – et pas forcément les moins avertis – n’arrivent pas à comprendre comment l’œil, organe complexe, a pu se constituer de façon progressive au fil des âges alors que, d’après eux, cet organe ne peut être fonctionnel que dans sa forme définitive : comment l’évolution aurait-elle pu retenir « des organes visuels incomplets et donc fonctionnellement impropres », argumentent-ils en souriant. J’ai déjà eu l’occasion d’évoquer ce (faux) problème dans un précédent sujet (voir l’œil, organe-phare de l’évolution).

     De la même façon, bien des gens n’arrivent pas à saisir l’origine des morphologies végétales ou des comportements animaux en apparence extraordinaires, de ces cas que l’on appelle volontiers « des merveilles ou des miracles de la nature ». A partir de quelques exemples, je vais essayer d’expliquer pourquoi la sélection naturelle, et elle seule, est ici à prendre en compte. Il va de soi que, au-delà des quelques modèles retenus, l’approche est bien entendu partout la même.

Des exemples étranges mais édifiants

     Observons dans un premier temps quelques cas de comportements surprenants glanés dans la littérature éthologiste puis, dans un second temps, nous essaierons de trouver une explication à ces « merveilles de la Nature », explications qui, comme on le verra, sont pratiquement toujours les mêmes.

·         l’orchidée « trompe-insectes »

     Les orchidées ont une stratégie bien particulière pour se reproduire : elles se servent d’insectes venus se repaître de leur nectar pour les enduire de pollen qui sera alors transporté vers une autre orchidée. Sauf que l’orchidée ne possède pas de nectar et, pour attirer par exemple une guêpe, elle secrète une phéromone précise, c'est-à-dire une odeur identique à celle de la guêpe femelle. Plus encore, certaines orchidées vont jusqu’à posséder une lèvre inférieure (le labelle) identique en forme et en texture au corps de l’insecte femelle (poilue si la fleur cherche à tromper une abeille, glabre pour une guêpe). L’illusion est presque totale : certains naturalistes ont déclaré qu’il leur avait fallu se pencher de près pour s’assurer qu’il s’agissait bien d’une excroissance de l’orchidée qu’ils apercevaient et non véritablement d’une guêpe. C’est ce que l’on appelle du mimétisme. De fait, la fleur trompe vraiment l’insecte qui « croit » avoir affaire à une femelle de son espèce : il va chercher à copuler en se frottant sur l’orchidée et, ce faisant, se barbouille de pollen… qu’il ira déposer sur une autre orchidée prise là aussi, pour quelqu’un d’autre ! Cette « pseudo-copulation », une trouvaille vraiment performante de la Nature pour les orchidées, a évolué de façon indépendante sur trois continents. La question qu’on se pose immédiatement est la suivante : il paraît difficile de croire qu’un mécanisme aussi compliqué, alliant morphologie mimétique (le labelle de l’orchidée) et chimie (la phéromone trompeuse), se soit constitué progressivement : en effet, comment expliquer que la sélection naturelle – qui ne laisse subsister que les éléments favorables – ait pu permettre le maintien d’étapes intermédiaires, forcément inabouties, et, du coup, très désavantageuses pour les orchidées « incomplètes » ? Au premier abord, on pense à l’agencement d’un procédé d’emblée fonctionnel : on se retrouve donc proche du créationnisme… et loin de la réalité, comme on le verra plus tard.

·         la guêpe fouisseuse

     J’ai évoqué dans le sujet « indifférence de la Nature » et à la suite des travaux du formidable entomologiste que fut Jean-Henri Fabre, le comportement bien spécifique de la guêpe fouisseuse dont l’indifférence pour la douleur de ses proies peut sembler de la cruauté à un œil non averti. Fabre imagina avec cet insecte une expérience devenue classique. Il avait remarqué que lorsqu’elle revient vers son trou avec une proie qu’elle a paralysée, la guêpe fouisseuse dépose d’abord sa victime à proximité de son antre puis pénètre dans cette celle-ci afin, semble-t-il, de vérifier que tout y est normal et qu’il n’y a aucun danger pour elle, que, par exemple, nul intrus n’y a pénétré en son absence. C’est seulement après s’être ainsi rassurée que la guêpe tire sa victime dans le trou pour la faire dévorer vivante par ses larves. Voilà un comportement bien singulier qui pourrait démontrer une certaine forme d’intelligence. Difficile en effet de croire à première vue qu’une telle attitude ne s’est pas imposée à la guêpe en une seule fois et que ce n’est que progressivement avec le temps qu’elle y a eu recours. Fabre eut donc l’idée de déplacer de quelques cm la proie pendant l’inspection de son domicile par l’insecte. Face à ce changement et une fois ressortie, la guêpe se met normalement en quête de sa proie et la retrouve facilement. Elle la ramène donc mais, bizarrement, repart inspecter son trou comme la première fois. Une troisième tentative donnera les mêmes résultats. On pourra déplacer cinquante fois la proie, chaque fois la guêpe la retrouvera mais recommencera immuablement son manège d’inspection : tout se passe comme si, tel un programme d’ordinateur, l’attitude de l’insecte avait été « réinitialisée », l’obligeant indéfiniment à repasser par les mêmes séquences… La guêpe est facile à tromper et il n’y a ici nulle intelligence...

     Mais, me direz-vous, il existe peut-être une autre explication : la vue de la guêpe serait éventuellement approximative, de mauvaise qualité, ce qui expliquerait ses « erreurs » (mais pas le soin apporté par l’orchidée déjà citée pour mimer parfaitement le corps de la femelle, on y reviendra). L’explication ne tient pas. En effet, avec le même insecte, l’éthologiste (et prix Nobel) Nicolaas Tinbergen procède de la façon suivante : après avoir repéré le trou d’une guêpe fouisseuse (ici de la variété Philantus, chasseuse d’abeilles), il attend que la guêpe soit dans sa cachette et dispose quelques repères visuels autour d’elle tels une pierre, des brindilles, etc. avant de disparaître. La guêpe sort, décrit trois ou quatre cercles comme pour visualiser mentalement le lieu et s’envole, parfois loin et longtemps, pour trouver une proie. Tinbergen déplace alors les brindilles de quelques mètres. Invariablement, à son retour, la guêpe manque son trou et plonge dans la partie du sol où, d’après ses repères, il aurait dû se trouver. L’insecte a donc une excellente vue (ainsi qu’une très bonne mémoire photographique) mais son comportement est automatique et irréfléchi. Il s’agit à l’évidence d’un comportement génétiquement acquis et il est peu vraisemblable que cela se soit fait en une fois.

·         La mouette commune

     Prenons à présent l’exemple d’un oiseau, la mouette. Pourrait-on trouver chez elle des comportements relevant d’une « intelligence » réfléchie ? Celle-ci a une réaction très caractéristique lorsqu’elle s’aperçoit qu’un de ses œufs a roulé hors du nid (qui est situé à même le sol) : elle s’étire afin d’attraper l’œuf pour le faire avancer sous son bec vers le nid. Comportement remarquable prouvant que l’oiseau, à l’instinct maternel exacerbé, est capable de comprendre que son (futur) petit est en danger ? Certainement pas puisque les éthologues ont pu montrer qu’un tel geste se produit également en présence d’un œuf de poule, d’une pelote de ficelle ou d’une canette de bière.

     Concernant toujours la mouette (mais les exemples foisonnent dans toutes les espèces), on sait que les jeunes mouettes mangeuses d’anchois quémandent de la nourriture à leurs parents et toujours de la même façon : en cognant avec leurs becs sur le point rouge du bec parental. Substituons une forme en carton ressemblant vaguement à une mouette adulte mais porteuse d’un point rouge : les petits cognent dessus et ouvrent leurs becs ; chez les mouettes tout se passe comme si les oisillons ne voyaient de leurs parents qu’un point rouge…

·         La dinde meurtrière

     Dans son livre « Qu’est-ce que l’évolution ? » (Hachette, collection Pluriel), Richard Dawkins rapporte une anecdote étrange concernant cette fois-ci la dinde. Cette dernière, on le sait, est féroce pour tout ce qui concerne la survie de ses petits qui, il est vrai, est parfois problématique tant les prédateurs (belettes, renards, rats, etc.) sont nombreux. La dinde a recours à un comportement très primaire mais également très efficace : elle attaque tout ce qui bouge et ne crie pas comme ses petits. Un éthologue célèbre se rendit compte un jour qu’une de ses dindes avait massacré tous ses petits. Intrigué, il se pencha sur ce problème très spécial et s’aperçut tout bêtement que la dinde en question était sourde ! Pour une dinde, voir quelque chose qui bouge, qui ressemble à ses petits, qui vient en toute confiance se protéger auprès d’elle, ne peut être qu’un ennemi si elle n’entend pas aussi les piaillements accompagnateurs de sa marmaille…

     Tous ces exemples, choisis parmi tant d’autres, ne sont destinés qu’à montrer qu’il n’existe pas dans la Nature (sauf chez l’Homme et certains primates) de comportements qui ne soient pas génétiquement acquis, et donc ne tombant pas sous le poids de l’évolution. J’ajoute que, bien sûr, l’apprentissage est certainement possible chez l’animal mais il s’agit alors d’un autre contexte. La construction de ces processus est par ailleurs forcément progressive, jamais aboutie du premier coup, nous en reparlerons. Je voudrais à présent terminer ce chapitre par une autre « merveille de la Nature » qui a fait souvent parler d’elle chez les créationnistes ébahis face à cette perfection, la danse des abeilles.

·         La danse des abeilles

     Karl Von Frisch qui fut avec Konrad Lorenz un des fondateurs de l’éthologie moderne rapporte qu’il fut un jour intrigué par le manège étrange d’une abeille : après avoir repéré un peu d’eau sucrée, cette abeille (que Frisch avait préalablement marquée) retourna à sa ruche pour y effectuer une « danse en rond » qui attira immédiatement l’attention de ses congénères. Tous s’envolèrent alors vers la source d’eau sucrée… On sait à présent que cette danse en rond se rapporte à des cibles situées relativement près de la ruche (une trentaine de mètres) mais que pour des distances plus importantes, il existe un autre type de communication codée appelée « danse frétillante ». Cette danse est effectuée à l’intérieur de la ruche, sur la face verticale du rayon, c'est-à-dire dans l’ombre, sans que les autres abeilles puissent la voir. Ce sont en fait les petits bruits cadencés accompagnant la danse qui sont perçus par les autres insectes : l’abeille informatrice effectue un parcours en huit sans cesse répété et c’est la portion rectiligne au sein de ce mouvement qui indique la direction à suivre. En réalité, les abeilles perçoivent le soleil (même caché par des nuages) grâce à la direction de la polarisation de la lumière… et transcrivent l’information dans leur petit manège. Plus encore, au moyen d’une « horloge interne », l’insecte « dansant » fait subir une rotation à la fraction rectiligne de sa danse de façon à rester en phase, au fil des heures, avec le mouvement du soleil. D’ailleurs, les abeilles de l’hémisphère sud font exactement la même chose mais en sens contraire comme il se doit ! Ce moyen de communication inné permet donc aux abeilles d’indiquer à leurs congénères non seulement la distance mais aussi la direction de l’endroit à explorer. Il s’agit d’un mode de transmission de l’information très rare chez les animaux et il est vraisemblable que, apportant un avantage évolutif certain, il a alors été retenu par la Nature. Cette découverte et les travaux s’y rapportant valurent d’ailleurs en 1973 le prix Nobel de physiologie à Von Frisch. Il semble difficile en première analyse de croire qu’un processus aussi extraordinaire et élaboré ait pu être progressivement sélectionné par l’évolution et pourtant…

L’orgueil de l'Homme, encore et toujours

* Le temps

     Imaginons un homme vivant, disons, en 1925 qui, grâce à une machine à voyager dans le temps, serait brusquement projeté de nos jours. A part quelques inévitables différences culturelles et sociétales, cet homme, biologiquement et intellectuellement parlant, est tout à fait semblable à n’importe lequel de nos contemporains. Présentons lui, par exemple, un de ces petits organiseurs informatiques que beaucoup d’entre nous possèdent : ne serait-il pas éberlué de voir le concentré de technologie mis à sa portée ? Quoi, cette petite machine tenant dans le creux d’une main est capable d’afficher des photos ou des films pris par lui-même ou par d’autres, de restituer des musiques, de traduire des textes, de prendre et rappeler des rendez-vous, de posséder une bibliothèque de plusieurs centaines de livres et, plus encore, de communiquer en temps réel avec le reste du monde par le biais d’Internet ? Notre homme de 1925 serait stupéfait, incrédule et soupçonnerait, pourquoi pas ?, quelque diablerie. Comment pourrait-il comprendre – à moins qu’on lui explique le cheminement intellectuel et industriel de la chose – qu’il s’agit d’un objet ayant été le centre de milliers d’agencements successifs, d’erreurs, d’impasses technologiques, de petites et grandes découvertes, tout cela mis bout à bout : face à l’objet fini que représente l’organiseur électronique qu’on lui présente, il se trouverait dans la même situation que le créationniste confondu par la complexité et la haute spécificité de la danse des abeilles ou du mimétisme de l’orchidée…

     Il existe toutefois ici deux différences fondamentales avec l’œuvre de la Nature. D’abord, la complexification technologique progressive de l’organiseur est le fruit du travail minutieux et mille fois répété des hommes : à la différence de l‘évolution, il ne s’agit pas de transformations dues au hasard et à la pression de sélection mais bel et bien d’un cheminement intellectuel et conceptuel.  Ensuite, cette (apparente) extraordinaire fabrication s’est faite en peu de temps, en quelques dizaines d’années, ce qui est normal puisque due à l’intelligence dirigée des hommes. Voilà le point sur lequel, je souhaitais insister : dans la Nature, les « objets finis » que nous observons ne se sont constitués qu’au long de millions d’années, après des millions de générations d’êtres vivants nous ayant précédés. L’évolution, la sélection naturelle, ont permis cette progression, non sans erreurs, non sans retours en arrière ou changements multiples de milieux et donc de conditions de sélection, le tout au rythme des mutations génétiques, forcément peu fréquentes pour celles qui ont été retenues. Des mutations, des aménagements qui ont été sélectionnés par l’environnement et la compétition entre les différentes espèces vivantes selon un principe immuable : le hasard qui a permis à telle ou telle mutation de s’exprimer selon les circonstances, à certaines de disparaître, à d’autres de prospérer.

* La progressivité

     Il faut donc du temps, beaucoup de temps pour qu’apparaisse un caractère favorable à une espèce et susceptible d’être intégré à tous ses descendants. C’est encore plus vrai pour un ensemble de caractéristiques conduisant à un organe complexe ou à l’acquisition d’une procédure ou d’un comportement. Cette acquisition se fait petit à petit, à la suite de modifications le plus souvent minimes au point qu’elles peuvent presque passer inaperçues. Oui mais, disent les créationnistes, comment expliquer les étapes intermédiaires durant lesquelles la fonction n’est pas encore apparue ; pourquoi l’évolution les retiendrait-elles puisqu’elles n’apportent rien (ou handicapent) l’individu qui en est porteur ? Tout  a forcément été créé d’un seul coup ! Eh bien les créationnistes ont tort car les étapes intermédiaires « peuvent apporter quelque chose » qui n’est pas (encore) le bénéfice d’arrivée mais suffisant néanmoins pour ne pas être éliminé et oublié. L’organe (ou le processus) incomplet a une fonction encore embryonnaire, archaïque (parfois totalement différente de celle d’arrivée) mais conférant dans tous les cas un avantage sélectif au porteur.

     Les orchidées primitives n’avaient pas de nectar et étaient confrontées au problème de la diffusion de leur pollen. Une modification est un jour survenue sur l’une d’entre elles qui a permis, en trompant plus facilement un insecte, de permettre à cette orchidée d’avoir plus de descendants que les autres. La compétition engagée entre les orchidées a fait s’améliorer peu à peu le « piège » qui, au départ, était loin d’être parfait et ne fonctionnait peut-être qu’avec quelques rares insectes, seulement sous certaines conditions d’éclairage, de température, etc. Ce que nous observons aujourd’hui, c’est le résultat de cette évolution, c'est-à-dire un piège bien plus élaboré… et sa complexité peut étonner des esprits peu scientifiques.

     Certains éthologistes contemporains de Von Frisch acceptaient bien l’idée que la danse des abeilles existait et même qu’elle pouvait contenir des indications mais ils refusaient absolument de penser que les autres abeilles étaient capables de déchiffrer, de comprendre l’information ainsi délivrée. Il fallut attendre les remarquables expériences de Jim Gould (un peu longues et complexes à décrire ici) pour apporter la preuve qu’ils se trompaient : les abeilles « comprennent » bien les indications de la danse et s’en servent ensuite pour le ravitaillement de l’ensemble de la ruche.

     Mais comment expliquer une telle évolution, forcément progressive ?  Cette question passionna Von Frisch qui se mit à étudier tous les insectes proches des abeilles, espérant trouver chez eux des caractéristiques anciennes. Le scientifique mit effectivement en évidence un certain nombre de caractères archaïques existant encore dans la délivrance de l’information chez de lointains cousins des abeilles : il s’agissait là de quelques unes des étapes ayant conduit aux extraordinaires ballets informatifs des abeilles d’aujourd’hui qui, par leur élégance et leur complexité, peuvent induire en erreur ceux qui ne regardent que « le produit fini » sans songer au cheminement qui a été nécessaire pour y parvenir.

* L’anthropomorphisme

     L’Homme a longtemps été comme un enfant de un an contemplant le monde minuscule de sa chambre et qui, au-delà de ses peluches, ne connaît que ses parents et sa nounou. Il se voit le centre d’un univers qui gravite autour de sa présence et de ses caprices. Comme il ne connaît rien d’autre, l’enfant est le centre de l’Univers dans son intégralité. Les connaissances humaines ont singulièrement progressé et nous savons qu’il existe, au-delà de notre douce Terre, un univers démesuré au sein duquel notre présence est moins que celle d’un grain de sable dans le désert du Sahara : l’Homme sort enfin de l’enfance.

     L’abeille voit le monde en ultra-violet et les fleurs qui cherchent à les attirer se parent de courbes et de formes qui nous sont totalement inconnues : nous discernons de façon si différente ! La guêpe croit apercevoir, dans une excroissance de l’orchidée de mieux en mieux imitée au fil du temps, la compagne qu’elle recherche mais que savons-nous des perceptions de l’insecte ? Comment comprendre ce qu’il voit ou ressent ? C’est la raison pour laquelle, nous préférons souvent la facilité qui consiste à prêter nos propres sentiments, nos propres sensations à ce monde animal si étrange. Voir les autres formes de vie à travers le prisme déformant de nos pensées et de nos préjugés s’appelle l’anthropomorphisme.

     Certains phénomènes naturels semblent échapper à notre compréhension immédiate : la danse des abeilles – pour reprendre cet exemple – est si ingénieuse, si complexe, si particulière qu’il est tentant d’y voir plutôt du créationnisme que la lente et laborieuse transformation d’une espèce par la sélection naturelle, bras armé de l’évolution. Cette erreur se fonde sur l’orgueil de se croire « à part », d’être le centre de l’Univers, et elle s’appuie sur l’anthropomorphisme pour tenter d’interpréter le vivant qui nous entoure. C’est un mirage qu’il faut absolument éviter : seule une approche objective permet d’y voir un peu plus clair et c’est ce que, heureusement, offre la Science.

Images

1. mimétisme : tropidoderus childrenii (sources : tpe.mimetisme.e-monsite.com)

2. orchidée trompe-abeille (sources : docroger.over-blog.com)

3 guêpe fouisseuse Scheliphron (sources : www.insectesjardins.com)

4. guêpe fouisseuse entraînant sa proie dans son nid (sources :   jsbouchard.com )

5. mouette à bec rouge (sources : flickr.com)

6. danse des abeilles (sources : tecfa.unige.ch)

7. I.Phone (sources :  syl112002.wordpress.com/)

8. l'univers, infini, hors de portée (sources : toocharger.com)

(Pour lire les légendes des illustrations, passer le pointeur de la souris dessus)

Mots-clés : évolution - sélection naturelle - orchidées - mimétisme - créationnisme - Jean-Henri Fabre - guêpe fouisseuse - Nicolaas Tinbergen - mouette à bec rouge - danse des abeilles - Karl Von Fritsch - hasard génétique - anthropomorphisme

(les mots en gris renvoient à des sites d'informations complémentaires) 

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1. l'oeil, organe-phare de l'Evolution

2. les mécanismes de l'Evolution

3. indifférence de la Nature

4. le rythme de l'évolution des espèces 

5. le mimétisme, une stratégie d'adaptation 

6. l'inné et l'acquis chez l'animal

7. parasitisme et Evolution

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mise à jour : 2 mars 2023

Au fil des millions d'années qui ont vu les espèces se transformer par sélection naturelle, certaines d'entre elles ont semblé faire demi-tour en revenant à un milieu qu'elles avaient abandonné longtemps auparavant. C'est, par exemple, le cas de la baleine qui, après avoir quitté, comme tous les mammifères, la mer pour la terre ferme, y est ensuite retournée : cela veut-il dire que la baleine d'aujourd'hui a ainsi retrouvé les caractéristiques de son lointain ancêtre ? Comment pourrait-on définir cette apparente régression ? Existe-t-il un « schéma » évolutif des espèces ? A-t-on le droit de dire que l'histoire du vivant peut se répéter, qu'elle peut réemprunter les étapes d'un passé qu'on croyait abandonné à jamais ?

Le pari de Darwin

Il y un siècle et demi, Darwin, par une observation minutieuse de la Nature, a posé les bases de la théorie de l'Évolution, jamais remise en cause depuis par les scientifiques, bien que souvent remaniée et réactualisée en fonction des connaissances nouvelles. Le naturaliste anglais ne connaissait pas la génétique - support de l'hérédité - mais il était convaincu que l'acquisition de nouveaux caractères et la perte des anciens était irréversible. C'était une conviction mais nullement une démonstration scientifique : après tout, pourquoi ne pas imaginer - même par hasard - qu'une espèce retrouve ses caractéristiques anciennes, archaïques, à la façon d'un film qu'on aurait repassé à l'envers ?

L’ADN est le support de l’hérédité : le code génétique qu’il contient – et que nous avons déjà longuement évoqué (voir par exemple le sujet : le hasard au centre de la vie) – permet la transmission puis l’apparition des caractéristiques qui font appartenir un individu à une espèce donnée. Que ce code comporte une erreur de transcription et voilà le message génétique modifié : c’est cela qu’on appelle une mutation qui pourra être, selon les cas, favorable (pas très souvent), délétère (rarement) ou neutre (cas le plus fréquent). Ces mutations sont totalement indispensables à l’évolution adaptative des espèces mais on comprend que seules celles qui sont favorables seront conservées par la sélection naturelle puisqu’elles confèrent un avantage à leur porteur. Ce nouvel individu, favorisé par la mutation, développera une descendance plus robuste que les autres qui, au fil de quelques générations, en viendra à supplanter peu à peu la population d’origine. On comprend bien cette « avancée » dans le temps mais comment pourrait-il y avoir une « évolution à rebours » ?

Pour qu’une espèce voit réapparaître des caractéristiques de son passé, il est certainement nécessaire que : 1. les conditions de milieu aient à nouveau changé et surtout que : 2. l’ancienne formule du code génétique ait été conservée quelque part dans l’ADN transmis au fil du temps. Cela est-il oui ou non possible ? Ce n’est que récemment que la question a pu être tranchée.

L’irréversibilité de l’évolution

Des travaux sur l’inévitable mouche à vinaigre (drosophila melanogaster) ont, dans un premier temps, orienté les réflexions sur le problème. On sait que cette mouche est particulièrement intéressante pour la génétique (c’est d’ailleurs sur elle que les pionniers de la discipline comme Morgan dans les années 1930 ont le plus travaillé) car, à partir d’une souche d’origine dite « sauvage », il est possible d’observer une multitude de mutations qu’on pourra alors étudier en les sélectionnant : la drosophile se reproduit en effet facilement et surtout très vite ce qui permet à un observateur d’examiner des dizaines de générations en quelques semaines. La reproduction du vivant en accéléré en quelque sorte. Des scientifiques ont donc observé une colonie de drosophiles sur une cinquantaine de générations, en modifiant les conditions environnementales (nourriture, luminosité, température, etc.) de façon à faire apparaître un maximum de souches mutées. Chaque fois, ils ont noté les modifications permettant aux insectes de survivre. Dans un deuxième temps, ils ont replacé les mouches dans leur milieu d’origine, point de départ des premiers individus étudiés. Ils ont encore attendu une cinquantaine de générations et… observé que les mouches retrouvaient les caractéristiques de leurs ancêtres du point de départ : normal, me direz-vous, de voir réapparaître les caractères les mieux adaptés au milieu d’origine. Alors, retour en arrière ? Eh bien non ! Les caractères morphologiques et adaptatifs ont bien reparu… mais avec un matériel génétique différent : les chromosomes des mouches portaient en effet de nombreuses variantes (des allèles) prouvant que l’évolution avait bel et bien continué d’avancer ; il s’agissait en l’occurrence d’une nouvelle adaptation à un milieu identique, donnant des réponses apparentes identiques… mais génétiquement différentes. Ici, l’évolution n’est donc pas revenue en arrière…

Aller plus loin dans l’analyse de ce mécanisme d’irréversibilité, c’est chercher à en expliquer les raisons « biologiques ». C’est précisément ce qu’a fait un généticien américain, Joseph Thornton, de l’université de l’Oregon, travaux dont la presse spécialisée s’est récemment faite l’écho. De quoi s’agit-il ? Pour ne pas entrer dans des détails techniques bien trop complexes, essayons de les résumer succinctement. On a dit que des mutations apparaissent au fil du temps et des générations d’individus. De ce fait, puisque les paléontologues savent quand se sont différenciées les différentes lignées animales, il est possible de dater l’apparition des mutations pour, par exemple, une protéine bien précise et de remonter dans le temps jusqu’à la protéine de départ. Thornton  a étudié une protéine spécifique intervenant dans le système endocrinien mais peu importe : appelons-la « protéine GR ». Il est parvenu à récréer la protéine GR « archaïque », celle qui existait il y a plus de 400 millions d’années et, surtout, il l’a comparée à la protéine GR actuelle. Bilan : 37 mutations successives dont seulement 7 peuvent expliquer les différences entre les deux versions. A quoi ont bien pu servir les 30 mutations inopérantes ? s’est demandé Thornton. Il a donc enlevé les 7 mutations « actives » en pensant obtenir une protéine à nouveau archaïque : surprise, le produit obtenu était complètement inactif, incapable d’entraîner une quelconque action métabolique. La conclusion tombe sous le sens : les mutations « neutres », sans conséquences apparentes, sont en réalité quand même fort importantes puisqu’elles empêchent la protéine de retrouver ses caractéristiques d’origine… Mais pourquoi ?

L’explication est la suivante : les modifications neutres n’entraînent aucune action et, du coup, la sélection naturelle ne les enlève pas puisqu’elles n’avantagent, ni ne désavantagent la molécule qui en est porteuse. L’évolution ne les « voit » même pas. Oui mais elles existent, ces mutations neutres, et empêchent la molécule de retrouver sa forme d’origine… et donc ses fonctions. Pour qu’elle redevienne opérationnelle comme au départ, il faudrait que la protéine en question subisse à nouveau les mêmes mutations naturelles, dans le même ordre évolutif mais inversé : il s’agit là d’une éventualité dont, on le comprend aisément, la probabilité est voisine de zéro.

Ce qui est valable pour une protéine, l’est a fortiori pour un individu entier, bien plus complexe. On peut donc aujourd’hui affirmer que, non, décidément, l’évolution ne rebrousse pas chemin et que la transformation des êtres vivants – comme l’Histoire – ne repasse pas les plats. On savait depuis le siècle dernier que les nageoires de la baleine n’étaient pas les mêmes que celles de son ancêtre marin : on comprend à présent pourquoi.

Les moteurs de l’évolution

L’évolution va toujours de l’avant et ce qui est perdu l’est définitivement. J’ai écrit quelque part dans un autre sujet que 99% des espèces vivantes ayant un jour existé sur notre planète ont disparu pour toujours – après avoir souvent vécu bien plus longtemps que l’Homme ne le pourra jamais - et que l’évolution ne pourra plus les récréer (que l’Homme puisse le faire à partir de quelques brins d’ADN est une autre histoire hors de notre propos d’aujourd’hui). Les êtres vivants se transforment au fil du temps, en fonction des variations du milieu où ils se trouvent, selon des mécanismes complexes que l’on commence à décrypter et dont on sait que le hasard est le grand ordonnateur (ce qui est logique si c’est le milieu qui commande). Quatre moteurs principaux sont aujourd’hui retenus par les spécialistes :

* les mutations dont on vient de parler et qui représentent la source de nouveauté véritable de l’évolution ;

* la sélection naturelle qui permet de sauvegarder ou non tel ou tel caractère en fonction de ce qu’il peut apporter à un individu confronté à un milieu donné ;

* les mécanismes de brassage, c’est à dire tout ce qui permet la diversification des espèces (reproduction sexuée, isolement géographique, grandes migrations, etc.) 

* et la dérive, facteur moins connu (qu’on appelle aussi le hasard d’échantillonnage) : puisque les parents n’ont forcément qu’une descendance limitée, il ne peut exister qu’une très faible partie des combinaisons génétiques possibles (leur nombre potentiel est en effet immense et seules quelques rares d’entre elles voient le jour) et c’est le hasard - et lui seul - qui permet l’apparition de l’une ou l’autre.

     Au bout du compte, le grand mouvement de l’évolution des êtres vivants est donc conditionné par le hasard puisqu'une mutation sera ou non maintenue en fonction d’un milieu précis, d’un échantillonnage particulier, d’un brassage opérant ou non… C’est la raison pour laquelle j’insiste souvent sur le fait qu’on ne peut pas parler de progrès (les rats musqués sont-ils mieux adaptés, plus « évolués » que les velociraptors ? Tout dépend du temps et du lieu dont on parle). Il ne faut pas parler de progrès mais d’une évolution adaptative. Le « progrès » si cher à certains n’est qu’une vue de l’esprit qui relève peut-être de la philosophie mais certainement pas de la science : c’est d’ailleurs la raison pour laquelle Darwin avait ce mot en horreur. Et cela mettait en rage ses détracteurs qui, eux, positionnaient l’Homme en haut de l’échelle du vivant, l’Homme but ultime d’une évolution universelle qui n’aurait été créée que pour lui. Egocentrisme et vanité, quand vous nous tenez…

 

Dans son remarquable livre « la vie est belle », le paléontologue mondialement reconnu que fut Stephen Jay Gould écrivit quelques lignes que je ne peux m’empêcher, pour terminer ce sujet, de citer ici tant elles résument bien le sens de mon propos : « … Chaque fois que l’on redéroule le film, l’évolution prend une voie différente de celle que nous connaissons. Mais si les conséquences qui en découlent sont tout à fait différentes, cela ne veut pas dire que l’évolution est absurde et dépourvue de tout contenu signifiant : quand on redéroule le film, on s’aperçoit que chaque nouvelle voie empruntée est tout aussi interprétable, tout aussi explicable a posteriori que celle qui a été réellement suivie et que nous connaissons. Mais la diversité des itinéraires possibles montre à l’évidence que les résultats finaux ne peuvent être prédits au départ. Chacune des étapes a ses propres causes mais on ne peut dire quels états finaux seront réellement atteints ; et aucun de ceux-ci ne sera à nouveau obtenu lorsqu’on redéroulera le film, parce que chacune des nouvelles voies de l’évolution se réalise par l’enchaînement de milliers d’étapes imprévisibles. Changez faiblement les événements initiaux, si faiblement que cela peut paraître sur le moment n’avoir qu’une minime importance, et l’évolution se déroulera selon une direction toute différente. » Stephen J. Gould, in « la vie est belle, les surprises de l’évolution » Edition du Seuil, collection Sciences).

 

 

 

 

Images

 

1. baleines (sources : regional02.ca)

 

     2. l'ADN et sa double hélice (sources : nature-biodiversite.forumculture.net)

 

3. drosophiles dont l'importance en génétique n'est plus à démontrer (sources :www.pbase.com)

 

4. drosophile mutée : ici, l'individu a deux paires d'ailes mais ce pourrait-être une patte surnuméraire, des ailes vestigiales, l'absence des yeux, etc. (sources : www.inrp.fr)

 

5. représentation 3D d'une protéine (prostaglandine). Une mutation peut modifier la dimension spatiale d'une molécule ce qui la rend incapable de reconnaître secondairement un transmetteur métabolique (sources : www.astrosurf.com)

 

6. le hasard est partout et nulle part (sources : ossiane.blog.lemonde.fr)

(Pour lire les légendes des illustrations, passer le pointeur de la souris dessus)

 

 

 

 

 Mots-clés : baleine (évolution) - Charles Darwin - génétique - théorie de l'évolution - ADN - mutation - sélection naturelle - mouche drosophile - Joseph Thornton - hasard - brassage - dérive ou hasard d'échantillonnage - Stephen J. Gould

(les mots en gris renvoient à des sites d'informations complémentaires)

 

 

 

 

 Sujets apparentés sur le blog :

 

1. les mécanismes de l'Evolution

2. reproduction sexuée et sélection naturelle

3. le hasard au centre de la Vie

4. la notion d'espèce

 

 

 

 

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Mise à jour : 3 mars 2023