Lorsqu’on regarde un chat jouer avec un chien Yorkshire, on sait implicitement qu’il s’agit d’animaux d’espèces distinctes mais même s’il arrive un Saint Bernard, là encore, on comprend immédiatement que le grand chien et le Yorkshire sont totalement de la même espèce qui est complètement différente de celle du chat ; cependant, par la taille, la morphologie et la vitesse des mouvements, le chat et le Yorkshire se ressemblent bien plus que chacun d’entre eux ne ressemble au Saint Bernard. Comment peut-on si facilement faire cette distinction ? Est-ce uniquement un acquis culturel ? Existe-t-il des animaux ou des plantes pour lesquels il serait facile de faire des confusions entre espèces différentes ? Au fond, qu’est-ce qu’une espèce d’êtres vivants ?

La perception des espèces avant Darwin

     C’est Charles Darwin qui, au terme d’années d’observations et après une très longue réflexion, introduisit la notion d’évolution, c'est-à-dire le fait que les espèces se transforment au fil du temps, certaines d’entre elles s’éteignant à jamais. Avant lui, le monde était fixiste : jusque là, même pour les esprits instruits, les espèces étaient immuables et créées une fois pour toutes. Les fossiles ? Pour certains, ils avaient été placés tels quels dans les sédiments par un Dieu créateur dont les desseins restaient impénétrables ; pour d’autres, il s’agissait des restes d’espèces disparues lors de cataclysmes anciens (comme, par exemple, le Déluge biblique) d’où les théories dites « catastrophistes » qui prévalaient alors (voir le sujet : le rythme de l'évolution des espèces).

     Depuis la plus haute antiquité, on savait bien que des espèces différentes peuplent notre globe : il existait donc forcément une notion intuitive de la biodiversité mais sans qu’on aille plus loin. A l’aube de l’ère contemporaine, Linné (1707-1778), le fondateur de la systématique moderne, propose une définition fondée sur la ressemblance : pour lui, une espèce est « un ensemble d’individus qui engendrent par la reproduction d’autres individus semblables à eux-mêmes ». Toutefois, quand on l’interroge sur le mécanisme qui entraîne cette ressemblance, il est plus laconique en précisant : « Nous comptons aujourd’hui autant d’espèces qu’il y eut au commencement de formes diverses créées. » Il s’agit d’une approche théologique qui situe le problème hors d’un cadre scientifique.

     Cette approche est partagée par l’ensemble des savants de l’époque. Cuvier (1773-1838), par exemple, précise quant à lui que « l’espèce est la réunion des individus descendus l’un de l’autre et de parents communs. » Buffon (1707-1788) est sensiblement du même avis même s’il introduit la notion de capacité de reproduction en constatant que certains individus qui se ressemblent en apparence comme l’âne et le cheval ne peuvent donner que des descendants inféconds ce qui semble démontrer qu’il s’agit en pareil cas d’espèces différentes.

     Avant la théorie de l’évolution, il est donc clair qu’il n’existe aucune réponse scientifique à la question : on peut reconnaître les différentes espèces mais elles n’existent que comme des entités distinctes et immuables.

La révolution darwinienne ou la notion d’espèce repensée

     Disons-le d’emblée : la recherche de la définition la plus exacte de la notion d’espèces a fait l’objet de milliers de publications scientifiques, livres, conférences, débats contradictoires, etc. et ses détails sont encore âprement disputés dans les cercles concernés. Sans entrer dans les polémiques savantes, nous allons donc nous efforcer de résumer ce qui semble être un consensus de base, le plus petit dénominateur commun en quelque sorte… Plusieurs approches – heureusement complémentaires – permettent de cerner de manière plus scientifique ce que nous appelions en préambule le « savoir implicite » de ce que sont les espèces.

          * délimitation sur la ressemblance : la taxinomie

     La taxinomie (ou taxonomie) est la science dont le but est de décrire les êtres vivants et de les regrouper en entités appelées taxons. Le taxinomiste s’appuie sur les caractères morphologiques des individus et son but est de les identifier, de les nommer puis de les classer. Cette science complète donc la systématique qui, elle, organise le classement des taxons et les relations existant entre eux. Par exemple, on peut identifier un taxon " chien-loup-renard " (approche taxinomique) qui fait partie de la " famille " des canidés, elle-même incluse dans " l’ordre " des carnivores appartenant à la " classe " des mammifères, etc. (abord par la systématique).

     Il s’agit là d’une approche classique et le problème est celui des critères retenus pour caractériser les membres d’un même taxon : on s’est rapidement aperçu que certains taxons étaient « approximatifs » car recourant à des concepts usuels (vernaculaires) mais peu scientifiques. Que recouvre, par exemple, le taxon « reptile » ?  Des individus plus ou moins proches… et plus ou moins éloignés !

          * détermination d’une ascendance commune : la phylogénétique

     Il fallait aller plus loin que la simple taxinomie. La phylogénétique aborde l’étude des êtres vivants et de leur évolution dans le temps de façon différente. Ici, on ne cherche pas tant les éventuelles ressemblances entre individus que leurs liens de parenté. Les membres d’un même taxon phylogénétique sont donc génétiquement proches ; on peut dire les choses autrement : les membres d’un taxon sont toujours plus proches génétiquement que chacun d’entre eux par rapport à un individu situé hors du taxon. Or cela ne veut pas dire qu’ils se ressemblent forcément : il peut y avoir des différences importantes (repensons au chien Yorkshire et à son peu de ressemblance avec le loup qui appartient au même taxon). A l’inverse, il existe parfois des ressemblances qui sont dues au hasard de l’évolution qui « trouve » des astuces évolutives voisines chez des individus n’ayant rien à voir les uns avec les autres (on parle alors de convergence évolutive). Par exemple, le loup de Tasmanie, dont l’espèce est aujourd’hui éteinte à cause de l’Homme, ressemblait étrangement à certains chiens : c’était pourtant un marsupial !

     Héritières de cette approche, deux disciplines très spécialisées permettent d’aller plus loin dans l’étude des individus : la cladistique (le clade est un taxon qui ne regroupe que les individus dont on est certain qu’ils ont en commun un caractère directement hérité de leur ancêtre) et la phénétique (basée sur l’idée que le degré de ressemblance est corrélé au degré de parenté, discipline d’autant plus intéressante qu’on compare un grand nombre statistique de caractères). Nous entrons ici dans un domaine fort complexe qui n’est pas de notre propos.

          * l’interfécondité : le critère biologique

     En 1942, le biologiste Ernst Mayr (1904-2005) réintroduisit le concept d’interfécondité en expliquant que « les espèces sont des groupes de populations naturelles, effectivement ou potentiellement interfécondes, qui sont génétiquement isolées d’autres groupes similaires…/… et devant pouvoir engendrer une progéniture viable et féconde. ». Le concept de l’espèce repose donc ici sur ce que l’on appelle l’isolement reproductif, à savoir l’ensemble des barrières biologiques qui empêchent les membres de deux espèces distinctes d’engendrer une descendance viable. Ce concept biologique explique parfaitement la naissance d’espèces différentes lors, par exemple, d’un isolement géographique mais se heurte lui aussi à des limites : comment déterminer cet isolement reproductif chez les fossiles ? Et chez les organismes asexués comme les bactéries ? On sait par ailleurs que, dans la nature, certaines plantes peuvent se croiser sans que les taxinomistes ne les considèrent comme appartenant à la même espèce…

          * la notion d’espèces en pratique

     On comprend donc qu’il n’est pas si facile de définir avec exactitude ce qui fait l’originalité d’une espèce. Le concept morphologique des ressemblances (ou dissemblances) est pratique mais certainement subjectif (possibilité de désaccords sur les critères retenus) tandis que le concept biologique, s’il va assez bien au monde animal, est bien moins évident dans le monde végétal (hybridations)

     Essayons de proposer une définition la plus simple possible mais pas forcément définitive, on en conviendra aisément. Cette définition pourrait être : une espèce est un groupe d'êtres vivants pouvant se reproduire entre eux (interfécondité) et dont la descendance est fertile. Elle est l'entité fondamentale des classifications qui réunit les êtres vivants présentant un ensemble de caractéristiques morphologiques, anatomiques, physiologiques, biochimiques et génétiques, communes.

Autour de la notion d’espèce

     Pour terminer ce bref aperçu d’un problème bien moins simple qu’il n’y paraît de prime abord, posons-nous quelques questions – souvent évoquées par le grand public – étant entendu que nous ne saurions évidemment être exhaustifs (que le lecteur n’hésite d’ailleurs pas à en poser d’autres dans les commentaires de cet article).

     * Qu’est-ce qu’une sous-espèce ?

     On voit parfois cette appellation dans des articles spécialisés ou lors de documentaires animaliers mais qu’est-ce qu’une sous-espèce puisque, stricto sensu, soit les animaux ne peuvent pas se reproduire entre eux et ils sont d’espèces différentes, soit ils le peuvent et ils sont forcément de la même espèce ?

     Nous évoquions plus haut la formation d’espèces nouvelles par l’isolement géographique : de quoi s’agit-il ? Lorsque deux populations d’une même espèce se trouvent isolées (par exemple, par la formation d’une île, l’apparition d’un fleuve ou d’une montagne, etc.), ces populations n’étant plus en contact vont progressivement diverger génétiquement (dérive génétique)… jusqu’à devenir des espèces distinctes ne pouvant plus se reproduire entre elles : c'est ce que l'on appelle  une spéciation (dite, en pareil cas, allopatrique ou portant sur le territoire). Toutefois, cela prend du temps, un temps durant lequel ces populations n’ont effectivement plus de contact mais pourraient encore se reproduire entre elles si l’île ou le fleuve de l’exemple précédent venaient à disparaître. On désigne ces populations du nom de sous-espèces puisqu’elles sont isolées l’une de l’autre, qu’elles évoluent différemment et donneront des espèces distinctes mais qu’elles peuvent encore prétendre à une descendance commune si l’occasion s’en présente.

     * la notion de races est-elle valide ?

     Voilà une question à laquelle il ne semble pas difficile de répondre : chaque éleveur de chiens sait bien qu’il existe de nombreuses races différentes chez nos amis à quatre pattes mais qu’en est-il au juste ? La description d’une race de chiens passe par un certain nombre de critères fixés une fois pour toutes et cherchant à décrire un « individu type » appartenant à la race étudiée. On peut donc identifier des caractéristiques, toujours présentes, qui déterminent la race retenue, ici de chiens : on comprendra néanmoins que ces critères sont relativement subjectifs même s’ils s’appuient sur des faits historiques. Bien entendu, puisque tous les chiens appartiennent à la même espèce, ils peuvent se reproduire entre eux (sauf impossibilité physique comme le Yorkshire femelle avec le Saint Bernard) et donner naissance à des individus métis, « sans race ». La « valeur » de telle ou telle race pour l’éleveur ou le propriétaire échappe bien sûr au domaine scientifique pour relever des domaines culturels ou commerciaux.

     Chaque groupe d’animaux peut présenter un plus ou moins grand nombre de races : la variabilité est différente selon les espèces, plus importante chez, par exemple, les chiens que chez les chats. Plus floue aussi en botanique ou même la notion d’espèce est sujette à caution…

     Et chez l’Homme (qui est un animal) ? Il est difficile de contester le fait qu’il existe des races d’hommes (en tant que médecin, je sais par exemple que certaines affections sont bien plus fréquentes dans une race que dans une autre) mais cette notion reste pour beaucoup du domaine du subjectif et du culturel, voire du politiquement correct, aussi laisserai-je à chacun le soin de tirer sa propre conclusion.

     * combien a-t-il existé d’espèces différentes par le passé ?

     J’ai écrit à plusieurs reprises que 90% des espèces ayant un jour peuplé la Terre sont aujourd’hui éteintes. Concernant celles vivant sur notre planète actuellement, on estime qu’il en a été décrit scientifiquement environ deux millions, peut-être un peu moins, mais qu’il en reste à identifier… plusieurs dizaines de millions, la plus grande partie d’entre elles concernant les insectes. Par ailleurs, la récente campagne internationale d’étude des espèces vivant dans les fonds marins a été une surprise puisqu’elle a identifié des milliers d’espèces inconnues, notamment dans les grands fonds… Pour résumer, avançons le chiffre – moyen - de cinquante millions d’espèces partageant avec nous notre bonne vieille Terre…  et qui représente donc moins de 10% de toutes les espèces ayant vécu sur Terre : le nombre total d’espèces ayant existé (je dis bien d’espèces et non d’individus !) est pharamineux…

     * combien en reste-t-il encore à découvrir ?

     On vient de le dire : il en reste beaucoup ! Non pas tant pour les gros animaux dont la possible découverte s’évalue en unités mais pour ceux, plus petits, qui vivent loin de l’emprise de l’Homme comme ces milliards d’insectes proliférant dans les canopées des forêts tropicales. La plupart des spécialistes estime que les espèces qui nous sont aujourd’hui encore inconnues représentent au moins cinquante fois la somme de toutes celles que nous avons aujourd’hui décrites or nous n’en découvrons que moins de 20 000 en moyenne chaque année, c’est dire le travail qui reste à faire… d’autant que beaucoup d’entre elles auront disparu avant d’être caractérisées !

     * combien d’espèces menacées d’extinction aujourd’hui ?

     Effectivement, la domination sans partage de l’espèce humaine, son appétit insatiable pour de nouveaux territoires, obligés ou non, et son esprit de lucre universel entraînent la destruction de nombreux habitats où vivent (survivent ?) nombre de nos compagnons terrestres ; du fait, bien des espèces ont déjà disparu et d’autres sont en grand danger. Certains exemples sont très connus : le Dodo de l’Ile de la Réunion, le loup de Tasmanie déjà évoqué… mais pour combien de disparitions « en silence » ou avec la complicité de quelques grands humanistes trop occupés par l’amélioration ( ?) des conditions d’existence de l’espèce humaine ? Difficile à dire. Les scientifiques évoquent la fourchette suivante : le taux de disparition, depuis deux siècles, est de dix à cent fois supérieur au taux « naturel », c'est-à-dire à celui des âges d’avant la révolution industrielle. Le rythme s’accroit continuellement et les spécialistes les plus optimistes tablent sur une multiplication par 10 dans les prochaines années (soit 1000 à 10 000 fois plus que par la seule Nature). Un constat sans appel.

Sources :

* les mondes darwiniens (ouvrage collectif, éditions Syllepse, 2009)

* Wikipedia France et Wikipedia org (USA)

* Encyclopedia Britannica

* Futura France

Images :

 1. la grande galerie de l'évolution du Museum d'Histoire Naturelle, à Paris

(sources : http://fr.academic.ru )

2. chien et chat (sources : http://dakota.d.a.pic.centerblog.net)

3. les journées de la biodiversité, chaque 22 mai, depuis 8 ans

(sources : http://www.cauxcorico.com)

4 cladistique stellare (sources : http://www-laog.obs.ujf-grenoble.fr)

5. Ernst Mayr (sources : commons.wikimedia.org )

6. races de chiens (sources : http://www.qctop.com)

7. loup de Tasmanie (sources :   http://www.dinosoria.com)

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

Mots-clés : Charles Darwin – fixisme – catastrophisme – biodiversité – Carl von Linné – classification systématique – Georges Cuvier – Georges-Louis Leclerc de Buffon – taxinomie – taxon – phylogénétique – convergence évolutive – cladistique – phénétique – Ernst Mayr – isolement reproductif – isolement géographique – sous-espèces – spéciation - races – extinctions d’espèces

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

Sujets apparentés sur le blog

1. les extinctions de masse

 2. les mécanismes de l'Evolution

 3. le rythme de l'évolution des espèces

 4. placentaires et marsupiaux, successeurs des dinosaures

 5. la théorie des équilibres ponctués

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Mise à jour : 5 mars 2023

     Les premières cellules vivantes qui apparurent il y a plusieurs milliards d’années se sont progressivement complexifiées, organisées et diversifiées au fil du temps au point, aujourd’hui, de décliner leurs lointains descendants en des millions d’espèces différentes. Nous nous sommes déjà posés la question de savoir ce qu’était une espèce et comment chacune pouvait être différente des autres (voir le sujet dédié : la notion d'espèce). On peut également se demander pourquoi il en existe une telle profusion et une telle variété de formes. C’est la raison pour laquelle nous allons essayer de comprendre quels sont les mécanismes qui concourent à la formation des espèces nouvelles et donc à la diversité globale : il s‘agit là d’un des fondements de l’Évolution qui complète parfaitement la vision darwinienne de la Vie sur notre planète.

Mais, une espèce, c’est quoi au juste ?

     Au préalable, il convient effectivement de définir ce qu’est une espèce et ce n’est pas si facile, notamment dans le règne végétal. Toutefois, dans le sujet consacré à ce problème, nous avions avancé une définition, la plus complète et la plus proche possible de la réalité, définition qui est la suivante :

« Une espèce est un groupe d'êtres vivants pouvant se reproduire entre eux (interfécondité) et dont la descendance est fertile. Elle est l'entité fondamentale des classifications qui réunit les êtres vivants présentant un ensemble de caractéristiques morphologiques, anatomiques, physiologiques, biochimiques et génétiques, communes. »

     Les individus d’une même espèce sont par conséquent les seuls à pouvoir engendrer une descendance qui leur sera semblable. À l’inverse, des individus de deux espèces différentes ne pourront pas donner de descendants féconds, même s’ils se ressemblent énormément (on pense, par exemple, au cheval et à l’âne). On peut aussi affirmer qu’il y eut un moment, il y a plus ou moins longtemps, où les représentants de deux espèces n’en formaient alors qu’une seule (ancêtres communs). La question qui se pose est donc la suivante : comment et pourquoi des individus appartenant à une même espèce finissent-ils par donner des descendants d’espèces différentes ou, dit d’une autre manière, comment et pourquoi ces populations au départ identiques divergent-elles ?

L’obtention de nouvelles espèces : les spéciations

     Le processus évolutif par lequel apparaissent de nouvelles espèces est appelé spéciation. Contrairement à ce que l’on entend parfois ici ou là, l’apparition d’une nouvelle espèce ne survient pas brutalement, d’un coup, suite à la survenue d’on ne saurait quel élément mutagène. Il s’agit, au contraire, d’un processus progressif qui fait qu’une population au départ homogène (et donc parfaitement interféconde) va se scinder peu à peu en deux groupes différents qui ne pourront plus avoir de descendants communs : devenues isolées l’une de l’autre au plan de la reproduction, on a alors affaire à deux espèces biologiques différentes mais chacune d’entre elles évidemment tout à fait authentique.

     C’est l’éthologue Ernst Mayr (1904-2005) qui le premier évoqua ce terme de spéciation pour qualifier cet évènement important de la vie des espèces et il rappela au passage qu’une spéciation résulte notamment de deux éléments très importants de l’Évolution : la sélection naturelle et /ou la dérive génétique.

     Rappelons pour mémoire que la sélection naturelle est l’un des mécanismes principaux induisant l’évolution des espèces et elle s’appuie sur des éléments multiples : citons, parmi les plus importants, la lutte pour la survie au plan des ressources alimentaires disponibles, de la disponibilité géographique, de l’habitat, etc., la sélection sexuelle par les pariades (rituel de séduction) dans les espèces sexuées, « l’altruisme » génétiquement induit… Au bout du compte, l’individu le mieux adapté à son environnement du moment pourra se reproduire plus facilement que les autres et, ainsi, transmettre ses gènes à ses descendants, permettant la conservation des éléments les plus favorables à l’espèce, ce qui assure à cette dernière sa transformation et son adaptation au fil du temps.

     La dérive génétique citée également par Ernst Mayr est un autre phénomène. Il s’agit de la modification aléatoire et imprévisible du matériel génétique au sein d’une population, indépendamment de la sélection naturelle, d’une mutation ou d’une migration : on pense, par exemple, au hasard total qui prélude, chez les individus sexués, à la rencontre d’un spermatozoïde et d’un ovule. On comprend que l’importance de cet élément est d’autant plus intense que l’on se trouve dans une population numériquement faible !

     Quels que soient les mécanismes en jeu, une partie d’une espèce donnée et parfaitement individualisée va se séparer de la population « mère » au point que ses représentants ne pourront plus se reproduire avec ceux de l’espèce d’origine : une nouvelle espèce est alors née et c’est bien ce phénomène que l’on appelle spéciation.

Les différents types de spéciation

     Le seul fait que deux groupes issus d’une même population d’individus soient séparés durant un certain temps (d’ailleurs variable suivant les espèces) entraîne l’impossibilité ultérieure d’une reproduction pour les individus d’un groupe avec ceux de l’autre : la spéciation est avant tout une séparation et cette séparation revêt différents aspects.

     * La plus connue – mais aussi la plus facile à comprendre – est la spéciation géographique qui existe à des degrés divers ; les scientifiques l’ont appelée du nom un peu barbare de spéciation allopatrique. Évoquons tout d’abord

. la spéciation géographique pure (que certains appellent « vicariante »)

     Deux populations de même origine vont diverger en s’isolant l’une de l’autre à l’occasion d’un changement climatique ou écologique majeur entraînant l’apparition d’une barrière naturelle (par exemple, le changement du cours d’un fleuve, la survenue d’un bras de mer, l’apparition d’une montagne, des remaniements dus à un tremblement de terre, peu importe). Sont alors créés des « isolats » au sein desquels une différenciation progressive apparaît. Il suffit que l’événement soit suffisamment important pour diviser effectivement l’ensemble concerné par le phénomène en deux populations différentes mais il faut également, bien entendu, que cette séparation dure assez longtemps.

     Un exemple bien connu est celui des goélands des côtes d’Europe, tantôt argentés, tantôt bruns. Ces deux espèces cohabitent sur un même territoire mais ne s’hybrident jamais. Leur séparation remonte à la dernière glaciation dont le maximum culmina il y a un peu plus de 20 000 ans. La distribution des goélands qui couvrait le pôle et les côtes arctiques du  Canada et de la Sibérie a alors été fractionnée par le grand froid, les glaciers repoussant les populations plus au sud dans ce que l’on peut appeler des refuges glaciaires, sortes d’isolats de circonstance. Nous vivons à présent une période interglaciaire et les populations de goélands ont pu remonter vers le nord : il existe de ce fait toute une chaîne de ces oiseaux pouvant se reproduire mais aux deux extrémités, les goélands bruns et les goélands argentés sont devenus des espèces complètement différentes…

     Un même phénomène a été observé avec le moustique de la ville de Londres dont il n’existait au départ qu’une seule espèce (Culex pipiens) ne se nourrissant que de sang d’oiseau. A l’occasion de travaux dans le métro, quelques colonies de moustiques s’y sont introduites mais c’est un endroit où l'on rencontre à l’évidence plus de mammifères (souris, rats… et humains) que d’oiseaux ! Assez rapidement (population faible donc dérive génétique intense, voir plus haut) se créa une nouvelle espèce de moustiques (Culex molestus) aujourd’hui incapable de se reproduire avec les moustiques d’origine. On avance même le fait qu’il existerait autant de sous-espèces de Culex molestus que de lignes de métro !

     On peut également citer l’exemple des souris de Madère : les souris de ces îles sont proches de Mus musculus, la souris grise dite domestique en Europe centrale et du sud (et donc du Portugal) mais avec des traces ADN de souris du nord de l’Europe traduisant très certainement le passage des Vikings vers l’an 900… Aujourd’hui, spéciations aidant, il existe six espèces différentes de souris à Madère, parfois distantes de seulement 10 km, capables certes de s’accoupler mais pour donner des hybrides stériles.

          . la spéciation insulaire est une variante de celle que nous venons de décrire en ce sens qu’il s’agit ici le plus souvent de la colonisation d’un isolat en marge de la population principale par un petit groupe d’individus qui va rapidement diverger d’avec elle : on pense, par exemple, à la colonisation d’une île près de la côte.  L’exemple emblématique de ce type de spéciation est celui dit des « pinsons de Darwin » puisque c’est ce cas qui conforta la pensée du savant anglais sur l’Évolution des espèces.

- les pinsons des îles Galápagos : en réalité, lors de son passage aux îles Galápagos à bord du Beagle, Darwin avait bel et bien prélevé des échantillons mais sans en comprendre encore la portée. Ce n’est que bien plus tard, puisqu’il n’était pas expert ornithologue, qu’il confia ses spécimens de pinsons à John Gould (1804-1881) un spécialiste renommé ; celui-ci lui expliqua que ses pinsons étaient tous d’’espèces différentes (bien qu’appartenant à un même groupe d’oiseaux) et non pas des variantes d’une même espèce. Interloqué, Darwin – qui n’avait pas noté les lieux de ses prélèvements – se reporta aux collectes des autres membres de l’expédition… pour s’apercevoir que chaque espèce de pinson correspondait à une île bien précise. La conclusion fut pour lui évidente : chaque île étant un habitat spécifique, la sélection naturelle avait permis de choisir les individus les mieux adaptés à un milieu particulier (par exemple, la finesse du bec d’une espèce de pinsons lui permet de se nourrir de la chair de cactus, principale ressource de son île, tandis qu’une autre espèce possède un gros bec pour casser des graines, seule nourriture à sa disposition ; ailleurs, une autre espèce a un bec étroit et pointu pour attraper des insectes, etc.). Une évolution donc différente car séparée, les différences avec le pinson de départ portant essentiellement sur les modifications génétiquement acquises en raison du milieu spécifique, mais une évolution conduisant à la formation d’espèces différentes, devenues incapables de se reproduire ensuite entre elles… Il s’agit bien là d’un cas exemplaire de spéciation allopatrique de la variante « effet fondateur ». On peut retrouver ce même phénomène pour

- la mouche drosophile : cet animal, si précieux pour la génétique depuis les travaux de Thomas Hunt Morgan (1866-1945) a, en effet, été tout particulièrement étudié dans l’environnement très spécial de Hawaï. Cet archipel est composé de nombreuses îles colonisées par Drosophila melanogaster, la « mouche à vinaigre ». L’étude des différentes espèces de mouches drosophiles le long de ces îles a montré plusieurs groupes qui se répartissent toujours de la même façon : les espèces ancestrales sont presque toutes à l’ouest tandis que les espèces dérivées se trouvent à l’est. Pourquoi cette répartition étrange ? Tout simplement parce que Hawaï est un ensemble d’îles volcaniques qui, depuis 40 millions d’années, se créent à partir d’un « point chaud » Pacifique avant de se déporter vers l’ouest (par la tectonique des plaques) où elles finissent par être submergées par l’océan. De ce fait, les îles « nouvelles » sont à l’est, des îles encore peu peuplées… et colonisables par les drosophiles qui, localement, finissent par diverger de la souche originale : sur 103 espèces de mouches étudiées, quasiment toutes sont endémiques d’une île bien précise.

          . la spéciation par zone de contact étroite, autre variante de spéciation allopatrique, se produit lorsque les populations concernées occupent des territoires différents mais se superposant sur une étroite bande de contact : on y trouve alors des hybrides susceptibles de pouvoir s’accoupler avec les représentants de chaque population alors que celles-ci sont déjà séparées et différentes. On peut citer le cas des corneilles noires, une espèce de passereaux de la famille des corvidae (ceux-là même dont j’expliquais dans un sujet précédent qu’ils sont probablement parmi les plus intelligents des animaux). On les rencontre sur un immense territoire englobant une grande partie de l’Europe et de l’Asie mais si les corneilles occidentales sont bien noires, celles qui vivent plus à l’est sont  mantelées (c'est-à-dire que la couleur de leur dos est différente de celle du reste de leur corps) ; cette légère différence a longtemps fait croire qu’il s’agissait de variantes locales d’une même espèce mais, en 2002, une observation plus soutenue a permis de conclure au peu de vigueur des rares hybrides existants et, du coup, la corneille argentée a été élevée au rang d’espèce à part entière : il s’agit bien dans ce cas d’une spéciation. La corneille d’Amérique qui sévit, elle, aux USA, au Canada et dans le nord du Mexique est une espèce différente de la corneille noire avec laquelle ni accouplement, ni hybridation n’est plus possible : la spéciation est ici plus ancienne.

     * spéciation dans une même zone de contact (dite sympatrique). Moins fréquente, cette spéciation concerne des populations qui ont divergé bien qu'occupant un même territoire. Si l’isolation géographique n’est pas en cause, c’est que l’explication de cette séparation se trouve ailleurs. Longtemps nié par un grand nombre de scientifiques, il semble que ce type d’évolution des espèces soit bien réel à défaut d’être le plus fréquent. Quels peuvent être les facteurs induisant ce type de spéciation ? Cela dépend évidemment des populations concernées :

          . la mouche de l’aubépine : l’aubépine (un arbre qui pousse dans l’hémisphère nord) est parasité depuis toujours par une mouche qui se nourrit de ses fruits. En 1864, des pomiculteurs américains s’aperçurent qu’un parasite inconnu attaquait leurs pommiers : il s’agissait en fait d’une variété de cette mouche de l’aubépine délaissant sa proie d’origine. Pourtant, en laboratoire, la mouche de l’aubépine et celle, nouvelle, du pommier se croisent facilement en donnant une descendance fertile. Dans la nature, c’est totalement différent et les accouplements sont rares avec des hybrides peu nombreux. Tout se passe comme s’il existait une barrière précopulatoire conduisant à un isolement reproductif. La cause, ici, est probablement d’ordre génétique et conduit à des différences de comportement (orientation visuelle et/ou olfactive).

          . le cas très spécial des orques. L’orque – que l’on appelle également épaulard – est un mammifère marin qui se trouve au sommet de sa chaîne alimentaire : c’est donc un superprédateur. Cet animal, très social et vivant souvent en familles, se répartit en deux grands groupes nommés résidents et nomades. Les orques résidents, souvent en colonies d’une trentaine d’individus, reviennent chaque année dans la même zone où ils se nourrissent de poissons, notamment des saumons. En revanche, les orques nomades sont toujours en déplacement. Solitaires le plus souvent, ces orques nagent en silence et ce sont elles qui attaquent les grands mammifères tels que phoques et otaries, lions de mer, marsouins, pingouins par échouage volontaire sur la terre ferme, voire baleines. De morphologie identique et habitant le même océan, ces deux types d’orques ne chassent pas les mêmes proies, n’ont pas la même façon de vocaliser… et ne se reproduisent pas entre eux.

     On peut donc voir que si l’éloignement spatial, géographique est le paramètre le plus fréquent dans la formation d’espèces différentes, il peut exister d’autres facteurs aboutissant également à une modification génétique. L’important reste de bien comprendre que, une fois la spéciation réalisée, il n’y a plus de retour en arrière et l’espèce nouvellement apparue restera parfaitement individualisée jusqu’à ce qu’une nouvelle spéciation la touche à son tour.

Vitesse des spéciations

     Classiquement, on a toujours pensé qu’une spéciation était un phénomène lent et progressif, nécessitant des centaines de milliers d’années. Dans le darwinisme classique, on évoque un mouvement uniforme et graduel, variable évidemment selon les espèces et les milieux considérés. Il paraît, en effet, logique de penser que l’apparition d’une nouvelle espèce sera plus rapide pour, par exemple, la drosophile qui se reproduit à grande vitesse que pour un grand mammifère.

     Mais alors, les souris de Madère dont plusieurs espèces sont apparues en moins de 1000 ans : cas particulier ? C’est possible mais une autre explication peut-être avancée. On a eu l’occasion de l’évoquer déjà à maintes reprises mais la notion de transformation progressive des espèces a été tempérée  par la théorie des équilibres ponctués de Gould et Eldredge. Ces deux scientifiques proposent, en effet, de considérer l’évolution darwinienne des espèces selon une histoire qui associerait de longues périodes d’équilibre entrecoupées de rapides périodes de changements majeurs (voir le sujet : les mécanismes de l'Évolution). La majorité des évolutionnistes penche actuellement pour un mélange de ces deux mécanismes selon les espèces considérées.

Hasard et évolution des espèces

     L’Évolution des espèces – et plus généralement la Vie – ne suit pas un plan préétabli ou décidé à l’avance. C’est le hasard qui détermine l’avancée du vivant et c’est parfaitement vrai pour l’apparition d’espèces nouvelles ; cette dernière éventualité dépend, on vient de le voir, de conditions le plus souvent environnementales dont la prévision est impossible : une rivière qui change son cours, une île qui apparaît lors d’un tremblement de terre, d’un phénomène volcanique, etc. Un peu comme la chute de l’astéroïde qui, il y a 65 millions d’années, a permis l’émergence des mammifères en détruisant les grands sauriens.

     Pour faire comprendre cet aspect de l’Évolution, Stephen J. Gould, dans son livre « la vie est belle » (Le Seuil pour la traduction française), utilise une image : assimilons l’Évolution à un film, écrit-il, et rembobinons- le pour le rejouer ; il est absolument certain que la Vie ne repasserait pas par les mêmes étapes tant elles sont dépendantes d’éléments essentiellement dus au hasard : dans cette optique, l’Homme n’aurait qu’une chance minuscule de réapparaître… Et cet Homme - n'en déplaise à sa vanité - n’est certainement pas le « progrès ultime », le sommet incontournable d’un processus progressant vers l’émergence de l’esprit. En réalité, il n’y a jamais rien de nécessaire et tout peut être toujours rejoué. Toujours.

     Il en est pour la transformation des espèces comme pour la survie des individus. On y retrouve une histoire en deux temps : d’abord, c’est le hasard qui joue le premier rôle dans la production des variations (quel spermatozoïde pour quel ovule ?) puis les lois déterministes entrent en action (un partenaire sexuel est-il atteignable ? L’inondation va-t-elle tuer le groupe ?) : il s’agit donc d’un jeu double associant variation et sélection, pur hasard et déterminisme. La nécessité, elle, est toujours absente de l’histoire totale qui évolue donc sans but défini.

     Non, l’organisme n’est pas parfait et permet seulement à la Vie de pouvoir se maintenir. François Jacob, il y a déjà bien des années, avait déjà formulé cela en parlant du « bricolage » de l’Évolution, un terme qui traduit à la fois l’imperfection dans la Nature et la réponse par le déterminisme et le hasard. En somme, le « progrès » vers un avenir radieux (d'ailleurs variable selon les sociétés humaines) est fictif : il n’existe que de simples transformations qui permettent à la Vie de se maintenir et, si possible, de s’étendre.

 Sources :

1. Wikipedia France

2. www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosevol

3. Encyclopediae Universalis

4. Encyclopediae Britannica

5. www.snv.jussieu.fr/vie/

Images :

1. mulet (sources : tizours.free.fr)

2. chien et chat (sources : cdn.pratique.fr)

3. Ernst Mayr (sources : www.achievement.org)

4. goéland brun (sources : fotooizo.free.fr)

5. goéland argenté (sources : www.pratique.fr)

6. pinsons des îles Galapágos (sources : wwwsamizdat.qc.ca)

7. le point chaud de Hawaï (sources : wikipedia.org)

8. corneille mantelée (sources : fr.wiktionary.org)

9. attaque d'épaulard (sources : www.borispatagonia.com)

10. François Jacob (sources : infodsi.com)

(pour lire les légendes des illustrations, posser le pointeur de la souris sur l'image)

Mots-clés : notion d'espèce - Ernst Mayr - sélection naturelle - dérive génétique - pariade - altruisme génétique - spéciation allopatrique - goélands bruns et argentés - moustique londonien - souris de Madère - spéciation insulaire - pinsons des galapágos - Thomas Hunt Morgan - corneilles noires ou mantelées - mouche de l'aubépine - orques - théorie des équilibres ponctués - François Jacob

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

Sujets apparentés sur le blog

1. les extinctions de masse

2. les mécanismes de l'Évolution

3. reproduction sexuée et sélection naturelle

4. le rythme de l'évolution des espèces

5. le hasard au centre de la Vie

6. l'Évolution est-elle irréversible ?

7. la notion d'espèce

8. la théorie des équilibres ponctués

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mise à jour : 17 mars 2023

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

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

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

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

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

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

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

La « révolution » darwinienne repose sur trois points…

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

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

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

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

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

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

(voir le sujet : la sélection naturelle)

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

(voir sujet : reproduction sexuée et sélection naturelle)

…mais des questions restent sans réponses

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

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

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

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

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

Les progrès de la science apportent des réponses

* Les lois de l’Hérédité

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

(voir sujet : la notion d'espèce)

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Où s’exerce réellement la sélection naturelle ?

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

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

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

(voir sujet : insectes sociaux et comportements altruistes

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

(voir sujet : la sélection naturelle)

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

Un terme à proscrire, celui de « progrès »

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

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

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

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

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

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

Sources :

1. Wikipedia France

2. Science et Vie.com

3. Encyclopaediae Britannica

4. CNRS : sagascience (dossier évolution)

Images :

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

2. Charles Darwin (sources : American Philosophical Society)

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

4. Gregor Mendel (sources : wikidia)

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

6. cœlacanthe (sources : dielette.fr)

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

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

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

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

1. comportements animaux et Évolution

2. le mimétisme, une stratégie d'adaptation

3. parasitisme et Évolution

4. le voyage du Beagle et ses conséquences

5. spéciations et évolution des espèces

6. intelligence animale collective

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mise à jour : 20 mars 2023

     La théorie de l’Evolution explique la transformation des espèces au fil des âges mais, en réalité, c’est bien plus qu’une simple théorie tant les preuves abondent en son sens. De ce fait, on devrait plutôt dire les lois de l’Evolution (c’est également le même problème pour la théorie de la relativité générale d’Einstein).

     C’est Darwin, on le sait tous, qui fut le pionnier de cette nouvelle approche. Homme du XIXème siècle, il ne pouvait évidemment connaître ni la génétique, ni la biologie moléculaire, etc., toutes disciplines qui contribuèrent par la suite à approfondir son hypothèse. C’est la raison pour laquelle l’Evolution fut « revisitée » par les modernes pour aboutir à la théorie synthétique de l’Evolution, encore en vigueur aujourd’hui.

     En 1972, deux éminents chercheurs, Gould et Eldredge, bousculèrent le monde jusque là très tranquille de l’Evolution en proposant une approche complémentaire - la théorie des équilibres ponctués – qui fit alors grand bruit. Aujourd’hui que le calme est revenu, il n’est pas inutile de rappeler les grandes lignes théoriques et historiques de ce débat qui permit d’asseoir définitivement l’approche scientifique de la transformation des espèces face à l’obscurantisme d’un créationnisme irrationnel et puéril mais toujours renaissant de ses cendres.

La théorie synthétique de l’Evolution

     Comme l’a très bien expliqué Darwin, la transformation des espèces se déroule sur un temps très long, proche des temps géologiques, c'est-à-dire portant sur des centaines de milliers, voire des millions d’années. L’apparition de différences entre

individus, différences se maintenant chez leurs descendants, explique cette évolution ; les individus les mieux adaptés dans leur milieu (surtout si celui-ci se transforme rapidement) sont les plus aptes à survivre et donc à se reproduire : c’est la sélection naturelle (voir sujet : les mécanismes de l’Evolution). Rappelons que ces transformations se font surtout par mutations mais pas seulement puisque d’autres mécanismes génétiques, quoique moins fréquents, sont également à l’œuvre (échange de matériel génétique, épimutations, etc.). Il paraît également justifié de mentionner qu’il ne faut jamais considérer ces transformations d’un point de vue généalogique mais phylogénétique : les espèces ne descendent pas les unes des autres mais se transforment en parallèle. Par exemple, deux populations d’une même espèce longtemps séparées l’une de l’autre finissent par « diverger », c'est-à-dire que leurs représentants sont devenus incapables de se reproduire entre eux, formant alors des espèces distinctes mais coexistant encore dans un environnement voisin (c’est le phénomène de dérive génétique). En pareil cas, on pourra affirmer que ces

deux espèces ont un « ancêtre commun » (l’espèce de départ) et, par exemple, c’est bien le cas de l’Homme qui ne descend pas du singe  (comme l’ont un peu stupidement déclaré certains antidarwiniens) mais possède un lointain ancêtre commun avec lui.

     Quoi qu’il en soit c’est par l’intermédiaire des gènes que ces transformations opèrent mais Darwin ne pouvait que le supposer puisque la génétique était à son époque encore inconnue. C’est la raison pour laquelle, dès les années 1930-40, de nombreux scientifiques cherchèrent à compléter la théorie de Darwin avec des acquisitions plus récentes : la génétique évidemment mais aussi la biologie, l’embryologie, la paléontologie, la génétique des populations, la systématique, etc. Du fait, on s’intéressa non plus seulement aux individus mais à des groupes entiers et c’est la fréquence des mutations dans une population qui devint le critère principal. La grande majorité de ces mutations - rappelons-le - sont déclarées neutres (elles n’ont aucune incidence sur les individus), quelques unes sont létales ou très défavorables (et leurs porteurs n’ont pas de descendants), quelques unes enfin apportent un avantage sélectif et se transmettent aux générations suivantes. Lorsque la fréquence de ces mutations devient élevée, on peut assister à la modification de l’espèce.

        Quelques décennies plus tard (1960), grâce à la  compréhension de le nature des chromosomes et des gènes, la biologie moléculaire vint compléter le néodarwinisme (autre appellation de la théorie synthétique) en donnant les bases expérimentales qui manquaient.

      On peut résumer l’affaire de la façon suivante : les espèces vivantes se transforment au fil du temps à la suite de mutations survenant chez certains individus de façon aléatoire et c’est la sélection naturelle qui tempère quelque peu cette grande loterie du hasard en permettant l’adaptation de l’espèce à un milieu et à un temps particuliers. Aucun finalisme n’entre ici en jeu puisque seul le déterminisme adaptatif canalise cette évolution.

     Pour les néodarwiniens d’alors, les transformations ne pouvaient se produire que progressivement, sur des durées de temps immenses et on avança alors le terme de gradualisme pour bien souligner cette progressivité.

Les équilibres ponctués

     En relisant avec attention l’ouvrage principal de Darwin (l’origine des espèces au moyen de la sélection naturelle, 1859), on se rend compte que le grand scientifique s’était interrogé sur un fait qui lui paraissait curieux : si l’on pense à une transformation graduelle, comment se fait-il que les fossiles jusqu’alors retrouvés (et la même remarque prévaut encoreaujourd’hui) ne concernent presque toujours que des espèces déjà formalisées et très peu d’espèces dites « intermédiaires » chez lesquelles on pourrait reconnaître une partie seulement des caractères définitifs de l’espèce considérée. La réponse, pour lui évidente, est  simplement que ces fossiles n’ont pas encore été trouvés… Il le dit de la façon suivante : « …/… que l'accumulation de dépôts riches en espèces fossiles diverses, et assez épais pour résister aux dégradations ultérieures, n'étant guère possible que pendant des périodes d'affaissement du sol, d'énormes espaces de temps ont dû s'écouler dans l'intervalle de plusieurs périodes successives ; qu'il y a probablement eu plus d'extinctions pendant les périodes d'affaissement et plus de variations pendant celles de soulèvement, en faisant remarquer que ces dernières périodes étant moins favorables à la conservation des fossiles, le nombre des formes conservées a dû être moins considérable…/… ». Il ne resterait donc plus qu’à trouver ces fameux « chaînons manquants »…

     En 1972, deux paléontologues, Stephen J. Gould et Niles Eldredge, publièrent un article qui prit tout le petit monde néodarwinien à contrepied : selon les deux chercheurs, ces fameux fossiles intermédiaires ne pouvaient pas être retrouvés pour la bonne raison qu’ils n’existent pas ! La raison en est que, pour eux, le gradualisme n’est qu’une supposition et que les transformations apparaissent en fait d’un coup, très rapidement, sur quelques milliers d’années (un temps infime à l’échelle géologique) ; survient ensuite pour les espèces une longue période d’équilibre, dite de stase, au cours de laquelle il ne se passe rien. Gould explique ainsi pourquoi on peut trouver des espèces n’ayant pas changé durant des millions d’années. Il avance que, loin d’une transformation progressive, une espèce peut disparaître rapidement car remplacée par l’espèce mutante qui recolonise la niche écologique jusque là occupée par celle dont elle est issue ; parfois, il peut même arriver, ajoute-t-il, que les deux espèces continuent d’exister l’une à côté de l’autre.

     C’était le retour à une certaine forme de catastrophisme, la théorie qui prévalait avant le gradualisme (voir le sujet : la querelle sur l'âge de la Terre) et, bien entendu, les néodarwiniens classiques furent consternés au point qu’ils crièrent au retour d’un certain créationnisme. Il s’agissait là certainement d’un mauvais procès fait à Gould et Eldredge qui estimaient, bien au contraire, qu’ils ne faisaient que compléter – ou affiner – le darwinisme qui restait à leurs yeux la seule explication possible. Certains créationnistes, notamment religieux, s’emparèrent sans la comprendre de la nouvelle idée pour asseoir leurs propres arguments antidarwiniens ce qui ne contribua pas, on le comprend, à la sérénité du débat ! Il n’y avait pourtant pas là une idée véritablement révolutionnaire puisque, à bien le relire, on s’aperçoit que Darwin lui-même avait évoqué cette hypothèse sans s’y arrêter définitivement…

     En somme, le ponctuationnisme (équilibres ponctués) n’est qu’une autre façon d’interpréter le transformisme et la

sélection naturelle  gradualisme ne voit qu’une transformation progressive apparue par petites touches sur un temps très long, Gould penche plutôt pour l’apparition brutale de mutations importantes permettant d’un seul coup la transformation d’une espèce qui se met alors à concurrencer celle dont elle est issue et, le plus souvent, la supplante en quelques milliers d’années grâce à son avantage sélectif. On est toujours dans le cadre d’un darwinisme bien compris.

Le darwinisme aujourd’hui

     N’en déplaise aux créationnistes, jamais la théorie de Darwin ne s’est si bien portée. L’apparition des nouvelles techniques a même renforcé ce qui n’était au début qu’une théorie (au sens d’une hypothèse scientifique). A la manière d’une autre théorie célèbre

(que j’ai déjà citée), la théorie de la relativité générale, les nouvelles approches d’observation et d’analyse sont venues la conforter progressivement. A ce titre, Gould et Eldredge ont apporté leur propre pierre à l’édifice commun, démontrant au passage qu’il est fondamental pour toute science quelle qu’elle soit de ne pas se cantonner à une position définie une fois pour toutes, de ne pas se rigidifier. La qualité première d’une discipline scientifique est en effet de savoir se remettre en cause ce que ne peuvent (ou ne savent) pas faire ceux qui défendent des idées fondées sur un apriori de départ, par définition incritiquable. Je pense évidemment aux créationnistes qui, rejetant toute observation objective, cherchent avant tout à faire entrer le monde qui est le nôtre dans le cadre d’idées préconçues définies une fois pour toutes.

      En ce début de millénaire, les scientifiques s’accordent pour reconnaître la validité à la fois du gradualisme et du ponctuationnisme : certaines espèces se transforment lentement au gré du temps (géologique) mais d’autres semblent apparaître en un laps de temps très court suivi d’une longue période d’absence de changement. La grande majorité des espèces ayant un jour vécu sur Terre ont aujourd’hui disparu (99% d’entre elles avancent les spécialistes). Certaines ont été emportées, comme les dinosaures du Crétacé, par un événement cataclysmique. D’autres se sont transformées en de nouvelles espèces mieux adaptées à un milieu donné. Dans tous les cas, le hasard est à l’œuvre puisqu’il entraîne aussi bien mutations soudaines qu’extinctions massives accidentelles. Et, on le sait bien, le hasard est imprévisible.

Sources

* Wikipedia

     histoire de la pensée évolutionniste : cliquer sur le lien 

     théorie synthétique de l'Evolution : cliquer sur le  lien

 * The Structure Of Evolutionary Theory (Stephen J. Gould, Belknap-Harvard, 2002). On trouvera une intéressante analyse de cet ouvrage ICI

Images

1. combat entre un allosaure et un stégosaure (sources: www.linternaute.com/science/)

2. Charles Darwin (sources : www.jason-22.eu/darwin.html)

3. dérive génétique artificielle (sources : e-sante.futura-sciences.com/)

4. chromosome (sources : www.beltina.org/health-dictionary)

5. Stephen Jay Gould (sources : www.vetopsy.fr/)

6. Niles Eldredge (sources : www.amnh.org/exhibitions/darwin)

7. strates du temps (sources : fr.wikipedia.org/wiki/Tronc)

8. slection naturelle (sources : us2.harunyahya.com)

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

 Mots-clés : Charles Darwin - théorie synthétique de l'Evolution - Stephen J Gould - Niles Eldredge - sélection naturelle - mutations - phylogénétique - dérive génétique - extinctions de masse - génétique des populations - systématique - avantage sélectif - gradualisme - période de stase - catastrophisme

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

 Sujets apparentés sur le blog

1. les mécanismes de l'Evolution

2. la querelle sur l'âge de la Terre

3. les extinctions de masse

4. le rythme de l'évolution des espèces

5. l'Evolution est-elle irréversible ?

6. la notion d'espèce

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mise à jour : 11 mars 2023

                 une fourmi soldat de l'espèce Atta laevigata (image de A. Wild de myrmecos.net)

     En évoquant dans un précédent sujet l’indifférence de la Nature (voir sujet indifférence de la Nature) et puisque j’avais souligné le caractère toujours utilitaire des comportements animaux (excluant toute notion de bien et de mal, de pitié ou de vengeance), je m’étais interrogé sur certaines attitudes en apparence paradoxales : les conduites altruistes parfois observées dans certaines situations. J’aimerais revenir aujourd’hui sur cet aspect étrange de la vie naturelle qui, au premier abord, peut paraître contradictoire avec la théorie de l’évolution, celle-ci stipulant en effet que seuls les comportements égoïstes - et donc la défense de ses intérêts propres - peuvent permettre au plus apte de l’emporter.

 
     Commençons toutefois par préciser ce qu’est l’altruisme. Si l’on s’en réfère à la définition du dictionnaire, il faut y voir « une tendance à s’occuper plutôt des autres que de soi-même ». C’est cette notion qui peut, en effet, paraître singulière dans le cadre de la théorie de l’évolution. Pourtant, avant de discuter de ce sujet passionnant, il est fondamental d’identifier et de quantifier l’importance de l’environnement au sein duquel cet altruisme peut se manifester : ce faisant, nous sommes donc obligés d’aborder au préalable l’organisation sociale des individus.

organisation sociale des différentes espèces d’animaux

 
     A l’exception de quelques cas particuliers, il est clair que la vie d’un individu d’une espèce donnée est régie par son rapport aux autres et cela de façon plus ou moins marquée. Ces rapports sociaux ont pour but évident la mise en commun de connaissances ou d’automatismes aboutissant à la survie et à la progression de l’espèce. Or, qui dit rapports dit obligatoirement rapports de force : c’est ainsi que, dans toutes les espèces (à quelques exceptions notables près), il existe une hiérarchisation marquée par la prédominance d’un individu sur les autres, un fait partout constaté dans la Nature. Nous connaissons par exemple tous la notion d’individus dominants chez les canidés : les loups, pour ne citer qu’eux, se regroupent en meutes sous la direction d’un chef (presque toujours un mâle qu’on appelle l’animal alpha) plus fort ou plus intelligent que la moyenne et qui imprime sa domination en se réservant les femelles. En vérité, le constat d’une organisation hiérarchique, fondement de la socialisation, s’impose pour la plupart des espèces (les rongeurs tels les rats, les animaux marins – otaries, phoques -, les ruminants « sauvages », les oiseaux, etc.).

     Comme toujours, il existe des exceptions : les félins, par exemple, sont des animaux très peu grégaires et donc peu sociaux. En haut ( ?) de l’échelle animale, les grands primates ont certes des comportements grégaires mais permettant des approches individuelles, aboutissant de ce fait à des types de sociétés moins rigides que celles, par exemple, des insectes dont nous parlerons plus loin. Dans ce type de sociétés animales, en effet, la hiérarchisation existe toujours mais on pourrait avancer qu’elle est raisonnablement tempérée par une certaine dose d’individualisme. Même chez l’Homme, ces pulsions grégaires (qui, rappelons-le, relèvent de programmes génétiques innés) existent et ce sont elles qui, conduisant à une socialisation poussée, ont permis à Sapiens de faire les progrès que l’on sait.

 
     On comprend donc bien qu’il existe une antinomie entre socialisation et individualisme et que, selon les sociétés considérées, il existe une sorte de balancier, d’équilibre, entre les deux concepts. Dans certaines espèces, l’individualisme est poussé à l’extrême (comme chez les chats, animaux volontiers solitaires) tandis que pour d’autres l’organisation sociale devient si prépondérante – j’allais dire si prégnante – que toute existence individuelle est abolie au profit de la communauté (insectes sociaux). Chez l’Homme, on l’a déjà mentionné, il existe un réel compromis entre ces deux extrêmes puisque si une organisation sociale lui est indispensable, celle-ci permet à certaines initiatives personnelles de s’exprimer.

 
     Afin de mieux cerner selon quels critères se font jour des comportements altruistes, sujet de notre propos, revenons sur quelques exemples d’organisations sociales rigides (ou dites « fermées ») des animaux.

 
les insectes sociaux

 
     La plupart des insectes se répartissent en sociétés grégaires, fortement socialisées, et en populations où l’individu est plus indépendant, voire réellement isolé : c’est, par exemple, le cas des arachnides dont la majorité d’entre elles sont strictement solitaires, bien tapies au fond de leur toile ou de leur antre (même s’il peut exister des relations d’entraide), mais chez lesquelles existent aussi des populations très socialisées regroupant des centaines, voire des milliers d’individus se partageant une même toile (qui peut alors s’étendre sur une grande surface, parfois plusieurs arbres, comme le montre la photo ci-dessus d'araignées sociales en Guyane) avec les contraintes en rapport.  On retrouve ce même phénomène (isolement/grégarité) chez les guêpes et les abeilles.

 
          • Les abeilles

     On pense qu’il existe plus de 20 000 espèces différentes d’abeilles dont près de 90 % sont solitaires. Même parmi les abeilles dites « sociales », l’organisation est variable, allant d’une simple mise en commun de quelques actions communautaires à une réelle complexité organisationnelle mais sans jamais atteindre toutefois l’ordre quasi-militaire des fourmis (que nous verrons ensuite), voire même des termites. Nous connaissons bien ces abeilles sociales puisqu’il s’agit d’Apis mellifica, l’abeille des ruches à miel cultivées par les Hommes.

 

     La ruche est un ensemble social où coexistent un certain nombre de type d’individus aux rôles parfaitement définis. Il y a évidemment la Reine, l’abeille responsable des naissances et donc garante de l’avenir de la ruche toute entière, gardée jalousement par ses assistantes qui lui permettent de pondre chaque jour plus d’un millier d’œufs. Ce sont les ouvrières – stériles et il s’agit là d’une notion fondamentale – qui effectuent le travail d’entretien et de défense de la ruche : on y trouve les nourrices qui s’occupent des larves, les nettoyeuses qui assurent la propreté de l’ensemble, les ventileuses chargées, par leurs mouvements permanents des ailes, d’assurer la température adéquate, les cirières qui construisent les rayons, les butineuses qui récoltent le pollen, les sentinelles qui défendent les accès à la ruche. Tout ce petit monde communique par des  phéromones (voir glossaire) ce qui permet l’indispensable reconnaissance des individus entre eux mais aussi de façon gestuelle (voir nota : la danse des abeilles).

 

     Il s’agit d’un univers bien organisé et indispensable à chacun de ses habitants puisque si, d’aventure, un sujet devait s’égarer loin de la ruche, il ne lui faudrait pas plus d’un jour ou deux pour mourir, aurait-il suffisamment de quoi pour se nourrir. Pourtant, cette organisation déjà bien hiérarchisée est loin d’égaler les sociétés de fourmis, autres hyménoptères (et même les termites qui, eux sont des isoptères, catégorie d’insectes plus ancienne dans l’échelle de l’évolution).

 

 

 

 
          • Les fourmis

 

 
     Il s’agit du stade ultime de l’insecte social. Bien qu’il existe des milliers d’espèces différentes de fourmis (variant par la taille, la couleur ou les comportements), on n’en connait aucune qui soit solitaire. Est-ce cela qui explique leur indéniable succès adaptatif puisqu’on les trouve dans toutes les parties du monde ? Quoi qu’il en soit, certaines colonies s’étendent sur des centaines de km comme la colonie originaire d’Amérique du sud (et qui a supplanté les variétés autochtones) qui peuple à présent et d’un seul tenant la côte nord de l’Espagne, le sud de la France et le nord de l’Italie. Comment expliquer un tel succès ? Eh bien probablement par la rigueur de l’implacable organisation de l’ensemble. Chez les fourmis, les individus comptent encore moins qu’ailleurs.

 
     Plus ou moins agressives envers les êtres vivants « extérieurs », les fourmis se déplacent en colonnes de millions d’individus, colonnes dont les flancs sont impitoyablement gardés par les soldates, souvent dotées d’énormes pinces et/ou mandibules, comme le montre la photo d'introduction. (J’ai encore en mémoire ce documentaire que, enfant, j’avais regardé à la télé en noir et blanc de l’époque : on y voyait la progression inexorable de milliards de fourmis dans un pays d’Afrique dont je n’ai pas retenu le nom et qui dévastaient absolument tout sur leur passage, allant jusqu’à submerger et tuer un fourmilier, pourtant un de leurs prédateurs locaux). Contrairement aux abeilles, les fourmis sont de morphologie différente selon les fonctions qu’elles exercent au sein de la communauté mais ce qui retient surtout l’attention, c’est la complexité de leur habitat, le plus souvent souterrain (mais pas toujours) : on se trouve face à une profusion de couloirs, corridors, tunnels, salles et cul-de-sac, chacun de ces endroits ayant sa fonctionnalité propre, depuis les « appartements » de la Reine jusqu’aux pouponnières, aux chambres de stockage des réserves ou aux salles d’élevage. Car les fourmis élèvent des pucerons, des champignons… ou maintiennent en esclavage d’autres variétés de fourmis (comme le font certaines espèces de fourmis rouges avec des fourmis noires capturées sous forme de larves et qui ne se révoltent jamais).

 

     Cette extraordinaire organisation a évidemment un corollaire que nous avons déjà évoqué : en pareil cas, il n’est pas possible que l’individu puisse exister séparément ; ce dernier n’est plus qu’une infime partie d’un ensemble pour lui immense, la fourmilière, et pour sauver cette dernière – ou simplement la protéger – il est parfaitement envisageable de sacrifier des milliers d’individus (même les reines qu’il est toujours possible de remplacer). C’est dans ce contexte ultra-utilitariste, où chaque chose, chaque comportement à sa place sans que jamais il n’y ait la moindre fantaisie, que l’on peut se poser la question qui nous occupe aujourd’hui : comment est-il possible que l’on puisse observer chez ces animaux des comportements que l'on qualifiera d'altruistes ?

 

 

 

 

 
comportements dits altruistes de certains animaux

 

 

 
     On vient de voir que chez les insectes sociaux, les rôles sont parfaitement distribués et toujours reproduits à l’identique. Comment donc expliquer le sacrifice de certains individus composant la communauté (ici fourmis sentinelles ou ouvrières) qui meurent au combat ou à la tâche pour protéger les autres ? L’instinct, me direz-vous, puisque ces comportements sont tout simplement inscrits dans les gènes de ce type de fourmis. Oui, mais affirmer cela pose une question : dans la théorie darwinienne de l’évolution, c’est la sélection naturelle qui permet le maintien de tels comportements (en d’autres termes, les conduites apportant un avantage sélectif à des individus sont retenues par la nature puisqu’elles leur permettent une meilleure survie). Problème : les fourmis ouvrières, celles qui se sacrifient, sont, on l’a déjà dit, stériles et ne peuvent donc pas se reproduire.

 
     Darwin n’a pas ignoré ce problème et a longtemps réfléchi sur la question. Dans son livre princeps, « l’origine des espèces », il en a conclu que la sélection se faisait sur les reines, les seules au demeurant susceptibles de se reproduire et donc de transmettre un comportement génétiquement déterminé. Pour lui, les reines ayant, au fil du temps, incorporé dans leurs gènes les comportements sociaux des fourmis ouvrières les mieux adaptés – des comportements « altruistes » - se sont retrouvées à la tête des ruches les plus productives d’où la diffusion progressive de ce patrimoine génétique. De nombreux chercheurs essaieront par la suite de revenir sur la question mais sans trouver mieux.

 
     C’est en 1975 que paraît un ouvrage fondamental qui va relancer les spéculations sur le problème. L’auteur en est un biologiste d’Harvard, spécialiste des fourmis, Edward. O. Wilson. Ce scientifique va essayer d’expliquer les sociétés animales (et aussi humaines) par une étude darwinienne des évolutions collectives, la seule explication, pense-t-il, pour justifier précisément les comportements altruistes de certains individus. Il baptisera cette approche sociobiologie.

 

 

 
          • La sélection de parentèle

 

 
     Dans son étude, Wilson reprend les conceptions d’un précurseur, William D. Hamilton, qui avait défendu à peu près ceci : si des individus font preuve d’altruisme, s’ils acceptent (évidemment sans le savoir) de se sacrifier, c’est parce que, au bout du compte, ce  sacrifice permet la transmission de leurs gènes à des descendants plus complètement que s’ils avaient eux-mêmes procréé. Et cela peut être mathématiquement calculé. Ainsi, en raison de la spécificité de la détermination du sexe chez les hyménoptères, une fourmi ouvrière possède les 3/4 de ses gènes en commun avec les larves pondues par la reine alors que si elle avait elle-même eu des descendants, elle n’aurait eu que la moitié de gènes en commun avec ses enfants. De ce fait, renoncer à une (potentielle) descendance devient plus compréhensible. Ce calcul fonctionne aussi avec les abeilles, les guêpes, etc.

 
     Il subsiste néanmoins un problème : les comportements altruistes s’observent également chez les termites qui ne sont pas des hyménoptères et n’ont donc pas ce système si particulier de transmission des gènes. Ce qui amena Hamilton à revenir sur la notion de bénéfice non pas uniquement pour la simple parentèle mais aussi pour le groupe auquel il appartient, reprenant en quelque sorte approximativement l’approche de Darwin en son temps.

 

 

 
          • L’altruisme est-il désintéressé ?

 

 
     Les spécialistes de l’évolution sont à peu près d’accord sur un point : pour qu’il y ait renoncement d’un individu à sa propre survie, il faut qu’il en tire bénéfice d’une manière ou d’une autre. Ce bénéfice est génétique et passe par la transmission d’un certain nombre de ses gènes (ce qui valut à Richard Dawkins un beau succès de librairie avec son livre « le gène égoïste »). Nul besoin, semble-t-il, que cette transmission soit abondante : il suffit que le bénéfice existe, si faible soit-il. L’individu compte bien moins que les gènes qu’il transmet.

 

 

 
        • Les comportements altruistes existent dans toutes les espèces

 

 
     Afin de comprendre le mieux possible cette notion d’altruisme dans la nature, j’ai pris l’exemple le plus emblématique, celui des insectes sociaux, parce que la rigidité de ces sociétés permet le mieux l’application de modèles mathématiques (c’est d’ailleurs historiquement chez eux que les études ont été les plus poussées) mais, dans toutes les espèces, de tels comportements existent : le rongeur qui signale en criant à ses congénères l’apparition d’un prédateur au risque de se faire immédiatement repérer, l’oiseau femelle qui attire sur elle l’agresseur pour l’éloigner de son nid, le lion qui tue les lionceaux issus du mâle qu’il vient d’évincer (il pourrait perdre leur mère qu’il vient de conquérir), etc. Autant de cas d’altruisme, autant d’explications diverses qui vont toujours dans la même direction : la recherche d’un bénéfice secondaire à l’insu de l’acteur lui-même, ce bénéfice étant la transmission d’une partie la plus importante possible de son patrimoine génétique.

 

 

 

l'altruisme, terme ambigu

 

 

     L’altruisme proprement dit n’existe donc pas dans la Nature. Ou plutôt il n’est pas ce que l’on croit. Les conduites, les attitudes qui aboutissent au sacrifice d’un individu isolé afin de permettre la survie d’autres individus du groupe font partie d’une stratégie sélectionnée par l’évolution et dont le but en est toujours le même : permettre à l’espèce de progresser en reproduisant le plus grand nombre de gènes d’une génération donnée, quitte d’ailleurs à ce que, en raison de mutations diverses, certains d’entre eux (apportant un avantage évolutif) soient pérennisés par l’évolution au détriment des autres.

  
     Et, me direz-vous, l’Homme dans tout ça ? Puisqu’il est un animal comme les autres (hormis son intellect certainement plus développé), est-il lui aussi soumis à ces comportements innés ? Il est certain que, animal social, l’Homme a besoin d’une société pour survivre et d’une hiérarchisation des individus pour progresser. Mais l’altruisme dont il fait parfois preuve peut-il être envisagé uniquement d’un point de vue fonctionnel, du seul point de vue d’une recherche de bénéfices secondaires à ses actions ?

 

     C’est ici que les avis divergent. Pour une part des sociobiologistes c’est à l’évidence le cas et les tentatives de justification de l’altruisme humain sont identifiées par eux comme la rationalisation a posteriori de la recherche inconsciente d’un bénéfice pour l’espèce : une fourmi humaine en quelque sorte. Pour d’autres sociobiologistes, s’ils reconnaissent volontiers que cet état était effectivement celui de l’Homme des débuts de l’Humanité, ils pensent que la civilisation et ses facteurs normalisants ont certainement gommé cette part strictement génétique : la raison dominant les automatismes si l’on peut dire. D’autres enfin se situent entre ces deux approches et parlent d’une atténuation plus ou moins importante de ces comportements innés.

 

 
     Comme on peut le constater, les considérables différences d’appréciation de ce problème par les scientifiques prouvent qu’il reste encore beaucoup à observer et à décrypter dans cette science qui n’en est encore qu’à ses débuts.

 

 

 

 

 

Nota : 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 d’autres abeilles. Toutes 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 ». Ce moyen de communication inné permet 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 en 1973 le prix Nobel de physiologie à Von Frisch.

(voir également le sujet : comportements animaux et évolution )

 

 

 

 

Glossaire

 

* phéromones : en physiologie, sécrétion chimique émise par un animal provoquant une modification du comportement chez un individu de la même espèce (Encyclopædia Universalis) 

 

 

 

Images

 

1. fourmi soldat (sources : myrmecos.net)

2. araignées sociales (sources : metalogie.blog.lemonde.fr)

3. abeilles attaquant un frelon :  ne pouvant tuer ce type de prédateurs (qui les déchiquètent pour s'en nourrir) car leur cuticule est souvent trop dure pour leurs dards, elles l'étouffent en bloquant sa respiration et en occultant tous ses orifices de respiration. Beaucoup d'individus meurent dans ce combat. (sources : www.notre-planete.info/)

4. fourmis rouges : l'individu n'a aucune importance (sources : www.lefigaro.fr/ )

5. Edward Wilson (sourcces : greensource.construction.com)

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

 

 

 

 

Mots-clés : altruisme, évolution, avantage évolutif, sélection naturelle, individualisme, socialisation, hiérarchisation, insectes sociaux, arachnides, araignées sociales, abeilles, fourmis, E O Wilson, W. D. Hamilton, sociobiologie, sélection de parentèle, sélection de groupes

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

 

 

 

 

Sujets connexes sur le blog :

 

 1. indifférence de la Nature

 2. les mécanismes de l'Evolution

 3. reproduction sexuée et sélection naturelle

 4. le rythme de l'évolution des espèces

 5. comportements animaux et Evolution

 6. le mimétisme, une stratégie d'adaptation

 7. superprédateurs et chaîne alimentaire

 8. parasitisme et Evolution

  9. l'intelligence animale collective

 

 

 

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Mise à jour : 26 février 2023

    Au tout début de l’Humanité et jusqu’à il y a encore peu, la Terre, pour l’Homme, était le centre du Monde (voir l'article la Terre, centre du monde) et lui-même se jugeait son habitant privilégié, pour ne pas dire élu. Mais, la connaissance venant, il dût se rendre à l’évidence : non seulement la Terre, comme toutes les autres planètes du système, tourne autour du Soleil mais, fait encore plus troublant, notre étoile est elle-même très insignifiante, tant par sa taille, sa position ou son devenir. Située à l’écart du centre de la galaxie qui l’abrite (voir l'article place du Soleil dans la Galaxie), le Soleil est une naine jaune comme il en existe des milliards. Pire encore : notre Galaxie est de dimension moyenne, d’aspect banal, et l’on sait aussi depuis le siècle dernier que, des galaxies, il en existe des milliards (voir article les galaxies).

     Voilà une accumulation de faits qui donne à réfléchir et renvoie l’espèce humaine à un destin moins glorieux qu’elle ne l’espérait. Homines quod volunt credunt (Les hommes croient ce qu'ils veulent croire).

                                           

                                     

                                                

     Reste – et ce n’est certainement pas négligeable – cette incessante curiosité intellectuelle qui, peu à peu, permet à l’Homme de comprendre son environnement et de le modifier à son avantage. Alors, la Science est-elle le propre de l’Homme ?

Glossaire (in Wikipedia France)

     * génome : le génome est l'ensemble du matériel génétique d'un individu ou d'une espèce encodé dans son ADN (à l'exception de certains virus dont le génome est porté par des molécules d'ARN). Il contient en particulier toutes les séquences codantes (traduites en protéines) et non-codantes (transcrites en ARN, non traduites).

     * spéciation : en biologie, on nomme spéciation le processus évolutif par lequel de nouvelles espèces vivantes apparaissent.

     * bonobo : le Bonobo (Pan paniscus), mot découlant de la déformation du nom de la ville de Bolobo (République démocratique du Congo), est une espèce de Paninés (genre Pan), membres de la famille des Hominidés et de l'ordre des primates. On l'appelle aussi chimpanzé nain.

Images :

1. de l'homo erectus à l'homo sapiens (sources : www.futura-sciences.com/)

2. ornithorynque (sources : naturendanger.canalblog.com/)

3. une termitière au Burkina Faso (sources : www.interet-general.info/)

4. bonobo (sources : www.wwf.be/)

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

Mots-clés : ornithorynque - ginko biloba - Linné - Buffon - génome - primate - théorie de l'évolution - mort - insectes sociaux - ordre social - langage articulé - agriculture - culture - peintures rupestres - bonobo - empathie - réchauffement planétaire

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

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 1. l'âme

 2. Néandertal et sapiens, une quête de la spiritualité

 3. le dernier ancêtre commun

 4. les humains du paléolithique

 5. l'inné et l'acquis chez l'Homme

 6. la notion de mort chez les animaux

 7. l'apparition de la conscience

 8. spéciations et évolution des espèces

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Mise à jour : 28 février 2023

          Dans son livre princeps « L'origine des espèces »,  Charles Darwin évoque le rythme de l’évolution, c’est-à dire la transformation graduelle des espèces au fil du temps. Pour lui, le rythme de cette transformation ne peut être que lent, certainement progressif mais de façon presque imperceptible et surtout constant sur des centaines de siècles. Un problème, néanmoins, le préoccupe : lorsqu’on fouille le sol à la recherche des fossiles correspondants, on trouve toujours des spécimens en apparence fixés, bien différents les uns des autres (et ce même pour des lignées qui sont manifestement issues d’une même origine), sans ces formes qui témoigneraient des subtiles et minuscules transformations prédites par la théorie : en réalité, tout se passe comme si l’évolution procédait de façon suffisamment rapide pour ne pas laisser de traces intermédiaires fossiles. Quand on l’interroge sur cette apparente contradiction, Darwin répond toujours de la même façon : « les chaînons manquants n’ont tout simplement pas encore été découverts… ». En 2009, pourtant, nous en sommes pratiquement toujours au même point et si quelques unes de ces formes dites intermédiaires ont été mises en évidence pour certaines espèces bien précises, cela ne représente qu’une infime partie de ce à quoi nous aurions dû nous attendre. Où sont donc ces fossiles censés démontrer les transformations progressives des espèces ? Le naturaliste anglais se serait-il trompé ? Comment explique-t-on l’évolution aujourd’hui ?

Pour expliquer l’évolution trois théories se différencient… et se complètent

* Le gradualisme, tout d’abord, est la théorie explicative issue de ce que l’on appelle le néodarwinisme ou théorie synthétique de l’évolution, c'est-à-dire l’adaptation au Darwinisme de la redécouverte de la génétique (voir le sujet les mécanismes de l’évolution). Suivant en cela Darwin lui-même, de nombreux auteurs s’en réclament, expliquant donc que l’évolution des espèces ne peut être que lentement progressive, la Nature – par l’intermédiaire de la sélection naturelle – ne modifiant les êtres vivants que par petites touches. Et ce n’est qu’après des centaines de siècles qu’on peut s’apercevoir de l’apparition de différences profondes entre les parents ancestraux et leurs lointains descendants.

Cette approche conceptuelle s’oppose au « catastrophisme » qui prévalait jusqu'à la révolution darwinienne, une théorie qui soutenait, à la suite notamment des textes religieux, que les espèces avaient été créées en une seule fois (sous-entendu par Dieu) et détruites, au moins pour certaines d’entre elles, de la même manière (par exemple à l’occasion d’un déluge, d’un formidable tremblement de terre ou d’une apocalypse). Précisons que le catastrophisme est le témoin d’une époque où l’on n’avait aucune notion des temps géologiques : on pensait alors que la Vie avait été créée en sept jours et, selon l’étude des textes sacrés, que la Terre n’avait pas 4,5 milliards d’années comme on le sait aujourd’hui mais seulement… 4004 ans.

De fait, prenant en compte l’immensité des âges géologiques (que représente pour l’esprit humain une durée de plusieurs milliards d’années alors qu’il a déjà tant de mal à intégrer ce que signifie deux ou trois milliers d’années ? A ce sujet, on trouvera quelques réflexions s’y rapportant dans l’article : distances et durées des âges géologiques), le gradualisme explique de façon convaincante que des fossiles datés de millions d’années peuvent être les ancêtres de formes actuelles d’êtres vivants. Reste néanmoins le problème déjà évoqué : pourquoi ne trouve-t-on presque exclusivement que des spécimens, certes apparentés, mais ayant les uns par rapport aux autres des différences morphologiques et adaptatives le plus souvent très marquées ? Pourquoi n’existe-t-il pas, si l’évolution est si progressive,  de fossiles seulement séparés par des différences mineures? 

* Les équilibres ponctués : en 1972, Stephen J. Gould et Nils Eldredge prennent à contre-pied la position officielle en remettant en cause le gradualisme ; pour ces deux auteurs, jugés immédiatement iconoclastes, si on ne trouve pas les chaînons manquants tellement recherchés, c’est tout bêtement parce qu’ils n’existent pas ! S’appuyant sur la faune de Burgess dont on a déjà parlé (voir le sujet le schiste de Burgess), Gould explique qu’il existe des espèces qui disparaissent par hasard, sans raison apparente, alors qu’elles sont aussi bien armées pour survivre que les autres : elles sont alors probablement victimes de mauvais concours de circonstances (géographiques ou événementiels par exemple) qu’il est bien difficile de reconstituer par la suite. Il s’agit là d’une sorte de « catastrophisme biologique ».

 De la même façon, si toutes les espèces évoluent, selon Gould, cette évolution ne serait pas progressive mais par à-coups : il existerait de longues phases dites de stagnation durant lesquelles rien ne se passerait puis, soudainement, l’apparition d’une période de transformation très rapide (moins de 100 000 ans à comparer aux millions d’années sans réels changements). L’évolution, en somme, procéderait de façon saccadée, intermittente, et conduirait en peu de temps à ce que l’on appelle des spéciations, c’est-à dire des transformations intraspécifiques si importantes que les animaux en résultant ne pourraient plus s’apparier avec leurs ancêtres immédiats d’où l’apparition de nouvelles espèces.

* Cas particulier du saltationnisme : il s’agit en fait d’une théorie encore plus radicale que celles des équilibres ponctués que l’on vient d’évoquer et avec laquelle on la confond volontiers. Pour son créateur (un généticien

autrichien des années 40), l’acquisition d’un caractère nouveau peut se produire sur quelques dizaines d’années, en l’espace de quelques générations tout au plus. Comment cela serait-il donc possible ? Par l’apparition de mutations soudaines et imprévisibles… Bien des scientifiques pensent que des mutations surviennent assez fréquemment chez les êtres vivants mais que, pour l’immense majorité d’entre elles, elles n’entraînent aucune conséquence (on dit alors qu’elles sont neutres) tandis que d’autres – très désavantageuses pour le sujet – sont dites délétères en ce sens que l’individu qui en est porteur n’est pas viable. Restent quelques mutations favorables… et transmissibles susceptibles d’engendrer une nouvelle lignée, différente de celle du départ : une nouvelle espèce est alors apparue.

 

Inutile de préciser que, lorsqu’ils entendirent pour la première fois évoquer cette théorie, les gradualistes sourirent (pour ne pas dire qu’ils se moquèrent férocement, ce qu’ils firent aussi avec le ponctualisme de Gould). Depuis, de l’eau a coulé sous les ponts… et des découvertes biologiques majeures sont venues à la rescousse du saltationnisme.

 

En effet, pour qu’une mutation brutale soit suffisamment importante, il faut qu’elle porte sur un élément de base de l’individu : justement, on a depuis quelques années mis en évidence des gènes du développement (comme les gènes homéotiques ou gènes hox qui sont responsables de la mise en place des organes mais il y en d’autres) qui interviennent dans  l’organisation de tout un segment du futur individu ; se pourrait-il alors qu’une mutation portant sur ce type de gène organisateur fondamental puisse entraîner l’apparition soudaine d’individus complètement différents ?

 

Il est en fait probable que tout le monde a tort et a raison en même temps : on pense aujourd’hui qu’une grande partie de l’évolution des espèces se fait de façon progressive au long des millénaires par de petites touches successives,  un peu à la manière d’un peintre pointilliste à son chevalet. Mais il a bien fallu – pour reprendre cette comparaison – que l’artiste jette à un moment ou à un autre les grandes lignes de ce qu’il peint : c’est ici qu’intervient la théorie des équilibres ponctués, et peut-être aussi le saltationnisme et, au fond, pourquoi pas ? 

 

 

 

Un rythme évolutif variable selon les espèces

 

Cette transformation des espèces au fil du temps est différente selon celles que l’on étudie ; pour le comprendre, prenons deux exemples extrêmes :

 

* le cœlacanthe : il s’agit d’un poisson très « archaïque », dernier représentant des crossoptérygiens, au point qu’il fut lors de sa découverte baptisé « véritable fossile vivant ». Étant apparu au dévonien, période du milieu de l’ère primaire (ou paléozoïque), tous les scientifiques pensaient qu’il avait disparu avec les dinosaures, au crétacé, à la fin de l’ère secondaire (ou mésozoïque). Imaginez la surprise de la scientifique qui en trouva un exemplaire vivant (enfin, mort depuis peu) en 1938 ! On en trouva un autre en 1955, puis plus récemment une colonie entière en 1998, du côté des Comores… Par comparaison avec les nombreux fossiles de cœlacanthes que l’on possède, on a pu se rendre compte que les différences entre ceux-ci et les exemplaires actuels étaient somme toute minimes : cet extraordinaire poisson que l’on croyait disparu depuis 65 millions d’années avait très peu évolué et si différences il y a, elles restent faibles. Un parfait représentant pour les gradualistes ;

 

* le VIH (virus du SIDA) : bien que certains scientifiques se demandent si les virus sont bien des êtres vivants, on peut leur accorder, me semble-t-il, ce statut puisque qu’ils se reproduisent avec un matériel génétique qui est bien le leur même s’ils ont besoin d’une cellule-hôte pour se répliquer. Or les virus mutent rapidement : on sait, par exemple, que le virus de la grippe n’est pas tout à fait le même d’une année sur l’autre au point qu’il faut chaque fois recommencer une vaccination préventive… Le virus du SIDA est, de ce point de vue, une sorte de champion toutes catégories puisqu’il mute sans cesse, parfois au sein d’un même malade. C’est tellement vrai qu’encore aujourd’hui on est bien incapable de réaliser un vaccin susceptible d’empêcher sa prolifération. Alors, des mutations si rapides ne rappellent-elles pas le saltationnisme mentionné plus haut ?

 

D’une espèce  à l’autre, comme on vient de le voir avec ces deux exemples, le rythme de l’évolution est variable. Pour l’Homme, il est clair qu’il se situe loin de ces deux extrêmes. S’il est certain qu’il n’existe aucune différence (sauf d’ordre culturel évidemment) entre un homme du 21^ème siècle et un Romain du règne d’Auguste, d’éventuelles différences sont probablement moins importantes qu’on ne le croit avec des ancêtres plus lointains comme ceux qui vivaient à l’aurignacien, une époque préhistorique d’il y a environ 35 000 ans. Il faut remonter à des centaines de milliers d’années pour voir des différences significatives entre les hominidés de cette époque et les hommes d’aujourd’hui.

 

 

 

Facteurs intervenant dans le rythme de l’évolution

 

Ils sont vraisemblablement nombreux et la plupart d’entre eux restent mal cernés. Ce que l’on peut dire est que la Vie, quelle qu’elle soit, est une constante adaptation à un environnement forcément changeant. D’ailleurs, certains auteurs ont expliqué qu’une trop grande stabilité conduisait inexorablement à la régression et à la mort. C’est sans doute vrai mais une trop grande fluctuation des éléments environnementaux conduit aussi à un résultat identique et, aujourd’hui même, il est difficile d’apprécier les conséquences sur la faune et la flore terrestres d’un éventuel (et rapide) réchauffement climatique : de nombreuses espèces, stables depuis des centaines de milliers d’années, n’y survivraient probablement pas ! On pourrait donc résumer cela de la manière suivante : de la stabilité, certes, mais pas trop…

 

Quels sont donc ces facteurs qui influent sur le rythme de l’évolution ? Très certainement tous les événements « imprévisibles » et rapides : les modifications de l’environnement, que ce soit un

réchauffement climatique et ses conséquences physiques (montée des océans, déplacement des zones désertiques, des forêts, etc.) ou une glaciation qui entraîne des effets inverses. Ailleurs, ce sera une catastrophe naturelle comme les grandes éruptions volcaniques du passé ou bien la météorite qui, il y 65 millions d’années, provoqua la disparition des grands sauriens en percutant la péninsule du Yucatan. A chaque fois que se produit ainsi une aggravation du stress environnemental et que les conditions changent notablement, cela entraîne inévitablement une augmentation de la pression de sélection et des espèces entières sont menacées ou détruites… tandis que d’autres, jusque là presque invisibles, profitent de la niche écologique qui se libère pour se développer à leur tour. Il a existé ainsi par le passé de grandes extinctions d’espèces, dites « de masse » (voir le sujet les extinctions de masse) et, chaque fois, celles-ci ont été suivies par une explosion de nouvelles espèces ou la transformation rapide d’espèces existantes ce qui, on l’a dit, est la même chose. Voilà qui va dans les sens des théories évolutives comme les équilibres ponctués chers à Gould.

 

Mais il n’en reste pas moins que l’aspect physique de la Terre change peu au cours du temps (du moins jusqu’à l’apparition de l’Homme) et, pourtant, les espèces vivantes se transforment petit à petit : voilà qui va dans le sens du gradualisme des néodarwiniens.

 

 

La Nature est aveugle : à la façon de ces petits mammifères qui cherchent leur chemin en creusant la Terre, bifurquant à chaque fois qu’un obstacle se présente mais toujours prompts à choisir la voie la plus économique, elle permet l’évolution de toutes les espèces vivantes, faune et flore réunies, comme en témoignent les traces plus ou moins bien fossilisées que l’on retrouve en creusant le sol de notre planète. La plupart de ces espèces viennent d’un passé si lointain que l’esprit humain peine à en saisir l’immensité. D’ailleurs, quatre-vingt dix neuf pour cent des espèces ayant un jour colonisé la Terre ont aujourd’hui disparu. Les survivantes s’adaptent sans cesse grâce à la sélection naturelle qui privilégie les plus performantes mais peut-être aussi grâce au hasard le plus pur (voir le sujet : le hasard au centre de la Vie). Il est encore difficile aujourd’hui de dire selon quelles proportions se distribuent l’évolution lente et graduelle et l’évolution ponctuelle par à-coups mais une chose est certaine, cette évolution existe et c’est elle qui permet de décrypter le monde tel qu’on le connaît aujourd’hui et de nous permettre ainsi de le comprendre et de le respecter.

 

 

Images

 

1. cœlacanthe (sources :  forumfr.com  )

2. catastrophisme : l'apocalypse (sources : merryswankster.com/)

3. les schistes de Burgess, Canada britannique (sources  : flickr.com/photos/))

4. un type de spéciation (sources :  www.colvir.net)

5. autre cœlacanthe (sources :  www.plongeur.com/)

6. la fin des grands sauriens (sources : newsoftomorrow.org )

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

 

 

 

Mots-clés : Charles Darwin - gradualisme - néodarwinisme - théorie synthétique de l'évolution - sélection naturelle - catastrophisme - théorie des équilibres ponctués - Stephen J. Gould - Nils Eldredge - schistes de Burgess - spéciation - mutation - gènes du développement - saltationnisme - cœlacanthe - VIH - stress environnemental - pression de sélection - extinctions de masse - hasard biologique

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

 

 

 

Sujets apparentés sur le blog :

 

1. les extinctions de masse

2. les mécanismes de l'Evolution

3. distances et durées des âges géologiques

4. le hasard au centre de la Vie

5. la querelle sur l'âge de la Terre

6. la dérive des continents ou tectonique des plaques

7. l'Evolution est-elle irréversible ?

 

 

 

 

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Mise à jour : 4 mars 2023

     En 1993 (presque vingt ans déjà !), avec « Jurassic Park », Steven Spielberg nous gratifia d’un film remarquable qui connut un succès mondial. Bourré d’effets spéciaux (pour l’époque), on y voyait s’ébattre, dans un parc d’attractions dédié, une foule de dinosaures plus « vrais que nature ». On y expliquait que, à partir d’ADN dinosaurien retrouvé dans l’estomac de moustiques fossilisés dans de l’ambre, on était arrivé à reconstituer dans son intégralité le génome de ces immenses disparus. Toutefois, il s’agissait bien de science-fiction puisqu’on sait que cette manipulation est impossible, l’ADN se dégradant inexorablement au fil des années. Pourtant, avec l’avancée continue de la Science, certains chercheurs se remettent à croire réalisable ce prodige, quoique, évidemment, par d’autres techniques. Rêves fous ou réalité à venir ?

Le génie génétique change la donne

     C’est vrai : depuis quelques années, ce que l’on appelle le génie - ou ingénierie – génétique a fait de tels progrès qu’il paraît à présent possible d’agir directement sur les chromosomes du vivant. Comment ? En se fondant sur les nombreuses études déjà effectuées en génétique, cette nouvelle discipline se propose de reproduire ou de modifier le genome des êtres vivants (le génome est l’ensemble du matériel génétique compris dans l’ADN d’un individu) et ce quels qu’ils soient.  En réalité, cet ensemble de sciences concerne bien des domaines : par exemple, la médecine en corrigeant le gène porteur d’une mutation responsable d’une maladie ou en assurant la production de protéines thérapeutiques, la recherche fondamentale en analysant les fonctions de tel ou tel gène, l’agriculture en créant des plantes modifiées génétiquement, etc.

    De ce fait, des opérations autrefois utopiques deviennent aujourd’hui envisageables (à défaut d’être encore totalement réalisables). Faire revivre des espèces depuis longtemps disparues paraît donc à la portée des scientifiques mais, bien entendu, tout dépend de l’ancienneté de cette disparition et des matériels à disposition. Voici deux exemples pour comprendre de quoi il s’agit :

*  les mammouths, disparus il y a environ 5000 ans

     Il s’agit peut-être là de l’opération la plus réalisable de celles que nous allons évoquer car la disparition de cette espèce d’éléphant laineux est en fait récente au regard de l’évolution. Et ce d’autant qu’il existe des cadavres de mammouths parfaitement bien préservés dans la glace sibérienne : des documentaires nous montrent leur extraction (et leur nouvelle conservation) presque chaque mois. Compte-tenu de ces facilités, la technique retenue est celle du clonage cellulaire, une opération déjà tentée avec succès avec la brebis Dolly il y a maintenant plus de quinze ans. L’ADN de ces animaux est en partie détruit par le froid ? Un scientifique japonais a réussi ce type de clonage en 2008 avec une souris conservée seize ans dans un congélateur alors… Certains scientifiques avancent sans sourciller que cette résurrection venue du néolithique pourrait se faire dans les cinq ans à venir !

     On comprend aussi que ce qui est possible avec les mammouths l’est également avec des espèces disparues plus récemment : je pense au Dodo de l’Ile de la Réunion ou au chien marsupial appelé loup de Tasmanie (Thylacine) dont le dernier représentant fut abattu dans les années 1930.

*  l’Homme de Néandertal disparu il y a environ 30 000 ans

     Nous sommes ici un peu plus loin dans le temps et, bien sûr, il est totalement impossible de retrouver la moindre cellule nucléée suffisamment préservée sur les seuls restes accessibles, les squelettes de cette espèce d’homo. Une autre technique s’impose donc : la modification de l’ADN humain.

Expliquons-nous. Certains os néandertaliens nous sont parvenus en assez bonne condition, suffisamment en tout cas pour qu’on tente de reconstituer à partir d’eux leurs ADN. C’est ainsi que, en 2010, une équipe du Max Planck Institute (Allemagne) a réussi à reconstituer 70% du génome de l’homme de Néandertal. Le premier stade est donc de disposer de ce génome complet.

     On sait par ailleurs que Néandertal et Homo Sapiens possèdent 99,7 % de patrimoine génétique en commun. Dès lors, il « suffirait » de prendre de l’ADN humain, de le modifier afin de le « néandertaliser », d’introduire cet ADN modifié dans une cellule humaine préalablement dénucléée et de l’injecter dans l’ovule d’une mère porteuse… A priori relativement faisable… sauf que, plus encore que pour le mammouth, se posent d’énormes problèmes éthiques sur les quels nous reviendrons en deuxième partie de ce sujet.

Le cas très spécial des dinosaures

     Et les dinosaures (qui font l’objet de cet article) dans tout ça ? Avec eux, nous sommes encore plus loin dans le passé. Beaucoup plus loin puisqu’il ne faut alors plus compter en milliers mais en dizaines de millions d’années. Les os des dinosaures sont de véritables restes fossilisés et depuis longtemps transformés en pierre. Impossible bien sûr d’en tirer la moindre trace biologique ! C’est là qu’intervient une autre facette du génie génétique. Puisque l’on ne peut pas s’appuyer sur un matériel résiduel exploitable, pourquoi ne pas chercher les éléments survivants de ces grands sauriens dans le monde d’aujourd’hui… Or, quels sont les actuels descendants des dinosaures ? Les oiseaux, évidemment !

     L’idée ne semble pas si utopique que ça si l’on considère que les embryons d’une espèce vivante renferment dans leur ADN les traits de leurs ancêtres. Simplement, l’Evolution étant passée par là, ces gènes ne s’expriment pas car ils ont été inhibés au cours de l’histoire de l’espèce. Par exemple, chez l’Homme, l’embryon présente transitoirement des ébauches de branchies lors de la gestation, témoignage – heureusement réprimé – de notre passé aquatique.

     Les scientifiques ont donc cherché un oiseau qui pourrait être un bon candidat à ce type d’étude et les plus avancés d’entre eux se sont intéressés… au poulet. En effet, lors de son développement, l’embryon de poulet présente des caractéristiques rappelant sérieusement ses ancêtres dinosauriens : des dents (!), des mains avec des griffes, une queue, etc. Supposons que l’on puisse inactiver les gènes inhibiteurs de ces caractères très spéciaux et notre poulet possédera une queue lui servant de balancier, des ailes qui ne se formeront pas (puisqu’elles sont la résultante de la fusion des doigts ancestraux) et resteront des pattes à trois doigts, une mâchoire où s’implanteront des dents. A l’arrivée, notre volatile aurait plus l’air d’un petit vélociraptor que d’un poulet fermier !

     Les recherches concernant les possibilités d’inhiber certains gènes afin de faire (ré)apparaître des caractères ancestraux oubliés dans les profondeurs de l’Evolution sont, semble-t-il, plus avancées qu’il n’y paraît. Certaines équipes, à l’aide de facteurs de croissance, de protéines spécifiques, de stimulations diverses ont réussi, par exemple, à faire surgir durablement des dents rudimentaires chez des embryons de poulet. En somme, ce qui fait défaut, ce n’est pas la technique mais l’information car manque encore à l’appel l’identification de nombreux gènes intervenant dans ces étranges expérimentations. On peut parier que, le temps passant, on en découvrira de plus en plus jusqu’à posséder le descriptif de tous les gènes nécessaires à l’opération. Revoir des dinosaures – ou des animaux qui leur ressembleraient étrangement – n’est pas si loin de la réalité et Michael Crichton, qui écrivit Jurassic Park, n’était peut-être qu’un précurseur en la matière.

     Reste un aspect - non scientifique cette fois – qui mérite certainement d’être évoqué : a-t-on moralement le droit de poursuivre dans ces directions ? Où se situe la limite entre la connaissance scientifique et l’éthique ? A-t-on, par exemple, le droit de faire vivre un homme de Néandertal dans le monde d’aujourd’hui ?

L’éthique ou l’anticipation d’effets pervers

     Les questions qui se posent face à de telles initiatives de « résurrection » (le mot n’est pas trop fort) me semblent – mais cela n’engage que moi – se situer selon trois différents aspects :

*  du point de vue de l’Evolution elle-même

     Tenter de faire réapparaître des espèces disparues peut sembler à beaucoup vouloir aller CONTRE la Nature. En effet, disent ceux-là, si l’Evolution a éliminé tel ou tel, c’est que ces individus n’étaient plus adaptés au monde dans lequel ils vivaient : on évoque alors la sélection naturelle qui est précisément un des principaux moteurs de cette Evolution. Dès lors, au-delà de la prouesse technique, quel peut bien être l’intérêt de ressusciter des sujets destinés à se retrouver dans un univers inapproprié ?

    Ce n’est pas si simple, rétorquent leurs opposants qui contestent le caractère inadapté de telle ou telle espèce. Par exemple, avancent-ils, les grands sauriens ont certes disparu totalement mais n’est-ce pas (au moins en grande partie) le résultat d’une catastrophe imprévisible, relevant exclusivement du hasard (la météorite géante du crétacé aurait pu éviter la Terre… et nous ne serions pas là pour en parler) et non d’un changement du milieu terrestre ? Que dire aussi des espèces de plus en plus nombreuses disparues par la faute de l’Homme ?

     Il n’est pas faux de dire que ces arguments sont tous valables et qu’ils sont plus ou moins réels selon les espèces concernées.

*  du point de vue de la morale

     A-t-on le droit de ramener à la Vie des individus qui, qu’on le veuille ou non, auront fatalement des problèmes d’adaptation dans notre monde d’aujourd’hui ? Je n’insisterai pas sur le parc aux dinosaures du film Jurassic Park qui n’est, en somme, qu’un zoo très spécial de la taille d’une île et où l’on a cherché à rétablir une flore en rapport avec les nouveaux occupants (mais des occupants d’époque et de milieux différents !). Il s’agit là d’un travail considérable en temps et en argent qui me semble – et pour longtemps encore – hors de notre portée.

     En revanche, ressusciter un Néandertalien pose des problèmes autrement plus fondamentaux : il s’agit là d’un homme dont l’intelligence est certainement voisine de nos

ancêtres sapiens de son époque… (On pourrait d’ailleurs tout aussi bien ressusciter un homo sapiens de l’aurignacien ce qui soulèverait les mêmes interrogations). Car enfin, ce Néandertalien, il faudra bien l’éduquer, l’étudier, l’intégrer à un monde pour lui du futur, avec le risque de, peut-être, en faire une bête curieuse exposée au regard d’un public plus ou moins averti ? Voilà qui rappelle des pratiques du XIXème siècle et Eléphant Man. L’intérêt scientifique – certain – de l’opération compense-t-il cet aspect moins glorieux ?

* du point de vue de l’écologie

     A plusieurs reprises, j’ai évoqué dans ce blog les ravages que l’Homme et ses vertus civilisatrices font courir à l’ensemble de la planète. La recherche du profit à tous crins de certains est heureusement contrebalancée (quoique de façon à l’évidence très insuffisante) par tous ceux qui luttent pour la préservation de la biodiversité. Imaginons qu’on puisse effectivement « recréer » des espèces disparues. Je devine immédiatement ce qu’avanceront ceux qui bétonnent, déforestent, forent, détruisent la vie naturelle sans vergogne : « Ce n’est pas grave puisque, de toute façon, si une espèce disparaît, il suffira de la faire revivre par le génie génétique ! ». En d’autres termes, si on peut faire revivre des espèces, plus aucune n’est en danger ; on aboutit alors au contraire de ce que veulent les partisans de la recréation des espèces disparues…

     Comme on le voit, rien n’est jamais simple et une avancée scientifique d’envergure est souvent porteuse de son contraire délétère : j’en veux pour preuve l’énergie nucléaire utilisée à la fois en médecine et dans les armes de destruction massive. L’idée de ressusciter des espèces disparues contient forcément des approches contradictoires : il reste à chacun à se faire une opinion sur son utilité.

Sources

.  Wikipédia France

.  Science & Vie, n° 1131, déc. 2011

Images

1. Wilma, femme de Néandertal (sources : astrosurf.com) 

2. film Jurassic Park 3 - 2001 (sources : jurassicpark.wikia.com) 

3. fraction de génome humain (sources : larousse.fr)

4. mammouth (sources : geo.fr)

5. ossements de Néandertaliens (sources : sciencesnaturelles.be)

6. vélociraptors (sources : informarmy.com)

7. Joseph Carey Merrick "Elephant Man" (sources : doctorsecrets.com)

  pour lire les légendes des illustrations, passer le pointeur de la souris dessus

Mots-clés : Jurassic Park - génome - ADN - génie génétique - mammouth - clonage cellulaire - brebis Dolly - homme de Néandertal - dinosaures - théorie de l'Évolution - Michael Crichton - sélection naturelle - Elephant Man - biodiversité

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2. l'empire des dinosaures

3. la disparition des dinosaures

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5. Néandertal et Sapiens, une quête de la spirualité

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 Mise à jour : 10 mars 2023

     Il y a 65 millions d’années, une météorite de 10 km de diamètre s’abattait dans la presqu’île du Yucatan, au Mexique, entraînant une catastrophe telle qu’elle mit fin à la domination des dinosaures qui durait depuis 140 millions d’années ⁽¹⁾. La conséquence principale de cette disparition fut l’avènement du règne des mammifères jusque là muselés par les grands sauriens. En effet, si leur apparition est concomitante de celle des dinosaures, au Trias supérieur, il y a environ 230 millions d’années, les mammifères furent depuis le début obligés de vivre dans l’ombre de ces grands prédateurs. Ils réussirent quand même à survivre mais en restant peu diversifiés et surtout de petite taille (forcément inférieure à celle d’un chat). Les dinosaures disparus, au bout de quelques millions d’années (un temps très court en termes géologiques), il existait déjà des mammifères de la taille d’un ours. Aujourd’hui, ils sont de toutes sortes, sur tous les continents et l’un d’entre eux, homo sapiens, a pris la place que l’on sait. On peut donc légitimement se poser une question : que se serait-il passé si l’astéroïde n’avait fait qu’effleurer notre planète ? Les dinosaures auraient-ils quand même fini par disparaître ? Et l’apparition de l’Homme aurait-elle pu avoir lieu ? Cela veut-il dire que le hasard entre, au moins partiellement, en compte dans la transformation et l’évolution des espèces ? Et qu’entend-on réellement par ce terme ambigu, de hasard ?

⁽¹⁾ Certains scientifiques avancent que le déclin des dinosaures aurait commencé quelques millions d’années avant l’impact de la météorite, provoqué par des phénomènes volcaniques (trapps du Deccan) et/ou par l’apparition des plantes à fleurs, une nourriture inappropriée pour les grands sauriens. Ces affirmations restent du domaine de l’hypothétique et, quoi qu’il en soit, la chute de la météorite aura de toute façon porté le « coup de grâce ».

Le hasard est-il pluriel ?

     La théorie de l’Évolution actuelle est en fait confrontée à trois sens différents du mot hasard : la chance, l’aléatoire et la contingence. Or, ces différentes notions sont souvent confondues les unes avec les autres. Il convient donc de préciser ce qu’elles recouvrent vraiment.

         * le hasard en tant que finalité : c’est le sens le plus fréquent qui veut que quelque chose se produise de façon inattendue par rapport à un but, que celui-ci soit conscient ou non. Prenons un exemple. Je suis en train de farfouiller dans mon bureau à la recherche d’une feuille de papier vierge pour écrire une lettre et voilà que je mets la main sur la facture que je recherche depuis plusieurs jours… Prétendre que j’ai découvert ma facture par hasard signifie que je viens de mettre la main sur cet objet très recherché par moi en poursuivant en fait un but totalement différent. C’est le sens du hasard le plus commun qui est le plus souvent décrit par les termes « chance » et « malchance ».

         * le hasard recouvrant des événements « aléatoires » : ici, nous pouvons prévoir qu’un événement peut se produire selon certaines conditions mais nous

sommes incapables de savoir si ces conditions sont réunies ou non pour le cas particulier qui nous intéresse. C’est par exemple le cas de la pièce de monnaie qu’on lance en l’air sans pouvoir deviner si elle tombera sur pile ou sur face. Si l’on voulait le savoir à l’avance, il faudrait connaître toutes les conditions du lancer, le poids et la forme exacte de la pièce, la force du jet, la résistance de l’air, etc. ce qui est évidemment impossible : l’événement relève donc de l’aléatoire et pour réduire ici le hasard, seules les lois de la probabilité peuvent nous aider.

         * le hasard en tant que contingence : stricto sensu et selon la définition du dictionnaire, la contingence est ce qui peut éventuellement arriver ou non. D’un point de vue plus scientifique, on appelle contingents des événements qui ne sont pas déductibles (donc prévisibles) à l’intérieur d’une théorie (parce que nous ne connaissons pas les conditions initiales du problème ou que les calculs se révèlent trop complexes, voire que la théorie n’existe tout simplement pas). C’est cette notion du hasard – contingent - qui est le centre d’âpres débats en science de l’Évolution. Son contraire est la nécessité, terme qui signifie qu’un événement donné en entraîne forcément un autre (qui devient donc prédictible).

     Lorsqu’ils débattent entre eux de la théorie de l’Évolution, les scientifiques introduisent ces notions de hasard à plusieurs niveaux tels que la dérive génétique (sur laquelle nous reviendrons), les mutations, les écosystèmes, etc. L’un des débats le plus fructueux sur cette question concerne l’identification des animaux observés dans les schistes de Burgess, sujet que nous avons déjà évoqué ici à plusieurs reprises.

La bataille de Burgess

     Il y a plus de 100 ans, furent mis au jour à Burgess en Colombie britannique par un paléontologue célèbre à l’époque, Charles Doolitle Walcott, plus de 80 000 fossiles vieux de 505 millions d’années et ne ressemblant pour la plupart à rien de ce que l’on connaissait jusqu’alors. Surtout - probablement à la suite d’un ensevelissement brutal - ces fossiles conservaient des appendices et des parties molles qui, habituellement, ne sont jamais présents. Or ce sont ces espèces à

corps mou qui font toute la différence avec un banal gisement du Cambrien (période la plus ancienne du paléozoïque anciennement appelé ère primaire) et nous donnent réellement un aperçu de la vie à cette époque, le Cambrien moyen. Selon les préjugés de son temps, Walcott chercha à faire entrer les animaux qu’il étudia dans les groupes principaux (phylums) alors connus car, selon lui, il s’agissait forcément de formes archaïques ayant par la suite donné les groupes d’animaux actuels (dans un contexte scientifique encore empreint d’une certaine religiosité, il n’aurait pas été concevable d’avancer que « le Créateur » avait fait naître des êtres abandonnés ensuite sans descendance). Ce n’est que bien plus tard, en réexaminant les fossiles, que les scientifiques se firent la réflexion que beaucoup d’entre eux (notamment les arthropodes qui représentent près de la moitié des espèces présentes) paraissent inclassables dans les embranchements actuels et ne correspondent à rien de connu, qu’ils appartiennent en somme à des phylums n’ayant apparemment pas donné de descendants..

     Il n’en fallait pas plus pour que Stephen J. Gould, le célèbre paléontologue mort en 2002, s’empare du sujet dans un de ses livres les plus fameux (« la vie est belle », 1989). Son explication est la suivante : dans les schistes de Burgess, parmi les animaux présents et appartenant à différents embranchements dont certains

inconnus, aucun ne paraissait posséder par rapport aux autres d’avantages particuliers. Plus encore, Gould remarqua que certains des animaux n’ayant pas survécu par la suite présentaient des caractères adaptatifs très astucieux. Sa conclusion : puisque tous vivaient à armes égales, si certains ont survécu et pas d’autres, c’est que cela ne pouvait être que dû au hasard. En résumé, pour Gould, c’est la contingence (c'est-à-dire tous les événements imprévisibles survenant dans la Nature et impossibles à identifier) qui prime tout : ce qui se passe d’une certaine manière aurait tout aussi bien pu se passer autrement. Et, par voie de conséquence, cela sous-entend que l’espèce humaine est un accident biologique. Il explique ainsi que si l’on devait faire repartir l’histoire évolutive depuis le début, à la manière d’un film qu’on rembobinerait, compte-tenu des différents événements aléatoires rencontrés tout du long, elle serait certainement très différente et l’Homme n’aurait probablement aucune chance de réapparaître.

     Toutefois, un de ceux qui réétudia cette faune de Burgess fut Conway-Morris. Il partagea cette analyse jusqu’à ce que d’autres gisements analogues à Burgess

soient découverts, notamment en Chine. Ce paléontologue changea alors complètement d’avis en expliquant que, finalement, on peut retrouver des similitudes entre les différents phylums et que la plupart des animaux de Burgess sont effectivement membres de groupes existant aujourd’hui. Ses contradicteurs lui reprochèrent alors une position idéologique le poussant à défendre une vision essentiellement chrétienne de l’évolution (ce qui était de notoriété publique). D’où une discussion acharnée avec Gould.

     Aujourd’hui encore, la question ne semble pas définitivement tranchée mais, s’il est vrai qu’un certain nombre des animaux de Burgess a pu être réétudié et rattaché à des groupes existant encore de nos jours, il reste nombre de spécimens dont on serait bien en peine de trouver une quelconque descendance. Alors, quelle place donnée ici à la contingence, au hasard ?

La dérive génétique

     La « dérive génétique » c’est l’évolution d’une espèce (ou au moins d’une population) sous l’effet d’événements aléatoires, et ceci indépendamment de la sélection naturelle, des mutations ou de déplacements géographiques. Théorisée par Motoo Kimura en 1968, cette approche s’appuie sur les variations potentielles observées durant la méiose c’est-à-dire, dans la reproduction

sexuée, lors de la transmission de certains caractères des parents. En pareil cas, on le sait, chaque parent ne transmet que la moitié de ses allèles. Rappelons qu’un allèle est une version variable d’un même gène : il y en a généralement deux pour un gène (parfois beaucoup plus, jusqu’à une dizaine). Du coup, certaines variantes d’un gène (certains allèles) ne seront jamais transmis à la descendance d’un adulte et, par conséquent, certains allèles verront leur fréquence augmenter ou diminuer dans la génération suivante. Évidemment si la population était de taille infinie, tous les allèles finiraient par être transmis mais ce n’est évidemment pas le cas. On peut même avancer que la non-transmission de certains allèles (la « variance ») est d’autant plus importante que la population considérée est de petite taille. Questions : 1. cette « disparition » de certains facteurs génétiques est-elle assimilable à une diminution de la diversité génétique et 2. Quel est le rôle du hasard dans ce phénomène ?

     Prenons le cas d’un « goulot d’étranglement », c’est-à-dire un événement qui va séparer des groupes d’individus : une inondation cataclysmique emporte le pont de terre qui reliait une presqu’île au continent. De ce fait, une partie d’une population de lézards se retrouve isolée sur la nouvelle île et cette population réduite va voir un certain nombre d’allèles non transmis lors de la reproduction. Il s’agit donc d’une diminution de la diversité génétique et on comprend facilement que plus la population concernée est petite, plus la dérive génétique est importante. Cette « dérive » génétique, c’est au bout du compte la différence croissante qui va s’instaurer entre la diversité génétique de la population isolée par rapport à la

population d’origine, dans cet exemple les lézards restés sur le continent. Les changements qu’on va alors voir survenir dans la population résiduelle, celle de la nouvelle île, ne sont évidemment pas une adaptation et, en ce sens, ils ne relèvent pas d’une sélection naturelle classique. Si la survie de cette espèce de lézards dans l’île est possible (suffisamment de ressources pour permettre le maintien d’une population efficace), peu à peu, par le biais de l’absence de certains allèles ou de mutations, cette population va évoluer pour son propre compte : dans le cas où elle serait remise en contact avec la population d’origine restée sur le continent, il est très possible qu’il ne puisse plus y avoir d’accouplements productifs entre les deux groupes devenus des espèces différentes. Cette dérive génétique due à un isolement géographique aura alors conduit à ce qu’on appelle une spéciation (apparition d’une nouvelle espèce).

     En arriver à un tel résultat est certainement dû au hasard (l’événement cataclysmique originel) associé secondairement à la sélection naturelle qui va privilégier les individus les mieux adaptés dans une population différente de celle du début, précisément en raison de la dérive génétique survenue. Hasard et sélection naturelle agissent donc en même temps sur les populations et sont à l’origine des changements de la diversité génétique : on parle alors d’évolution biologique.

Les mutations

     Nous venons d’évoquer les mutations génétiques en tant que facteurs de transformation d’une population spécifique d’individus mais comment surviennent ces mutations ? Sont-elles également le fait du hasard ?

      Rappelons très schématiquement ce qu’est l’ADN, support de l’hérédité et son rôle. Il est composé de quatre bases nucléiques : A (adénine), C (cytosine), G (guanine), et T (thymine) et c’est l’ordre dans lequel se retrouvent ces bases (il y en a des milliards) sur le brin d’ADN qui porte l’information génétique. Lorsqu’il se produit un « erreur » de transmission (une des bases – voire un groupe - est remplacée par une autre) l’information est modifiée. Trois situations sont alors possibles : dans l’immense majorité des cas, la modification est sans conséquence

et on parle de mutation neutre. Si la modification est défavorable, c’est-à-dire qu’elle met en danger son porteur, celui-ci sera éliminé avant que d’arriver à maturité pour se reproduire : on parle alors de mutation délétère qui ne peut se transmettre. Enfin, troisième possibilité, la mutation apporte un avantage sélectif à son porteur : théoriquement, ce dernier sera avantagé par rapport aux autres individus et, mieux protégé de son environnement, il se reproduira plus fréquemment ce qui permettra, peu à peu, à la mutation d’atteindre l’ensemble de la population.

     Ce qu’il faut également bien comprendre, c’est qu’une mutation n’apparaît physiquement pas chaque fois qu’un changement de l’environnement d’un individu se modifie de façon sensible. Par exemple, la mutation de la régulation de la lactase qui permet chez l’adulte humain de digérer le lait de vache n’est pas spontanément apparue avec l’élevage de ces animaux parce qu’on en avait besoin. Elle était présente avant l’élevage avec la même fréquence mais c’est avec l’élevage des vaches qu’elle est devenue avantageuse pour ses porteurs et qu’elle s’est petit à petit répandue…

     Que peut on conclure sur le rôle du hasard dans les mutations génétiques ? Eh bien que le hasard, ici, veut dire que les mutations apparaissent sans qu’il y ait de relation directe avec leurs effets sur l’organisme. Quand une base nucléique en remplace une autre, la survenue de cette mutation est indépendante de l’effet qu’elle peut avoir sur le sujet ou, dit autrement, la mutation apparaît par hasard et, puisqu’il y en a beaucoup, au fil des générations, certaines d’entre elles peuvent se révéler favorables dans un environnement donné.

Le hasard et la sélection naturelle dirigent l’évolution

     Pour survivre et prospérer, une population d’êtres vivants doit s’adapter à son milieu. Tant que cet environnement est stable, que ses modifications au fil du temps restent mineures, la population est bien adaptée et subit elle-même peu de modifications. Toutefois, on le sait bien, cette caractéristique de stabilité n’a qu’un temps car, tôt ou tard, des changements se manifestent : modifications du climat et donc des ressources, catastrophes naturelles, maladies, apparition ou transformations de prédateurs, etc. Dès lors, la sélection naturelle décrite par Darwin il y a déjà de nombreuses années entre en jeu (elle a toujours existé mais, compte-tenu de la stabilité de l’environnement, elle avait peu à intervenir). En sélectionnant les individus les plus aptes, elle transforme progressivement l’espèce concernée : des mutations jusqu'alors latentes apportent des réponses au changement (pour peu évidemment qu’un certain laps de temps le permette car si ce n’est pas la cas, l’extinction de la population est inévitable). Or comme nous l’avons vu, ces mutations sont apparues au hasard de l’altération d’une partie du code génétique. La sélection naturelle, mécanisme principal de l’Évolution, se comporte en réalité comme une immense machine de tri du vivant.

     Il existe d’autres  mécanismes de transformation des espèces : la dérive génétique est un autre moyen d’aboutir à la transformation d’une population mais, ici, l’évolution d’une espèce est causée par des événements complètement aléatoires, des événements dont la prévision est impossible (et ses effets, comme on l’a vu, sont d’autant plus importants que la population considérée est de petite taille).

     On peut donc affirmer que l’évolution des espèces est sous la dépendance du hasard. C’est le hasard qui assure la richesse du vivant en engendrant une multitude de différentes variations avant que le milieu ne fasse le tri par le biais de la sélection naturelle. Dérive génétique et sélection naturelle sont donc les moteurs de la diversité des espèces vivantes en permettant évidemment leur adaptation au changement mais également en assurant la stabilité des espèces bien adaptées. Ces deux différents mécanismes dirigent l’Évolution et c’est le hasard qui les régit.

Sources :

• Wikipédia France
• encyclopaedia britannica
• revue La Recherche

Images :

1. Météorite du Yucatan (thenewdaily.com.au)
2. Pile ou face (hubpages.com)
3. Faune de Burgess (smithsonianmag.com)
4. Stephen J Gould (cbsnews.com)
5. Conway-Morris (bbc.co.uk)
6. Alleles (fharrabi.skyrock.com)
7. Lézards verts européens (en.wikipedia.org)
8. ADN (garridofreshmentoring.com)

Mots-clés : météorite du Yucatan - schiste de Burgess - Stephen J. Gould - théorie de l'évolution - spéciation - sélection naturelle

Sujets apparentés sur le blog

1. le hasard au centre de la vie

2. les mécanismes de l'Évolution

3. le schiste de Burgess

4. spéciations et évolution des espèces

5. la sélection naturelle

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Mise à jour : 24 mars 2023

     Depuis la parution du livre de Darwin qui, en 1859, bouleversa totalement notre compréhension de l’évolution du monde du vivant, les divers opposants à cette nouvelle approche avancent un argument qu’ils considèrent comme implacable : s’il existe réellement une évolution des espèces au fil des âges, disent-ils, comment se fait-il que l’on ne trouve pas plus de fossiles intermédiaires ? Par exemple, si l’on admet que l’Homme est un primate, comment se fait-il que l’on ne puisse jamais mettre en évidence « l’ancêtre de transition », celui que l’usage appela rapidement « le chaînon manquant » ? Nous allons essayer de répondre à ces questions en expliquant notamment que c’est parce que ce maillon manquant n’a jamais existé et qu’il n’est que le fruit d’une mauvaise compréhension des lois de l’Évolution. Bien entendu, le raisonnement que nous allons suivre pour l’Homme s’applique à l’ensemble des espèces.

La grande chaîne du vivant et les préjugés religieux

     Au printemps 2014, dans le microcosme scientifique, on reparla soudain d’un « chaînon manquant ». Il s’agissait cette fois d’expliquer la découverte d’un micro-organisme baptisé

lokiarchaeota décelé près d’une source hydrothermale située entre le Groenland et la Norvège et qui possédait des caractéristiques à la fois avec les bactéries et avec l’espèce humaine : il n’en fallait pas plus pour que certains s’exclament que l’on venait de découvrir un des « chaînons manquants » de la longue lignée ayant conduit des premières entités vivantes à l’Homme  ! Après étude, il fut conclu qu’il n’en était rien : lokiarchaeota est un microbe certes très intéressant mais moderne et descendant probablement d’un ancêtre très lointain appartenant à un groupe dont faisait également partie les ancêtres éloignés des mammifères d’aujourd’hui. Comment se fait-il que, des années après la parution du livre princeps de Darwin, on en soit encore à chercher des ancêtres communs qui viendraient peupler des évolutions linéaires du vivant, comme si cette évolution n’était qu’un long cheminement vers le but ultime de la Nature, l’Homme, être suprême ?

     Cette idée de « développement linéaire » qui encombre encore les consciences est en réalité, fondée sur la notion de « la grande chaîne du vivant » qui est une invention de la théologie médiévale, basée sur des concepts développés par Platon, Aristote et bien

d’autres philosophes de l’Antiquité. Dans cette théorie, on imagine un processus continu de la vie qui se complexifie progressivement, de façon hiérarchique, selon un schéma pensé et voulu par Dieu. Les liens qui unissent les différents objets de la chaîne ne peuvent être rompus ou modifiés, de même que la place des différents éléments qui la composent (à moins, dans certains cas très précis, d’avoir recours à l’alchimie). Bien entendu, au sommet de cette hiérarchie (juste en dessous de Dieu et des anges) se tient l’Homme qui est appelé à régner sur un univers uniquement peuplé d’animaux qui lui sont forcément inférieurs puisque lui-même n’est pas un animal mais une « créature supérieure de Dieu ». Il est curieux de constater que cette théorie qui ne repose évidemment sur aucune base scientifique existe toujours dans le subconscient de bien des chercheurs (en biologie de l’Évolution, on continue à parler « d’échelon supérieur » ou de « formes inférieures », là où, dans ce dernier cas, il vaudrait mieux parler de formes archaïques ou primitives).

     Il est vrai que « l’ego de l’Homme » a, depuis quelques siècles, subi un certain nombre de désillusions : après que Copernic eut expliqué au monde que c’était la Terre qui tournait autour du Soleil et non l’inverse (ce que l’on croyait depuis des siècles), on en arriva ensuite à affirmer que notre étoile n’est qu’un astre banal, situé en périphérie d’une galaxie ordinaire (de 150 milliards d’étoiles) comme il en existe, à perte de vue, des milliards d’autres. Et voilà que, pour couronner le tout, Charles Darwin explique que toutes les observations du vivant concourent à faire de l’Homme un animal comme les autres : pis encore, il est biologiquement parlant un primate, c’est-à-dire un « singe dit supérieur »…

     Après avoir provoqué la grosse colère de toute une foule de créationnistes, l’idée au départ scandaleuse que « l’homme descend du singe » finit par être reconnue par le monde scientifique. Plus encore, on arriva à admettre que l’Homme était lui-même un singe, de la série des grands primates  ! Toutefois, les préjugés ont la vie dure puisque si l’on admettait cette idée, on concluait immédiatement que c’était l’aboutissement d’une évolution directe comme en témoigne le succès d’un dessin fameux où l’on peut voir des animaux se redresser

progressivement pour arriver à l’Homme et à sa marche droite en station debout (illustration ci-contre) : de nombreux esprits - parfois assez éclairés - continuent à croire que les choses se sont passées ainsi, ce qui est une ineptie. Cette « filiation » n’existe en fait que dans l’esprit d’individus mal informés…

L’erreur fatale : l’Homme moderne « descend directement » du singe 

     S’il y a une lignée « directe », il faut donc en découvrir les différents protagonistes successifs. On n’explique pas autrement le succès d’une des plus importantes mystifications scientifiques de l’époque moderne, celle de "l’homme de Piltdown". Nous sommes alors au tout début du siècle dernier et les scientifiques pensent tous au « chaînon manquant » qui relierait homo erectus à homo sapiens (Neandertal est vécu comme si « affreux » qu’il ne peut être considéré comme un ancêtre de l’Homme  !). Voilà qu’en Angleterre, à Piltdown, dans le Sussex, un paléontologue amateur met au jour un crâne possédant des caractéristiques humaines associé à une mâchoire manifestement d’apparence simiesque : le monde entier se réjouit puisqu’on vient de trouver le fameux

maillon intermédiaire, l’ancêtre direct de Sapiens. Il faudra attendre 1959, soit 47 ans plus tard, pour que la supercherie soit reconnue : le crâne est bien celui d’un homme… mais ayant vécu au Moyen-âge et la mâchoire est celle d’un vrai singe  ! (voir le sujet dédié : la machination de Piltdown). Suite à l’étude (postérieure) des australopithèques, on sait à présent que cette supercherie aurait pu être bien plus crédible s'il avait été associé un crâne de singe à une mâchoire d’homme…

     Comment un tel mensonge a-t-il pu subsister si longtemps dans la communauté scientifique ? Eh bien précisément parce qu’on voulait absolument trouver ce chaînon manquant, survivance inconsciente dans l’esprit de tous de la fameuse « chaîne du vivant » évoquée plus haut. Dans un sujet précédent, j’avais expliqué que lorsque, comme les créationnistes du « dessein intelligent », on cherche à démontrer une conclusion dont on a au préalable décidé les termes (ce que l’on nomme « raisonnement finaliste »), on sort du domaine scientifique pour entrer de plain-pied dans la fiction (voir le sujet : science et créationnisme). Avec la machination de Piltdown, nous sommes en plein dedans…

     Mais alors quelle est la « filiation d’homo sapiens » la plus vraisemblable ?

L’évolution vers l’homme moderne

     Il faut définitivement oublier les « arbres » généalogiques classiques, où l’on voit, parti d’un tronc commun robuste, les espèces vivantes évoluer sous forme de branches, puis de branches plus petites, de rameaux enfin, comme s’il n’y avait chaque fois qu’un seul chemin à suivre pour expliquer les formes vivantes actuelles. Comme le faisait remarquer le paléontologue Stephen J. Gould, « il n’y a pas, il n’y a jamais eu d’arbre unique mais des buissons foisonnants ».

     Reprenons la généalogie de l’Homme. Il n’y a pas un ancêtre commun qui serait en quelque sorte un homo sapiens archaïque, ancien, et dont on risquerait de découvrir un jour le fossile permettant d’affirmer qu’il est le chaînon qui manquait. Au contraire, il est certain que de nombreux caractères évolutifs appartenant à l’homme moderne ont été pris à des formes variées d’hominidés ayant vécu conjointement dans la savane africaine durant des millions d’années. Il est donc probable qu’il nous sera toujours impossible de trouver l’espèce d’hominidé qui avait en commun avec nous telle ou telle caractéristique et nous l’a transmise.

     Avant, il a certainement existé un ancêtre commun avec les grands singes à une époque que les scientifiques situent il y a environ de 5 à 8 millions d’années. Par la suite, donc, de nombreuses espèces d’hominidés ont coexisté et certaines se sont révélées être des impasses comme, par exemple, paranthropus, dont on pense qu’il s’est éteint sans descendance il

y a 1 million d’années. Ailleurs, différentes lignées ont vécu parallèlement, échangeant certains caractères et l’une d’entre elle, celle de Sapiens, s’est individualisée avec le succès que l’on connaît. Cette « réussite » doit tout au hasard et l’on sait que, à certains moments, notre espèce fut proche de l’extinction totale. S’il n’en fut rien, cela est dû à ce que Gould appelle la contingence, c’est-à-dire essentiellement la conjonction d’un hasard total associé au déterminisme des événements accidentels ayant conduit à l’état actuel. Le hasard aurait basculé dans une direction légèrement différente et le monde d’aujourd’hui pourrait n’être peuplé que de chimpanzés.

« Il y a cinq millions d’années, une simple femelle de grand singe non humain a été la mère commune d’une descendance ayant conduit aux trois espèces encore vivantes de nos jours : les hommes, les chimpanzés et les bonobos. Les enfants de cette mère originelle se sont unis avec d’autres grands singes de leur propre espèce qui ont eu des enfants qui ont eu des enfants et ainsi de suite durant plusieurs centaines de milliers de générations... À aucun moment de cette évolution, les enfants ne sont apparus ou se sont comportés différemment de leurs parents. Pourtant, au départ, il y avait de grands singes non humains et, à la fin de la lignée, des hommes. Les hommes ne sont apparus à aucun moment particulier au cours du temps. Ce sont plutôt les organismes non humains qui ont progressivement évolué par de légères modifications partiellement humaines jusqu’à lentement aboutir à l’espèce que nous appelons Homo sapiens. »

Lee M Silver (Challenging Nature, 2006, Harper Collins, New York, USA)

    Il y a 65 millions d’années, un astéroïde totalement imprévisible a heurté la Terre si fort que la conséquence en a été la disparition de toutes les espèces dominantes de l’époque, une domination qui durait depuis des centaines de millions d’années. Cet événement imprévu permit la prépondérance ultérieure des mammifères dont, notamment, les grands primates. Hasard.

     Bien plus tard, dans la savane africaine d’il y a quelques millions d’années, une succession d’événements accidentels permit l’apparition de l’Homme moderne. Hasard encore une fois. On peut toutefois se poser la question de savoir si ce hasard-là aura été une chance pour la planète et ses autres occupants.

Sources :

* https://fr.wikipedia.org/

* https://www.hominides.com/

* https://theconversation.com/

* https://www.evolution-outreach.com/

Images

1. le chaînon manquant (sources : histoire-fr.com)

2. source hydrothermale Loki Castle (sources : phenomena.nationalgeographic.com/)

3. le grand arbre de la Vie par Ernst Hackel 1873 (sources : fr.wikipedia.org)

4. la (fausse) filiation de l'Homme (sources : hominides.com)

5. crâne de l'homme de Piltdown (sources : linternaute.com)

6. de nombreux hominidés ont longtemps cohabité (sources : Elisabeth Daynès, photo Philippe Plailly/Eurelios in hominides.com) 

(pour lire les légendes des illustrations, passer le curseur de la souris dessus)