evolution

     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

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2. la querelle sur l'âge de la Terre

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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

     En regardant son chien jouer avec une balle ou son chat s’étirer langoureusement sur un fauteuil, il ne viendrait jamais à l’esprit de leurs propriétaires de penser que ces animaux étaient, il y a encore peu de temps (en termes d’évolution, bien sûr), des êtres agressifs, d’acharnés compétiteurs des humains qu’ils attaquaient lorsqu’ils le pouvaient, bref des animaux dits « sauvages » comme il en existe encore tellement dans la Nature.

     Lors de ses premiers travaux sur ce qui allait devenir la théorie de l’Évolution, Darwin s’interrogeait déjà sur la « domestication » de plantes à l’origine sauvages et impropres à une véritable culture. Il ne connaissait pas les lois de la génétique mais était persuadé qu’il y avait là matière à expliquer les transformations progressives des espèces vivantes, bref à expliquer comment la Vie pouvait évoluer au fil des âges…

     Animaux. Plantes. Comment des transformations aussi radicales ont-elles pu se faire si vite, quelles en furent les raisons et quels sont les mécanismes évolutifs impliqués dans ces changements ? Voilà quelques unes des questions sur lesquelles je vous propose de nous pencher aujourd’hui.

Qu’est-ce que la domestication ?

     La loi est précise sur le sujet (les animaux domestiques pouvant entraîner des troubles divers à l’ordre public…) : un animal domestique est un animal appartenant à une espèce qui a fait l’objet d’une pression continue et constante (une « domestication ») de façon à former un groupe ayant acquis des caractères stables et héritables génétiquement. En d’autres termes, il s’agit d’une espèce animale ayant présenté une évolution très particulière lui permettant une certaine socialisation avec l’espèce humaine : de « sauvage », telle que rencontrée naturellement dans la Nature, l’espèce est donc devenue domestique… Ajoutons que certains animaux domestiques – tels le chien ou le chat - ont acquis un statut encore plus social, celui d’animal familier : en pareil cas, l’animal ne « sert » plus seulement l’Homme, il lui tient également compagnie.

La domestication est-elle un fait récent ?

     D’après la plupart des spécialistes, la domestication a rapidement suivi la sédentarisation des humains et l’agriculture. Nous sommes alors au début du néolithique et c’est le loup qui sera le premier animal à être domestiqué (-15 000 ans avant J.C.) et cela des milliers d’années avant tous les autres. En réalité, les loups et les hommes sont de vieilles connaissances : le loup (canis lupus) est apparu deux millions d’années avant notre ère mais il y a 700 000 ans, loups et humains se partageaient déjà les mêmes territoires et donc les mêmes ressources. A-t-il été domestiqué pour sa fourrure, ses talents de chasseur (bien supérieurs à ceux des humains) ou comme gardien ? Les hypothèses sont multiples : nous aurons l’occasion d’y revenir.

     Après le loup, ce sont les chèvres et les moutons qui ont été domestiqués mais il ne faudrait pas croire que, chaque fois, les humains agissaient dans un but strictement utilitaire… Le cas du mouton est assez marquant : aujourd’hui, bien sûr, on pourrait facilement penser que le mouton a été domestiqué pour sa laine… sauf que cet animal est issu du mouflon qui n’en a pas ! Alors pour sa viande ? Une autre raison ? Difficile à affirmer avec certitude.

      De nombreux autres animaux ont été progressivement intégrés au cheptel domestique des humains : par exemple, le bœuf à partir de l’auroch, le cochon à partir du sanglier (le cochon n’a acquis sa coloration rose qu’au XVIIIème siècle – avant il était noir et poilu – par sélection d’individus albinos), le chat (vers – 7000 ans comme le cochon) à partir de félins primitifs, les miacidés. Bien d’autres ont ensuite suivi (poule, cheval, oie, canard, renne, etc.).

    D’étranges domestications ont été signalées dans certaines civilisations : la genette, les couleuvres et les biches chez les Romains, les pélicans voire les  crocodiles chez les Égyptiens anciens, la pieuvre par les Japonais (pour récupérer les cargaisons englouties), la loutre en Asie pour pêcher le poisson…

     Il y eut aussi des échecs retentissants comme celui de l’autruche qu’on voulait monter à la façon d’un cheval (même s’il reste des autruches « domestiques » pour leur viande) ou l’éléphant d’Afrique  (par les Belges au Congo) ce qui fut à l’évidence moins le cas avec l’éléphant d’Asie.

     On se rend donc compte que la domestication des animaux a connu des fortunes diverses. Il n’en reste pas moins que les principaux animaux domestiques représentent un apport considérable à nos sociétés. Quels ont pu être les mécanismes ayant conduit à ce qu’il faut bien appeler une association ?

Quels sont les mécanismes en cause dans la domestication ?

     Il s’agit là d’une question difficile puisque nous manquons d’éléments tangibles pour conclure. Reprenons l’exemple du loup, le premier animal sauvage à avoir été domestiqué.

     D’emblée, signalons que loups et chiens sont restés interféconds : de ce fait, stricto sensu, ils relèvent tous deux de la même espèce ; on peut donc dire que le chien (canis familiaris ou plutôt canis lupus familiaris) est une sous-espèce du loup (canis lupus). De fait, morphologiquement, certaines espèces de chiens sont bien plus proches du loup que d’autres chiens (par exemple d’un Yorkshire). Pourtant, les chiens sont « sociables » ce qui n’est pas le cas du loup, même « apprivoisé ».  Pourquoi ?

     En réalité, animal craintif, le loup acquiert très tôt la peur de l’humain et donc son agressivité. A contrario, élevé dès le plus jeune âge par des hommes, le loup devient bien plus sociable… Dès lors peut-on imaginer que, amenés à partager leur habitat avec les humains, certains loups aient pu être progressivement apprivoisés pour, de nombreuses générations plus tard, aboutir au chien ? Bien des scientifiques le croient puisque ces deux êtres sociables (le loup vit en meute) avaient des intérêts en commun – la chasse sur des territoires identiques – et cette proximité a sans doute favorisé les contacts. On peut par exemple imaginer que des louveteaux ont pu être élevés par l’Homme (certains même allaités par des femmes comme cela a été souvent observé dans de nombreuses tribus) ; ailleurs, les loups devaient suivre les campements humains et se nourrir de leurs restes. Ailleurs encore, ces animaux à l’ouïe et à l’odorat fort développés pouvaient servir de systèmes d’alarme face à un prédateur commun, voire rabattre certains gibiers. Les hypothèses ne manquent pas et sans doute sont-elles mêlées.

     Un point intéressant à souligner est que les chiens possèdent souvent des caractéristiques morphologiques propres à l’enfance telles que d’amples différences de taille, d’importantes variations de coloration du pelage, des griffes plus courtes, des oreilles dites « flottantes ». Comme si le chien était une variété infantile de loup arrivée à maturité. Pourrait-il également y avoir une corrélation pour les comportements ?

     Il est probable que de tels mécanismes « de proximité » ont existé pour toutes les espèces domestiquées. D’où les questions que l’on peut légitimement se poser : l’Homme a-t-il domestiqué l’animal de façon intentionnelle ? En d’autres termes, a-t-il volontairement choisi certains individus plus abordables puis sélectionné leur descendance afin de développer chez eux des caractéristiques susceptibles de lui convenir ? Ou bien y va-t-il eu « auto-domestication », les animaux s’étant vu offrir par la seule présence de l’Homme une nouvelle niche écologique, plus facile à exploiter, contre quelques avantages à prodiguer à leurs nouveaux associés ? J’imagine que la proportion de ces deux approches doit varier en fonction de l’espèce domestiquée mais que, dans le cas du loup, elles sont probablement à part égale.

La domestication est-elle une évolution particulière ?

     On sait que les changements stables d’une espèce se font au cours d’un laps de temps plutôt long, souvent des centaines de milliers d’années. Pourtant, dans le cas de la domestication, on aboutit bien à l’apparition d’espèces (ou de sous-espèces) génétiquement fixées en un temps bien plus court : 15 000 à 20 000 ans pour le chien et bien moins encore pour la majorité de nos animaux domestiques. Il s’agit là de durées qui n’ont rien à voir avec ce que l’on observe dans la Nature. L’explication réside dans le caractère artificiel du phénomène. Artificiel, en effet, puisque volontaire ou non, cette transformation rapide est due à l’Homme. Toutefois, comment peut-on en être raisonnablement sûr ? Une étude expérimentale bien particulière permet de répondre.

L’expérimentation de Novossibirsk

     Intitulée « la domestication comme modèle de la spéciation », cette étude est menée depuis près de 50 ans à l’Institut de Cytologie et de Génétique de Novossibirsk en Russie.

     Rappelons tout d’abord qu’une spéciation est l’apparition durable d’une nouvelle espèce et a fortiori, dans le cas qui nous occupe, de sous-espèces. De quoi s’agit-il ? En 1959, sous la direction de l’académicien soviétique Dimitri K. Belyaev, a été mise en place une expérimentation à grande échelle sur la domestication du renard, un travail toujours en cours.

     Elle se fonde sur les travaux bien connus de Darwin qui a démontré que l’Évolution s’appuie notamment sur la sélection naturelle pour permettre à l’individu le plus apte d’une espèce de transmettre son potentiel génétique à ses descendants : cette faculté entraîne l’élimination progressive des individus moins aptes d’où, au final, une modification évolutive de l’espèce considérée, notamment en cas de transformation du milieu dans lequel elle vit.

     Belyaev a commencé avec 30 renards mâles et 100 femelles. Son critère de sélection a été la docilité (ou sociabilité) à l’égard de l’être humain. Partant du principe qu’un comportement est strictement sous contrôle endocrinien (hormonal), il pensait que la sélection des animaux les plus dociles s’accompagnerait peut-être de modifications morphologiques. Pour s’assurer que les modifications de comportement sont bien régulées de façon génétique et non par l’environnement, les renards furent tous traités de façon identique : vie en cage avec le moins de contacts possibles avec les humains.

     Selon leur comportement, on divisa les renards en trois catégories :

1. renards dociles : amicaux, geignant doucement et remuant la queue ;

2. renards indifférents : pouvant être approchés mais ne manifestant aucune attitude amicale particulière ;

3. renards hostiles : agressivité maximale.

     En ne permettant que la reproduction des renards dociles, Belaïev et son équipe arriva non seulement à faire considérablement progresser le pourcentage d’individus dociles (plus de 80% aujourd'hui) mais constata avec surprise que, peu à peu, ceux-ci présentaient des modifications morphologiques stables, à savoir :

* une diminution de la pigmentation du pelage (apparition d’une marque en forme d’étoile sur le front et un pelage mixte comme celui d’une pie)

* des oreilles tombantes

* une queue enroulée

* des pattes et une queue plus courtes.

     Pour le scientifique russe, une seule explication est possible : la modification du comportement de l’animal induit des transformations de son apparence physique, comme si l’ensemble était sous la dépendance de facteurs génétiques communs ; il parle de variabilité homologue (c'est-à-dire parallèle) obtenue par sélection, génétiquement transmissible (donc stable) et apparue sur un court laps de temps.

     Voilà qui vient parfaitement expliquer le rôle de la domestication dans l’apparition – et le maintien – d’espèces nouvelles, dites à juste titre domestiques.

La domestication relève bien de l’Évolution

     Seules les lois de l’Évolution, si brillamment découvertes par Charles Darwin, peuvent expliquer la domestication, cette évolution particulière. Et particulière elle l’est, en effet, dans la mesure où, par comparaison avec l’évolution naturelle, elle relève des mêmes mécanismes mais sur un temps bien plus court, un raccourcissement des durées à mettre au crédit, volontaire ou non, de l’Homme.

     Il est donc fondamental de bien comprendre que les animaux domestiques n’ont évidemment plus rien à voir avec les espèces dont ils sont issus. Au-delà des représentations naïves des films animaliers ou des dessins animés à la manière de Disney (qui souvent entraînent la confusion), c’est un élément à bien prendre en compte lorsqu’on a affaire à un animal authentiquement sauvage : on ne peut donc que s’élever contre cette mode actuelle absurde qui voit des citadins "éduquer" dans leurs salons (ou parfois dans leurs baignoires, c’est selon) d’authentiques animaux sauvages présentant pour eux-mêmes (c’est un choix) mais également pour leur entourage (c’est plus grave) un danger bien présent. La loi – du moins en France – reconnaît parfaitement cette attitude irréfléchie et c’est tant mieux.

Sources

1. Wikipedia France : https://fr.wikipedia.org/wiki/Animaux_domestiques#Anciennes_domestications 

2. institut de cytologie et de génétique de Novossibirsk : https://www.slideshare.net/outdoors/domestication-and-evolution 

3. Dinosoria : https://www.dinosoria.com/domestication_animal.htm 

4. DevBio : 9e.devbio.com/article.php?id=223 

Images

 1. couple de loups (sources :  belgarath.centerblog.net )

2. mouflon (sources : www.lesgets.com)

3. balade à dos d'autruche (sources : forum.pcastuces.com/)

4. Dimitri K. Belyaev (sources : http://cornell.edu)

5. renard sauvage (sources : veterinarianjoske.tumblr.com)

6. renards "dociles" de Belyaev (sources : veterinarianjoske.tumblr.com)

7. mygale (sources : www.djibnet.com)

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

Mots-clés : Charles Darwin - domestication - loup - miacidés - Dimitri K Belyaev - expérimentation de Novossibirsk - sélection naturelle - variabilité homologue

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

Sujets apparentés sur le blog

1. les mécanismes de l'Evolution

2. l'agression

3. reproduction sexuée et sélection naturelle

4. le rythme de l'évolution des espèces

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Mise à jour : 7 mars 2023

     Le fait de se tenir debout et de marcher grâce à ses deux pattes postérieures existe depuis (presque) le début de l’apparition de la Vie sur Terre : le premier squelette identifié d’un animal se déplaçant ainsi est celui d’un petit reptile (eudibamus cursoris) qui vivait il y a environ… 300 millions d’années. C’est dire qu’il s’agit d’une affaire ancienne et on peut certainement affirmer que la bipédie a été probablement, à un moment ou à un autre, un facteur adaptatif majeur dans l’évolution de bien des espèces animales.

     L’explication la plus souvent avancée du développement de l’intelligence humaine repose précisément sur l’apparition de la bipédie chez un primate supérieur, l’ancêtre commun du genre homo (voir le sujet : le dernier ancêtre commun), une avancée qui, en libérant la main, aurait permis notre progressif développement cérébral. Est-ce si sûr ? D’éminents scientifiques avancent au contraire que la bipédie n’a été qu’un facteur parallèle - mais non générateur - de ce développement. Alors, bipédie indispensable à l’apparition de « l’intelligence » ou non ? C’est ce que nous allons essayer de clarifier.

La bipédie dans la Nature

     Les animaux capables de bipédie sont en définitive assez nombreux mais ils marchent alors avec le buste très incliné vers l’avant et toujours équilibré par la queue : c’est le cas des oiseaux – et avant eux des dinosaures bipèdes – mais également des kangourous, de certains lézards, etc. D’autres encore, comme, par exemple, les mangoustes, les girafes, les félins ou les chiens, arrivent à se dresser sur leurs pattes postérieures afin d’adopter une position verticalisée mais il s’agit en pareil cas d’attitudes transitoires (pour observer ou attraper un objet) qui n’a rien à voir avec une bipédie réelle.  On peut donc affirmer que, contrairement aux oiseaux, les mammifères sont peu doués pour la bipédie : en réalité, seuls l’homme et le pingouin sont capables de marcher longuement, buste vertical, sur leurs membres inférieurs.

     Le cas des primates est toutefois assez particulier : habitués à un habitat spécial qui est celui des arbres, ils ont des possibilités de se mouvoir assez étendues, alliant les sauts d’une branche à l’autre, la quadrupédie au sol, le grimper et, parfois, une vraie bipédie mais qui est loin d’être exclusive. Il faut se tourner vers certains grands singes pour rencontrer des bipèdes un peu plus qu’occasionnels : les singes gibbons sont bipèdes lorsqu’ils sont au sol… c'est-à-dire pratiquement jamais alors que les chimpanzés sont bipèdes sur leurs branches et parfois à terre (quand, par exemple, ils transportent de la nourriture). Les gorilles qui, eux, vivent à terre, ne sont bipèdes que lorsqu’ils se font menaçants, probablement dans le but d’augmenter leur taille tandis qu’ils se frappent violemment la poitrine en un geste d’intimidation puissant. En fait, parmi les grands singes, seuls les bonobos sont réellement bipèdes (même s’ils marchent sur leurs phalanges) et ressemblent ainsi parfois aux hommes, bipèdes exclusifs, même si ces derniers ont gardé de leur passé arboricole une certaine habilité à se suspendre.

Les origines de la bipédie

     Ces origines sont bien difficiles à définir. Classiquement, on a présenté cette faculté de marcher sur ses deux jambes comme une acquisition progressive aboutissant à l’Homme, seul capable de la mettre réellement en pratique ; les premiers hominidés, précurseurs de Sapiens, se seraient progressivement relevés pour aboutir à l’homme moderne (voir le célèbre dessin ci-contre) mais il s’agit là encore d’un apriori et, en réalité, d’une approche certainement finaliste. Une approche d’autant plus facile à défendre quand on part de l’arrivée pour refaire l’histoire (déjà choisie) à l’envers. En réalité, la situation est bien plus complexe.

     Parler de « redressement » progressif des précurseurs successifs de Sapiens, c’est d’abord privilégier un développement purement terrestre… alors que les singes (et les grands singes) vivent essentiellement dans les arbres ! Il n’est donc nullement prouvé que cette approche soit la bonne : peut-être la verticalité est-elle précisément apparue chez des individus habitués à se suspendre et secondairement descendus sur le sol… Les deux théories s’opposent et ont leurs partisans. On peut les résumer ainsi :

   * théorie du gibbon : c’est la théorie classique (et historique). Comme le singe de ce nom, la bipédie serait la conséquence de l’acquisition d’une position verticale lors du passage des individus d’un arbre à l’autre. Certains individus descendent au sol en conservant leur position verticale, la bipédie se développant peu à peu.

   *  théorie du chimpanzé : ici, la bipédie serait apparue dans la savane chez des grands singes qui se sont « redressés » pour voir au loin et ainsi anticiper les attaques des prédateurs ou repérer plus facilement sources de nourriture et points d’eau. Il s’agit là d’une théorie entrée en faveur avec la notion de nos origines africaines, surtout lorsqu’était évoquée comme certaine la théorie de l’East Side Story (voir article : East Side Story, la trop belle histoire), malheureusement aujourd’hui battue en brèche. D’où, chez les spécialistes de la question, un certain regain de l’autre théorie, celle du gibbon.

     Mais les bonobos que l’on évoquait un peu plus haut ? Ne démontrent-ils pas que la marche sur les pattes arrière est possible depuis fort longtemps ? Et s’il n’existait pas LA bipédie mais DES bipédies, comme autant d’évolutions convergentes ? Des bipédies d’origines diverses ?

     De nombreuses théories ont été avancées pour expliquer cette singulière particularité de ne se servir que de ses membres inférieurs pour se déplacer. En voici quelques unes :

   *  théorie de la bipédie initiale : prenant le problème à l’envers, cette approche propose que la quadrupédie serait postérieure à la bipédie, celle-ci ayant été dès le départ une faculté partagée par tous les mammifères des origines. Dans cette optique bien particulière, ce sont les grands singes qui sont devenus arboricoles, perdant progressivement une bipédie qui n’aurait subsisté que chez homo sapiens. Les scientifiques qui la défendent (mais ils sont une minorité) s’appuient non plus sur la paléontologie mais sur l’embryologie et l’anatomie comparée…

   * théorie de l’économie d’énergie : la recherche des aliments demande de l’énergie et, dans certains milieux notamment découverts, il semble que la bipédie soit « moins dépensière » que la quadrupédie ;

   * théorie de la sélection naturelle : la station debout permettrait aux mâles d’exposer plus facilement à la vue de tous leurs attributs et, au contraire, aux femelles de dissimuler les leurs, une idée reprise par Richard Dawkins (vous vous rappelez : l’auteur du « gène égoïste ») qui y voit un avantage reproductif certainement sélectionné par l’Evolution ;

   * théorie de l’accroupissement intermédiaire : pour certains auteurs, la bipédie serait la conséquence de longues périodes durant lesquelles les individus auraient vécu en position accroupie, par exemple à la recherche d’une alimentation au sol (graines, vers, insectes, baies et fruits tombés, etc.). Une transformation progressive du bassin, des muscles et os des jambes et surtout des plantes des pieds aurait secondairement conduit à la position debout ;

   * théorie aquatique : plusieurs auteurs ont montré la similitude existant entre la physiologie de l’Homme et celle des mammifères aquatiques ; il n’en fallait pas davantage pour qu’on évoque un éventuel passé semi-aquatique d’homo sapiens qui aurait vécu en milieu inondé à une époque voisine de celle de la divergence entre humains et grands singes.

     On le voit, les idées ne manquent pas pour expliquer la station verticale d’homo sapiens… Mais, bien qu’on ne connaisse pas l’ancêtre direct (s’il en existe un) des divers homos, que nous apprennent les fossiles ?

La bipédie des ancêtres de l’Homme

     En 1978, Mary Leakey une paléontologue de renom et son équipe, mit à jour à Laetoli (Tanzanie) des traces de pas fossilisées dans les cendres  du volcan Sadiman, il y a 3 millions d'années. Ces empreintes sont celles d’hominidés marchant debout, en réalité trois individus de corpulences différentes (l’un d’eux était probablement un enfant). Conservées dans une fine couche de cendres d’environ 15 cm cimentée par une pluie fine et recouvertes secondairement d’autres dépôts de cendres qui les a ainsi préservées, ces traces présentent des caractères certainement non humains, aujourd’hui attribuées à Australopithecus Afarensis. Point le plus important, leur datation est d’environ 3,5 millions d’années…

     Toutefois, la bipédie remonte encore plus loin dans le temps puisqu’un autre hominidé, Orrorin Tugenensis, a laissé un squelette prouvant ses aptitudes à la marche… il y a 6 millions d’années.

     La conclusion semble évidente : la bipédie est un trait commun à tous les hominidés, une faculté qui, avec le temps, est devenue chez l’homme moderne l’unique moyen de locomotion.

La bipédie n’est pas le propre de l’Homme

     Enfant, on m’a enseigné que la bipédie était le facteur principal (à l’époque, on disait même exclusif) du développement de notre intelligence : la libération de la main grâce à la marche sur nos deux jambes aurait conduit au développement de notre cerveau. C’était simple et direct. Aujourd’hui, rien n’est moins sûr. De nombreux hominidés semblent avoir également présenté cette même faculté de se mouvoir verticalement sans que leurs lignées n’aient abouti à l’égal d’homo sapiens.

     La bipédie est certainement un facteur permissif de notre développement cérébral mais il n’est pas le seul et peut-être pas le plus important. De nouvelles recherches, de nouvelles découvertes, notamment fossiles, permettront de préciser cette importante question mais je ne serai pas surpris si l’on finissait par impliquer une origine multifactorielle à l’émergence de notre pensée conceptuelle. Comme toujours, rien n’est jamais simple.

Images

1. bonobo (sources : http://www.chezpilou.com)

2. eudibamus cursoris (sources  http://www.uua.cn/)

3. Zvenjo, teckel mâle (coll. personnelle)

4. fausse évolution humaine (sources : www.hominides.com)

5. chimpanzé (sources : www.mentalindigestion.net)

6. théorie de la bipédie initiale (sources : wapin.ath.cx)

7. traces de pas à Laetoli (sources : www.sasquatchresearch.net)

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

  Documentation :

* Pascal Picq : origine et évolution de l'homme (www.inrp.fr/Acces/biotic/evolut/homme/html/bipedie.htm)

* la bipédie humaine (www.hominides.com/html/dossiers/bipedie.php)

* Wikipedia, la bipédie (fr.wikipedia.org/wiki/Bip%C3%A9die)

* théorie de la bipédie initiale (initial.bipedalism.pagesperso-orange.fr/biped_fr.htm)

Mots-clés :  primates - bonobos - hominidés - East Side Story - théorie du gibbon - théorie du chimpanzé - bipédie initiale - Richard Dawkins - Mary Leakey - traces fossilisées - australopithèque - Orrorin Tugenensis

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

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2. East Side Story, la trop belle histoire

3. les mécanismes de l'Evolution

4. le rythme de l'évolution des espèces

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dernière mise à jour : 8 mars 2023

      La Nature – on l’a souvent répété ici – se moque bien des conventions humaines ; elle n’a que faire des soifs de justice d’homo sapiens, de ses pitiés, de ses états d’âme. La Nature est indifférente et pour y survivre une seule condition est requise : être le plus apte à se nourrir, prospérer et, bien sûr, se reproduire. C’est la sélection naturelle qui permet l’élimination progressive des individus les moins bien adaptés et est en conséquence un des moteurs principaux de l’Evolution.

      Les êtres vivants qui peuplent la Nature, tantôt victimes, tantôt prédateurs (et on est presque toujours le prédateur d’un autre) ont développé des techniques élaborées pour survivre et s’adapter au milieu ambiant : le camouflage en est une qui permet, par exemple, à l’ours blanc d’être moins repérable sur la banquise ou au phasme de se confondre avec des brindilles. Mais il existe des stratégies encore plus complexes, parfois stupéfiantes, qui permettent à certaines espèces de ressembler tellement à d’autres espèces - qui n’ont pourtant rien à voir avec elles – que tout le monde finit par s’y tromper : on parle alors de mimétisme et c’est sur cette singulière faculté à imiter l’autre que je souhaite aujourd’hui insister.

Les objectifs

      Le mimétisme est une stratégie d’adaptation, c'est-à-dire le moyen pour une espèce donnée d’acquérir un avantage supplémentaire dans sa lutte pour survivre. J’évoquais plus haut le camouflage permettant d’échapper à la vision du prédateur qu’on appelle parfois « mimétisme cryptique » bien que, stricto sensu, ce ne soit pas vraiment du mimétisme (le camouflage peut, en effet, se développer rapidement chez une espèce au gré des mutations au contraire du mimétisme qui demande une coévolution complexe regroupant plusieurs espèces, comme on le verra ensuite).

      Le mimétisme proprement dit cache des buts souvent différents qui peuvent être :

* se faire passer pour une autre espèce connue pour être dangereuse ou non comestible,

* permettre une meilleure reproduction (c’est le cas bien connu du coucou),

* cacher ses propriétés prédatrices comme chez certains poissons carnivores (blennie dévoreuse) affectant de n’être que des poissons « nettoyeurs de parasites »,

* offrir un intérêt gustatif pour un fécondateur : c’est le cas de plantes qui attirent ainsi certains insectes pour assurer leur propre reproduction,

* présenter un intérêt nutritif pour une proie : certaines plantes carnivores délivrent une odeur de putréfaction pour attirer des mouches qu’elles vont ingérer,

* proposer un danger limité pour leur proie : des espèces de poissons se parent de couleurs leur permettant de se fondre avec les algues où elles pourront surprendre leurs victimes.

      Les stratégies sont donc multiples et, pour bien les comprendre, les scientifiques ont cherché à les cataloguer, ce qu’on verra par la suite, mais évoquons d’abord les différents protagonistes en jeu.

les acteurs en présence

      Pour qu’un mimétisme existe, il faut au moins trois acteurs :

* le modèle : c’est l’individu qui va être copié parce que reconnu comme tel par

* l’individu trompé qui est le plus souvent un prédateur

* de l’imitateur qui, en copiant le modèle, va faire peur à son prédateur ou à tout le moins le désorienter suffisamment pour s’autoriser à fuir… ou à atteindre son but.

les différentes formes de mimétisme

      C’est la publication de l’ouvrage princeps de Darwin sur l’évolution des espèces qui va stimuler l’étude de ces phénomènes complexes, jusque là incompris et baptisés du nom pompeux de « merveilles de la Nature » (pour expliquer qu’on ne les comprenait pas).

           * le mimétisme selon Bates

      Des 1863, à peine 4 ans après la publication par Charles Darwin de « l’origine des espèces au moyen de la sélection naturelle », Henry Walter Bates (1823-1913), un entomologiste anglais, publie une première confirmation de la théorie darwinienne. Bates – qui explorait la vallée amazonienne – y décrit qu’une espèce de papillons a évolué de telle manière qu’elle copie exactement les couleurs d’une autre espèce toxique pour les oiseaux : le papillon imitateur est (relativement) protégé des prédateurs à moindre frais puisqu’il ne dépense aucune énergie à produire des toxines… ce qui n’est pas le cas de l’imité qui, de plus, voit parfois sa protection anéantie par des oiseaux s’étant rendu compte de la supercherie de l’imitateur !

      Ce type de mimétisme a été surtout décrit chez les insectes, notamment sociaux, comme les guêpes (certains papillons imitent leurs couleurs et leurs formes) et les fourmis. Concernant ces dernières, on peut citer le cas de certaines araignées qui imitent à la perfection leur aspect : ici, l’arachnide utilise sa paire de pattes surnuméraires en guise d’antennes qu’elle élève et fait vibrer tout comme les antennes d’une fourmi : gare alors à la proie qui se fait tromper !

      D’autres animaux ont recours à ces subterfuges comme la couleuvre faux-corail, inoffensive, qui imite le vénimeux serpent corail et tient ainsi à distance ses prédateurs.

           * le mimétisme selon Muller

      Un an après Henry Bates, en 1864, un biologiste allemand, Fritz Muller (1821-1897) publie un ouvrage « Für Darwin » (pour Darwin) où, ayant étudié tout spécialement les écrevisses, il explique combien la théorie de la sélection naturelle est juste. Il s’intéresse au mimétisme et décrit l’association originale de fourmis avec un arbre tropical, le cecropia : les insectes protègent l’arbre des plantes grimpantes et des parasites tandis que, en retour, les fourmis trouvent là un refuge et divers moyens de nutrition. Tout le monde trouve son avantage et – fait à souligner - il n’y a donc pas tromperie, contrairement au cas précédent…

      C’est Muller qui, le premier, va expliquer quelques années plus tard une forme différente de mimétisme. Dans le cas de Bates, on évoquait des espèces inoffensives qui, pour se protéger, copiaient des espèces toxiques. Muller décrit, lui, le mimétisme de deux espèces toxiques et vénéneuses entre elles (on n’en comprenait guère l’intérêt) ce qui est fort différent du mimétisme de Bates puisque, ici, répétons-le, il n’y a pas tromperie : Muller explique que le fait de posséder une même apparence permet aux deux espèces en question d’avoir des bénéfices communs ; en effet, toutes deux vont entraîner la répulsion des prédateurs à plus grande échelle, et cela permet d’améliorer la qualité de leur système de défense : on peut en effet penser que, à force de voir des formes vénéneuses à ne pas toucher, le prédateur finira par banaliser leur évitement.

           * le mimétisme selon Mertens

      On a vu des espèces inoffensives qui « copient » des espèces vénéneuses (Bates), des espèces vénéneuses qui se copient entre elles (Muller) ; reste donc un troisième cas de figure : celui d’espèces vénéneuses qui copient des espèces inoffensives. C’est un spécialiste des reptiles, Robert Mertens (1894-1975), qui rapportera cette forme très spéciale de mimétisme.

      Très spéciale, en effet, puisque, en pareil cas, l’imitateur toxique imite un sujet non toxique au risque d’être attaqué (et mangé) par le prédateur mais en entrainant ainsi sa mort : quel intérêt, me direz-vous, de tuer en mourant ? C’est que l’imitateur essaie de copier une espèce non pas mortelle mais simplement désagréable à manger pour le prédateur. De ce fait, il est protégé dans la mesure où le prédateur n’attaque plus jamais tout ce qui ressemble à l’espèce « désagréable ». Un sacré pari mais qui, semble-t-il, peut porter ses fruits.

           * l’automimétisme

      Dans ce cas, seule une partie de l’imitateur est concernée : c’est, par exemple, le cas d’un papillon, le grand paon de nuit, qui possède sur ses ailes un dessin imitant un œil (appelé ocelle). Lorsque le prédateur se présente, le papillon ouvre brusquement ses ailes et a le temps de s’enfuir face à la surprise de l’attaquant. Ailleurs, le serpent faux-corail (Anilius scytale, à ne pas confondre avec la couleuvre faux-corail déjà citée), lorsqu’il est attaqué, redresse sa queue en l’air et se met à la balancer comme s’il s’agissait de sa tête… qui, elle, est bien cachée : un serpent à deux têtes, en somme !

           * le mimétisme reproductif

      Le but est ici d’utiliser un tiers pour permettre la diffusion de la semence et ce sont surtout les plantes – mais pas toujours - qui utilisent ce mimétisme très particulier puisqu’il n’y a pas de victimes. J’avais évoqué dans un sujet précédent (cf. comportements animaux et évolution) le cas tout à fait extraordinaire de ces orchidées qui imitent à s’y méprendre le corps d’une abeille ou d’une guêpe de façon à ce que l’insecte, trompé, se barbouille de pollen qu’il exportera sur une orchidée voisine permettant ainsi la reproduction de l’espèce.

      Nous avons également évoqué le cas du coucou qui place ses œufs dans le nid d’une autre espèce afin qu’ils y soient couvés et nourris sans le moindre effort de leurs géniteurs. Mais que penser de l’oiseau-lyre, animal vivant en Australie, qui est capable de reproduire n’importe quel bruit de son environnement ? En effet, la femelle de cette espèce est sensible au mâle qui produira le chant le plus élaboré ; dès lors, le mâle oiseau-lyre peut tout imiter : les chants de n’importe quel autre oiseau mais également le bruit de la tronçonneuse des bucherons, l'alarme d'une voiture  ou le déclic de l’appareil photo de l’ornithologue venu l’étudier ! La Nature est parfois étonnante.

      Comme toujours lorsqu’on évoque l’évolution des êtres vivants, s’il existe une caractéristique particulière d’apparence ou de comportement adoptée par une espèce, c’est que la sélection naturelle l’a retenu comme un avantage sélectif, un « plus » qui permet à son détenteur de mieux résister à la dure compétition des êtres vivants entre eux. Le mimétisme est un de ces moyens sélectionné par l’évolution. A celui qui contemple ces facultés singulières sans y avoir véritablement réfléchi, une question se pose inévitablement : comment ne pas penser qu’il y a un but, une finalité à tout cela ?

Mimétisme et évolution

      Au fond, on peut assez bien comprendre le camouflage : une mutation permet de donner à certains individus un avantage précieux d’où sa pérennisation. L’exemple bien connu du phalène du bouleau nous le démontre. Voilà un papillon de couleur claire qui peuplait la campagne anglaise d’avant la révolution industrielle. Viennent les hommes et leurs industries qui, par les suies et autres pollutions, transforment l’environnement au point que même les arbres qu’habitent ces papillons se parent de teintes sombres. Presque aussitôt, on s’aperçoit que de blancs, les phalènes sont presque tous devenus noirs : en effet, les blancs, trop visibles, ont disparu victime de la prédation. L’Homme s’efforce de diminuer la pollution et reparaissent les papillons blancs tandis que les noirs succombent à leur tour sous la dent des prédateurs. Une simple mutation portant sur la répartition de la mélanine sépare en fait les deux formes... Il s’agit, on le voit, d’un mécanisme en définitive assez simple. Mais le mimétisme ? Le mime qui copie à la perfection pour se parer de la terreur qu’inspire son modèle ? L’orchidée qui imite une abeille au point que même un scientifique avisé pourrait s’y tromper ? N’y a-t-il pas là un phénomène bien plus complexe et, peut-être, inexplicable ?

      Dans le cas du mimétisme, on a affaire à une coévolution entre trois acteurs différents, nous l’avons dit. Mais comment ce processus si complexe est-il possible ? C’est là qu’intervient le facteur-temps, un concept bien difficile à saisir pour nos cerveaux dont la vie est si courte. C’est qu’il en faut des millions d’années (des millions alors que seulement 2000 ans nous séparent historiquement de l’Antiquité) pour qu’un tel phénomène apparaisse. Cela nécessite nombre « d’essais » de la Nature, de « retours en arrière » parfois, des impasses évolutives, etc., bref des millions de générations avant que ne survienne – progressivement - la modification salvatrice. Seule la sélection naturelle au fil du temps peut expliquer l’apparition de telles adaptations à l’environnement. Que ce dernier change et les nantis deviennent victimes tandis qu’apparaissent de nouveaux élus…

      99% des espèces ayant un jour peuplé notre sol ont aujourd’hui disparu, soit balayées par de (trop) brutaux changements de l’environnement, soit transformées en des espèces mieux adaptées. Une seule raison à cela : la modification des habitats qui n’est due qu’au hasard (volcanisme, submersions marines, tremblements de terre, glaciations, etc.). Il faut donc toujours s’adapter : devenir plus fort, plus caché ou plus malin. Le mimétisme est un de ces moyens, un parmi d’autres : un cheminement long, laborieux, compliqué dont le seul hasard est le maître d’œuvre.

Images

 1. invisible si immobile (sources :  flickr.com )

2. orchidée-abeille (sources : genevieve.lehoux.over-blog.com)

3. araignée formicomorphe (sources :tpe-mimetisme.e-monsite.com)

4. mylabre (sources : crdp.ac-bordeaux.fr)

5. grand paon de nuit (sources : aramel.free.fr/)

6. oiseau-lyre d'Australie (sources : www.kamaz.fr)

7 et 8. phalènes du bouleau (sources : www.futura-sciences.com)

9. couleuvre faux-corail (sources : library.kiwix.org)

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

Mots-clés : sélection naturelle - théorie de l'évolution - camouflage ou mimétisme cryptique - Henry Walter Bates - orchidée "trompe-insectes" - araignée formicomorphe - Fritz Müller - Robert Mertens - automimétisme - serpent faux-corail - couleuvre faux-corail - mimétisme reproductif - oiseau-lyre - phalène du bouleau

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

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Mise à jour : 8 mars 2023

      La disparition des grands sauriens date de – 65 millions d’années et elle s’est faite rapidement, en quelques milliers d’années, ce qui est très court comparé à leur règne qui s’étale sur plus de 150 millions d’années. On a expliqué dans des sujets précédents combien il était probable que cette disparition a été hâtée par la chute d’une météorite géante sur des populations déjà en déclin (voir sujets : la disparition des dinosaures et l'empire des dinosaures). Quoi qu’il en soit, une niche écologique majeure s’est trouvée libérée pour des successeurs potentiels qui vivaient jusque là dans l’ombre, les mammifères.

     Il est néanmoins intéressant de noter qu’une compétition s’engagea assez rapidement entre deux types de mammifères : les placentaires et les marsupiaux, l’Evolution ayant donné dans chacun de ces deux groupes des individus également armés comme on le verra ensuite (on parle alors d’évolution parallèle, c’est-à dire l’acquisition de caractéristiques semblables dans deux espèces occupant un même espace, à ne pas confondre avec une évolution convergente qui donne des attributs identiques à deux populations existant à des époques ou dans des écosystèmes différents).

Placentaires et marsupiaux

     Les mammifères sont pratiquement contemporains des dinosaures. Toutefois, dès le début, la suprématie des grands sauriens se révèle indiscutable et les mammifères doivent se contenter de la portion congrue : à cette époque, ils sont représentés par de petits vertébrés à sang chaud (dont certains possèdent une fourrure) et qui, vivant principalement la nuit, se nourrissent d’insectes, de vers et parfois… d’œufs de dinosaures.

     Tout change pour les mammifères à la fin du crétacé, très précisément lors de ce que l’on nomme la " limite KT ", où une extinction massive touche nombre d’espèces vivantes, au premier rang desquelles les dinosaures. On entre alors dans le cénozoïque (ancienne époque tertiaire) dont les premiers millions d’années sont le paléogène et c’est à partir de cette époque lointaine que va se développer la « radiation » des mammifères, c'est-à-dire leur conquête de tous les milieux laissé vacants par leurs gigantesques prédécesseurs. Rapidement deux sous-classes de mammifères apparaissent, les placentaires et les marsupiaux, vraisemblablement à partir d’une souche commune originaire d’Amérique du nord, et probablement en raison, à cette époque, de l’isolement  des continents (voir le sujet : dérive des continents ou tectonique des plaques), ils ne rentreront véritablement en compétition que plus tardivement.

          *  mammifères marsupiaux

     Chez les marsupiaux (du grec marsipos = sac), la femelle possède une poche ventrale dans laquelle, peu après sa naissance, se développe son petit. En effet, point important, après environ 3 semaines,  l’enfant marsupial se retrouve extériorisé sous la forme d’un fœtus très primitif au point que certains scientifiques l’ont baptisé « larve marsupiale ». L’enfant devra donc procéder à son développement définitif dans la poche externe de sa mère. C’est dire que cette croissance - qui prendra plusieurs mois - laisse la femelle et son petit très vulnérables à la prédation.

     Il existe encore aujourd’hui un peu moins de 300 espèces différentes de marsupiaux, notamment des kangourous (mais dont le nombre d’espèces est passé en 150 ans de 42 à moins de 15). Les kangourous sont les plus grands marsupiaux toujours vivants mais, au paléogène et jusqu’à assez récemment, existaient des espèces bien plus grandes, parfois de la taille d’un hippopotame, herbivores (comme le diptrodon ou le Nototherium) ou carnivores comme le thylacosmilus qui était une sorte de tigre à dents de sabre marsupial dont le poids pouvait dépasser les 100 kg.

          *  mammifères placentaires

     Ils représentent l’immense majorité des mammifères et c’est de ce groupe d’animaux dont nous sommes issus. A la différence des marsupiaux que nous venons d’évoquer, les placentaires – comme leur nom l’indique – ont une gestation totalement intra-utérine : les petits sont ainsi bien plus longtemps protégés de toute agression extérieure en  se développant au sein d’un sac interne à la mère, le placenta. La liaison avec celle-ci se fait au moyen du cordon ombilical et du liquide amniotique dans lequel baigne le petit : il s’agit donc là d’une protection maximale mais pas seulement car le placenta a bien d’autres rôles. Il permet en effet une nutrition complète en différents éléments (sucres, minéraux, acides aminés, etc.) mais aussi une certaine fonction respiratoire, le recyclage des déchets (fonction excrétrice) et une activité hormonale (fonction endocrine). Signalons aussi que le placenta a un rôle majeur en immunologie en assurant une barrière entre l’enfant et le monde extérieur. On comprend donc aisément que la gestation paraît mieux protégée chez les placentaires que les marsupiaux. Cela explique-t-il la plus grande réussite des placentaires dans leur colonisation de la Terre ? En effet, ils sont présents partout dans le monde, non seulement sur la terre ferme mais aussi dans les océans (cétacés) et même dans l’air (chauve-souris ou chiroptères dont on oublie souvent que c’est le deuxième « ordre » de mammifères le plus nombreux, juste derrière les rongeurs).

Compétition entre mammifères

     A la fin du crétacé n’existaient probablement que 200 à 300 espèces de mammifères regroupées en un peu moins de 30 familles dont 1/3 était représenté par les placentaires, 1/3 par les marsupiaux, le dernier tiers relevant d’espèces n’ayant pas survécu. A cette époque, les donnes étaient équivalentes entre les deux grands groupes de mammifères. Survient alors la disparition des dinosaures et la radiation évolutive (on peut même parler « d’explosion évolutive ») des mammifères qu’on retrouve partout en quelques dizaines de milliers d’années. D’un point de vue très schématique, on peut dire que les placentaires ont surtout dominé les continents du nord tandis que les marsupiaux se trouvent en position de force dans l’hémisphère sud (à l’exception du continent africain où ils n’ont jamais été présents).

     C’est à la fin du trias que le supercontinent occupant jusque là la Terre, la Pangée, commence à se fractionner. On peut supposer que cette dislocation a permis durant longtemps la non-communication et donc l’absence de compétition entre les deux grands groupes de mammifères. Vient alors la formation de l’isthme de Panama qui permet l’irruption des placentaires vers le sud où ils vont progressivement remplacer les marsupiaux. D’un point de vue anatomique, les marsupiaux n’étaient pas réellement désavantagés ; le tigre marsupial à dents de sabre (thylacosmilus) devait certainement être aussi redoutable que son cousin placentaire, le smilodon. Pourtant rapidement les placentaires triomphent, ne laissant en Amérique du sud que quelques rares niches écologiques aux marsupiaux. Pour expliquer ce succès, la seule explication qui vient à l’esprit est celle de la différence liée à la gestation des petits qui, comme on l’a vu, semble plus performante chez les placentaires.

     L’Australie, restée isolée, est le dernier continent où dominent les marsupiaux. C’est à l’Homme que l’on doit la triste réalité du déclin des marsupiaux sur ce continent. La colonisation humaine coïncide avec l’introduction de mammifères placentaires tels certains herbivores, le chat, le lapin, etc. qui vont progressivement faire régresser les espèces autochtones endémiques. Ajoutons à cela une lutte sans discernement, pour des raisons essentiellement économiques, contre les marsupiaux : ces espèces sont aujourd’hui protégées mais il est déjà trop tard pour nombre d’entre elles (on pense notamment au chien marsupial dit loup de Tasmanie dont le dernier représentant fut exterminé en 1936).

La compétition interspécifique, fer de lance de l’Evolution

     Si l’on met de côté le rôle néfaste de l’Homme en Australie dont la prédominance exclusive a rompu la stabilité de l’écosystème naturel, force est de constater que partout où les marsupiaux ont rencontré les placentaires, ce sont ces derniers qui ont pris le dessus. Certes, il s’est parfois agi de dissemblances morphologiques et comportementales : le tigre marsupial à dents de sabre par exemple, était dans l’ensemble moins rapide et moins lourd que le smilodon, son concurrent placentaire. Cela n’explique toutefois pas tout. La vraie différence entre ces différentes espèces réside dans le mode de gestation, forcément défavorable comme on la vu, aux marsupiaux. L’Evolution, on l’a souvent répété, entraine la survie du plus apte, celle de l’individu le mieux adapté à son milieu et, de ce point de vue, les marsupiaux partaient avec un handicap.

     La gestation marsupiale, par exemple, oblige à une ossification plus précoce de la boîte crânienne ce qui limite forcément le développement du cerveau de l’individu. De la même façon, la croissance de l’embryon dans une poche externe empêche l’apparition d’individus de grande taille : impossible d’imaginer une baleine marsupiale ! Or, on sait que le développement de la taille d’un individu est un élément important dans la compétition interspécifique…

     C’est également la raison pour laquelle on ne retrouve pas de grands primates marsupiaux (je ne dis pas que cela était impossible – il existe des marsupiaux d’assez grande taille – mais seulement bien plus improbable). On peut affirmer au bout du compte que, si les marsupiaux avaient pour une raison quelconque dominé leurs cousins placentaires, jamais l’Homme et son gros cerveau n’auraient vu le jour. L’Evolution se serait dirigée dans une autre direction et nous ne serions pas là pour en parler.

Images

1a. loup (canis lupus) (sources : fr.academic.ru)

1b. kangourou (sources : www.dinosoria.com)

2. dinosaures (sources : s2.e-monsite.com)

3. larve marsupiale (sources : www.mnhn.fr/)

4. foetus dans son placenta (sources : medicalimages.allrefer.com)

5. dislocation de la Pangée (sources : www2.ggl.ulaval.ca)

6. Thylacosmilus ou tigre marsupial à dents de sabre (sources : fr.wikipedia.org)

7. primate (gorille) (sources : pin.primate.wisc.edu)

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

Mots-clés : disparition des dinosaures - mammifères placentaires - mammifères marsupiaux - évolution parallèle - évolution convergente - crétacé - limite K-T - cénozoïque - paléogène - radiation évolutive - larve marsupiale - thylacosmilus - Pangée - smilodon - loup de Tasmanie (thylacine)

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

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 Mise à jour : 8 mars 2023

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

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

Le monde du début

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

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

Une évolution rapide

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

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

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

Diversification des dinosaures

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

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

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

Le règne des dinosaures

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

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

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

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

Disparition des grands sauriens

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

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

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

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

L’empire d’homo sapiens

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

Sources :

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

Wikipedia France ;

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

Images

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

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

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

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

   5. Ptéodactyles (sources : eternelpresent.ch)

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

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

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

 Sujets apparentés sur le blog :

1. les extinctions de masse

2. la disparition des dinosaures

3. placentaires et marsupiaux, successeurs des dinosaures

4. ressusciter les dinosaures

5. la grande extinction du Permien

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

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

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mise à jour : 6 mars 2023

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

Homo sapiens, le survivant

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

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

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

Neandertal, un cousin proche ?

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

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

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

L’Homme de Florès, toujours une énigme

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

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

Cette découverte amène plusieurs réflexions :

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

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

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

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

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

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

Raréfaction de la diversité

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

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

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

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

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

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

Des exemples étranges mais édifiants

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

·         l’orchidée « trompe-insectes »

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

·         la guêpe fouisseuse

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

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

·         La mouette commune

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

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

·         La dinde meurtrière

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

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

·         La danse des abeilles

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

L’orgueil de l'Homme, encore et toujours

* Le temps

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

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

* La progressivité

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

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

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

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

* L’anthropomorphisme

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

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

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

Images

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

2. les mécanismes de l'Evolution

3. indifférence de la Nature

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mise à jour : 2 mars 2023

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

Le pari de Darwin

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

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

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

L’irréversibilité de l’évolution

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

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

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

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

Les moteurs de l’évolution

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

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

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

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

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

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

 

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

 

 

 

 

Images

 

1. baleines (sources : regional02.ca)

 

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

 

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

 

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

 

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

 

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

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

 

 

 

 

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

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

 

 

 

 

 Sujets apparentés sur le blog :

 

1. les mécanismes de l'Evolution

2. reproduction sexuée et sélection naturelle

3. le hasard au centre de la Vie

4. la notion d'espèce

 

 

 

 

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Mise à jour : 3 mars 2023