evolution

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

 

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

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

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

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

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

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

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

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

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

 

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

 

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

 

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

 

 

 

Un rythme évolutif variable selon les espèces

 

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

 

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

 

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

 

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

 

 

 

Facteurs intervenant dans le rythme de l’évolution

 

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

 

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

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

 

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

 

 

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

 

 

Images

 

1. cœlacanthe (sources :  forumfr.com  )

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

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

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

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

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

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

 

 

 

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

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

 

 

 

Sujets apparentés sur le blog :

 

1. les extinctions de masse

2. les mécanismes de l'Evolution

3. distances et durées des âges géologiques

4. le hasard au centre de la Vie

5. la querelle sur l'âge de la Terre

6. la dérive des continents ou tectonique des plaques

7. l'Evolution est-elle irréversible ?

 

 

 

 

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Mise à jour : 4 mars 2023

     Depuis qu’ils ont une conscience, rien n’a plus préoccupé les Hommes que l’explication du début de la Vie sur notre planète et donc la révélation de leur propre origine. Les religions ont cherché des réponses, variables selon les latitudes, mais il s’agissait alors plus d’un acte de foi que d’une approche scientifique rationnelle. La science a également longtemps hésité et s’il lui est encore impossible de trancher de façon définitive, elle a permis de tracer quelques pistes : voyons cela de plus près.

Des interrogations historiques

     L’explication de l’origine de la vie sur Terre occupe les esprits depuis toujours, en tout cas depuis plus de 2500 ans. Au début et en l’absence de toute étude scientifique crédible, hors de portée des savants de l’époque, la majorité des philosophes de l’antiquité proposèrent la notion de « génération spontanée » : Aristote, par exemple, imaginait que les êtres vivants, notamment les espèces dites « inférieures », sont la résultante d’une coagulation de terre et d’eau sous l’influence de la chaleur, celle du soleil notamment. Il pensait que « des forces » en sont responsables mais sans en expliquer ni l’origine, ni la nature. Cette notion de force sera secondairement reprise, notamment en Occident, par l’Eglise qui y verra un « élan vital », c'est-à-dire un principe d’inspiration divine qui, seul, peut transformer de la matière inanimée en êtres vivants. Durant des siècles on en restera là et il faudra attendre les travaux de Pasteur pour réfuter définitivement cette notion d’une création à partir de rien.

  
      Il faut dire que, quelques années auparavant, Darwin avait jeté un véritable pavé dans la mare avec sa théorie de l’évolution qui stipulait que tous les êtres vivants proviennent d’un ancêtre unique et ce grâce à la sélection naturelle, une théorie clairement mécaniciste guidée par la nécessité et, en fin de compte, par le hasard. Dès lors, les premières idées cohérentes sur l’origine de la Vie purent commencer à voir le jour.

  
     L’anglais John Haldane (1892-1964), ayant remarqué qu’un mélange d’eau, de gaz carbonique et d’ammoniac placé dans un milieu riche en rayons ultraviolets produit de la matière organique, propose alors une « soupe primitive prébiotique ». Pour lui, les radiations ultraviolettes provenant du Soleil (ou de décharges électriques des volcans ou de la foudre) cassent les molécules simples de l’atmosphère primitive et permettent ainsi la libération de radicaux qui se combinent rapidement pour former des molécules plus complexes et plus lourdes.

  
     Le russe Alexandre Oparine (1894-1980) lui emboîte le pas quelques années plus tard en expliquant que l’agrégation de molécules en molécules de plus en plus complexes finit par aboutir à une structure susceptible de se fermer par une membrane devenant ainsi une espèce de cellule primitive. En somme, on a affaire à une complexification progressive, la sélection naturelle se chargeant de conserver les structures les plus stables.

  
    Il faudra néanmoins attendre 1953 - et sa fameuse expérience - pour que l’américain Stanley Miller permette une avancée conceptuelle véritable.

 
L’expérience de Stanley Miller

  
     Dans les années 50, Stanley Miller (1930-2007) est un jeune étudiant qui prépare sa thèse de doctorat. Le scientifique s’intéresse à l’origine de la Vie sur Terre et aux conditions dont on supposait qu’elles prévalaient sur notre planète à son tout début. Il cherche donc à recréer ces conditions en construisant un dispositif comprenant deux grands ballons réunis par des tubulures de verre. Dans le premier, il met de l’eau chauffée sensée représentée l’océan primitif et dans le second un mélange de vapeur d’eau et de gaz parcouru par des décharges électriques (l’atmosphère primitive).

     Surprise : après environ une semaine, 2% du carbone du premier ballon ont été transformés en acides aminés qui, on le sait, sont les constituants indispensables à la matière vivante… Troublant ! D’autant que, cette même année 1953, Watson et Crick décrivent la structure en double hélice de l’ADN qui permet de comprendre enfin la transmission de l’information génétique. L’expérience de Miller est évidemment répétée par de nombreux scientifiques et l’un d’entre eux, en 1961, aboutit à la synthèse d’adénine, une des quatre bases constituant l’ADN !

  
     On ne peut évidemment s’empêcher de repenser à la théorie de Darwin pour qui le point de départ aurait pu être « un marais d’eau chaude contenant des sels d’ammoniac et de phosphore ayant conduit à la formation des premières molécules organiques grâce à l’action conjuguée de chaleur et d’électricité ». Si l’on ajoute à cela que c’est à peu près à cette époque qu’on commence à décrire des roches très anciennes ayant une origine biologique, les stromatolithes, on comprend qu’on puisse tenter d’imaginer sérieusement le cheminement de la Vie.

Les différentes étapes

     La Terre, comme l’ensemble du système solaire, s’est formée il y a environ 4,5 milliards d’années mais, au tout début, elle était impropre à l’apparition de la Vie : nous sommes encore dans un système instable avec des agrégations de roches (ayant conduit à la formation des planètes) et donc la présence de beaucoup d’objets errants. Notre planète est alors bombardée sans discontinuer par une foule de météorites plus ou moins grosses et le siège d’une importante activité sismique et volcanique : il faudra attendre 500 millions d’années pour que la situation se stabilise. Nous savons par ailleurs (les fameux stromatolithes déjà évoqués) qu’une vie rudimentaire était déjà présente vers – 3,5 milliards d’années. On peut donc en déduire que c’est un peu avant cette période que la Vie est apparue, finalement assez tôt dans l’histoire de notre globe.

 
          • La Terre d’origine, vers – 4 milliards d’années

     Les précipitations de météorites se sont raréfiées et les volcans quelque peu calmés. L’atmosphère de cette époque est composée principalement de méthane, donc irrespirable, mais elle est riche en eau et en hydrogène. La température de surface a diminué et le jeune Soleil brille moins qu’aujourd’hui, ses rayons étant filtrés par une atmosphère lourde et pesante. Toutefois, un élément fondamental est présent, le carbone, dont les quatre liaisons atomiques en font un candidat irremplaçable pour la formation de molécules susceptibles de donner des êtres vivants. Les océans sont par ailleurs un endroit idéal pour la solubilisation des molécules et l’apparition des premières briques chimiques du vivant, les acides aminés (voir plus haut l’expérience de Miller).

 
          • Les acides aminés

     Ce sont eux qui sont le fondement de toutes les protéines existant sur notre planète. Associés à certaines molécules comme des acides gras (qui ont la particularité de former des gouttes, puis des vésicules), ils peuvent conduire tout naturellement à la formation de véritables protocellules (cellules primitives) sous certaines conditions de chaleur et de pression, peut-être à proximité de ces fameux « fumeurs noirs » encore présents au fond de nos océans et dont on sait qu’ils favorisent grandement la synthèse biochimique. Mais exister une fois ne suffit pas : pour survivre, un être vivant doit se dupliquer en transmettant à ses descendants les informations – son adaptation au milieu – qui lui ont permis d’exister. Il faut donc qu’apparaisse aussi une certaine forme de codage.

 
          • Apparition de la duplication : le monde de l’ARN

     La majorité des scientifiques d’aujourd’hui pensent que le codage primitif des premières protocellules est passé par l’ARN, plus simple que l’ADN (qui compose le code génétique du vivant actuel). Plus simple - et pouvant donc permettre les premiers échanges codés entre les structures qui deviendront de vraies cellules - mais également moins stable car il ne comprend qu’un seul filament, forcément fragile. Atout toutefois primordial : ce filament peut se répliquer par simple contact. A l’inverse, ce n’est pas le cas de l’ADN, composé de deux filaments collés l’un à l’autre (la double hélice), qui est infiniment plus stable mais incapable de se répliquer seul puisqu’il faut « l’ouvrir, le lire et copier l’information génétique ». L’association des deux types d’acides nucléiques conduit à ce que l’on sait de nos jours de la transmission génétique : le « code du vivant » est stocké dans l’ADN qui varie très peu et est lu par des ARN (« messagers », « de transfert », etc.) qui permettent la transformation de l’information en molécules très précises, toujours les mêmes.

 
          • Le monde de l’ADN et l’arbre de l’évolution

     Du fait de cette association ADN/ARN, une information génétique invariable (moins les inévitables « mutations », voir le sujet les mécanismes de l'évolution) peut se transmettre et permettre l’organisation d’un être vivant qui sait se reproduire. Ensuite, l’Evolution n’a plus qu’à se faire – avec le temps, beaucoup de temps – vers une complexification progressive, le tout sous l’emprise de la sélection naturelle, un mécanisme automatique… On peut résumer cette avancée de la façon suivante :

 
* entre – 4 et – 3 milliards d’années : apparition des cellules procaryotes (c'est-à-dire sans noyau) où l’information génétique encore rudimentaire est emmagasinée dans une simple enveloppe lipidique qui contient les enzymes nécessaires au fonctionnement cellulaire ;

 
* entre – 3 et – 1,5 milliards d’années : apparition des cellules eucaryotes qui comprennent non seulement une enveloppe externe séparant la cellule de son milieu mais également une deuxième enveloppe, interne et constituant le noyau, qui protège l’information génétique du cytoplasme où se font les réactions cellulaires ;

 
 * entre – 2 et – 1 milliard d’années : certaines cellules accueillent des organites, c'est-à-dire de petites structures spécialisées (comme les mitochondries) dont on pense aujourd’hui qu’elles sont issues d’une association (une symbiose) entre les cellules eucaryotes et des bactéries archaïques ;

 
* vers – 1 milliard d’années : des cellules, toutes semblables, s’organisent pour former des structures plus grandes et plus complexes sous forme de filaments organiques ;

 
* vers – 500 millions d’années : apparition des tissus qui, peu à peu, comprennent des cellules de plus en plus spécialisées. On aboutit alors à la formation d’organismes pluricellulaires. La suite est connue… Précisons quand même que, si la vie est apparue relativement tôt dans l'histoire de la Terre, il aura fallu attendre plus de 3 milliards d'années pour voir exploser la biodiversité !

 
Le point de départ

 
     • L’atmosphère

     J’ai déjà longuement évoqué l’expérience de Miller qui orientait l’apparition de la Vie vers un point de départ atmosphérique. Malheureusement, on sait à présent que l’atmosphère primitive n’était probablement pas celle que le scientifique avait retenue : l’atmosphère primitive était plus composée de dioxyde de carbone et d’azote que de méthane et d’ammoniac. Or le mélange azote/dioxyde de carbone est moins propice à la formation des acides aminés. Pour compenser cette relative limitation, il faut ajouter la présence d’une assez grande quantité d’hydrogène ce qui est finalement loin d’être impossible : comme on le verra, ce dernier aurait pu se former autour des sources hydrothermales. Une autre objection souvent avancée est la durée : pour que ces mécanismes s’enclenchent, il est nécessaire que cette atmosphère un peu particulière reste stable sur une plutôt longue période. Combien de temps ? Cela reste encore à déterminer. Quoi qu’il en soit, l’apparition de la Vie sur Terre à partir d’une atmosphère plus ou moins enrichie en hydrogène et parcourue de décharges électriques est assez bien acceptée par les scientifiques actuels. Ce mécanisme n’est bien sûr pas le seul retenu.

  
     • Les océans

     Dans un sujet précédent (voir sujet vie extraterrestre - 2), j’évoquais une des conditions semble-t-il indispensable à l’émergence du vivant : l’eau liquide. Dès lors, comment ne pas penser aux océans, présents très tôt sur notre planète ? A vrai dire, jusque dans les années 70, on voyait assez mal comment ceux-ci auraient pu intervenir (un échange de surface ?) mais, à cette époque, pour la première fois, sont décrites les sources hydrothermales profondes, les « fumeurs noirs ». Riches en ressources minérales, ces fumeurs sont également une importante source d’énergie provenant des entrailles de la Terre et on peut imaginer assez facilement que ce soit dans leur environnement qu’apparurent les premiers acides aminés : certains scientifiques en sont convaincus.

  
     • Les solutions alternatives

     * la panspermie : formulée au début du 20ème siècle, cette hypothèse envisage l’apport de molécules organiques venues d’ailleurs que de la Terre, au moyen de certaines météorites qui, ainsi, pourraient faire transiter ces premières briques du vivant d’une planète à l’autre. Voire, pourquoi pas ?, de bien plus loin, d’au-delà du système solaire, en une sorte de gigantesque « pollinisation » de la Vie dans l’espace interstellaire… Tombée en désuétude depuis les années 1950 (Miller, toujours lui !), elle possède encore certains partisans mais notons au passage que la théorie ne fait que repousser le problème : il faut bien qu’il y ait eu quelque part un début…

 
     * les autres planètes : on sait que certaines météorites retrouvées sur le sol de notre planète sont d’origine extra-terrestre : quelques unes d’entre elles proviennent de la Lune mais il s’agit là de notre proche banlieue et d’un astre certainement stérile. En revanche, les météorites d’origine martienne témoignent de relations certaines entre les deux planètes : dès lors, pourquoi ne pas imaginer que… C’est tout l’enjeu de l’exploration de Mars, actuellement en cours, mais qui, jusqu’à présent, ne nous a pas révélé grand-chose et, de toute façon, là aussi on repousse le problème.

 
     Il existe dans le reste du système solaire des planètes – notamment certains satellites des géantes gazeuses – qui ont été proposées. Encelade, par exemple, un satellite de Saturne, sur lequel les scientifiques ont cru déceler des geysers d’eau liquide et quelques composés organiques, ou Titan, une autre lune de Saturne. Ailleurs, c’est Europe, satellite de Jupiter, qui est appelé à la rescousse car on soupçonne que cette planète recèle peut-être un océan d’eau salée… mais recouvert d’une couche de glace de 100 km d’épaisseur ! Bref, on cherche.

  

     Au bout du compte, quand on souhaite comprendre l’origine de la Vie, on s'aperçoit que la science actuelle suit des pistes sérieuses. Il est probable que l’apparition des premières cellules, puis leur réplication, a dû se faire – à certaines possibles nuances près – comme cela vient d’être sommairement décrit dans ce sujet. Il paraît par contre plus malaisé de savoir avec certitude si cette première manifestation de la Vie s’est effectivement faite sur Terre et si oui, dans quel milieu plus spécifique. Peut-être, d’ailleurs, cette certitude nous échappera-t-elle toujours mais une chose semble certaine à mes yeux : compte-tenu du nombre incroyable de planètes existant dans l’Univers (il y en a des milliards de milliards, dans notre Galaxie et ailleurs), il semble évident à tout homme de bonne foi comprenant les statistiques les plus élémentaires que cette « émergence » du vivant que l’on commence à peine à comprendre s’est forcément déjà produite ailleurs. Et se produira encore. C’est la raison qui le veut.
 

 Images

 
1. la création d’Adam, Michel Ange, chapelle Sixtine (sources : : www.svt.ac-versailles.fr/)
2. Louis Pasteur (sources : fr.wikivisual.com)
3. expérience de Stanley Miller (sources : : planete-terre.tripod.com/)
4. la double hélice d'ADN (sources : www.ogm.gouv.qc.ca)

5. un "fumeur noir" (sources : www.ifremer.fr)

6. ciel lointain (sources : irfu.cea.fr)

     Lorsqu’on se penche sur la reproduction sexuée des animaux (et donc de l’Homme), il semble qu’on soit confronté à un paradoxe dès lors que l’on veut intégrer celle-ci dans le grand mécanisme de l’évolution. Voyons cela de plus près.

 
     Pour faire simple disons que la théorie de l’évolution explique la survie des espèces par la sélection naturelle. Cela veut dire que, parmi tous les animaux faisant partie d’un écosystème, seuls les plus aptes seront sélectionnés et donc susceptibles d’avoir la descendance la plus nombreuse. En effet, puisqu’il apparaît de temps à autre des modifications chez certains individus (par exemple par mutation génétique), s’il s’avère qu’une de ces modifications est favorable à l’espèce, qu’elle apporte un plus, l’individu qui en est porteur sera sélectionné, sa descendance se développant au point de supplanter les autres individus moins performants. Cette sélection strictement naturelle explique l’évolution des espèces durant les âges géologiques (qui sont très longs) et, à terme, la disparition de certaines espèces moins bien adaptées, par exemple à l’occasion d’une modification sensible du milieu.

 
     Or la reproduction sexuée, dans une très grande majorité des cas, a entre autres recours à une parade nuptiale précédant l’accouplement (la formation des couples dans le but de procréer est appelé pariade); il s’agit là d’un comportement qui, dans le but d’attirer l’attention de la femelle (rarement l’inverse), met le mâle en grand danger puisqu’il devient également susceptible d’attirer l’attention des prédateurs de l’espèce… Dès lors, ne pourrait-on pas penser que cette attitude inhabituelle, d’autant plus visible que le sujet est performant, va à l’encontre de la théorie de l’évolution ? Cette mise en danger n’est-elle pas en définitive contradictoire avec la sélection naturelle ? On va voir que, bien au contraire, la pariade se situe parfaitement dans l’approche darwinienne et qu’elle en est même un des pivots les plus solides.

 
la pariade

     En forgeant sa théorie il y a plus de 150 ans, Darwin s’était longuement interrogé sur la persistance d’un mécanisme qui, à première vue, aurait dû disparaître – car apparemment mal adapté - sous l’influence de la sélection naturelle. Mais, au juste, de quoi s’agit-il ?

 
     Afin de permettre l’accouplement, les mâles (mais c’est le contraire chez les insectes et les arachnides) peuvent se parer d’ornements extraordinairement voyants (des caractères sexuels dits secondaires) tandis qu’ils recourent à un comportement au cours duquel ils paraissent « oublier » leurs habituelles précautions de sécurité. On peut, par exemple, citer l’exemple célèbre du paon qui s’agrémente d’une imposante traîne (il fait alors « la roue ») particulièrement handicapante s’il devait fuir un quelconque prédateur ou bien encore la cigale qui, par son craquètement, révèle à tous son emplacement. Ailleurs, certains oiseaux arborent des couleurs presque criardes (comme également certains poissons), couleurs qui les rendent visibles à de grandes distances. Chez les mammifères, on retrouve cette même caractéristique : les cerfs, par exemple, voient leurs bois se développer de façon parfois presque incapacitante. D’une manière plus générale, il existe presque toujours une différence de taille entre les individus de sexes opposés (les mâles sont souvent plus imposants chez les mammifères) et on parle alors de dimorphisme (l’autre orthographe, « dysmorphisme » étant également acceptée par l’usage bien que, stricto sensu, impropre). Au-delà de cette apparence donnant une impression de « mauvaise adaptation » au milieu, il existe toute une série de comportements instinctuels et de manèges rituels qui font que la période des amours, chez beaucoup d’espèces, rend les sujets très vulnérables. Il faut alors bien convenir que cette apparente inadaptation, si elle a perduré au fil du temps, doit apporter quelque chose aux espèces qui en sont dotées, c'est-à-dire la grande majorité.

 

la sélection sexuelle

 
     Il s’agit en réalité d’une forme très particulière de la sélection naturelle qui n’existe, évidemment, qu’à la condition que les deux sexes de l’espèce soient parfaitement distincts. A la différence de la sélection naturelle, plus générale, la sélection sexuelle ne met pas en jeu la survie de l’individu puisque, même en cas d’échec, ce dernier aura le plus souvent les moyens de survivre. Le but en est la sélection par les femelles (ou l’inverse chez certains insectes) du mâle le plus performant, c'est-à-dire celui capable d’avoir le plus grand nombre de descendants les plus résistants possibles : cette notion de « pression évolutive » par les femelles a d’ailleurs eu bien du mal à être acceptée et ce n’est que depuis les années 1970 qu’elle n’est plus réellement discutée.

 
     On décrit deux mécanismes distincts de sélection sexuelle : la compétition entre les mâles pour que le plus fort soit choisi pour la reproduction (c’est la sélection intrasexuelle) et la sélection par les femelles des mâles avec lesquels elles choisissent de copuler (c’est la sélection intersexuelle) ; la première explique les combats entre les cerfs ou les lions mâles tandis que la deuxième correspond à la queue du paon ou aux attributs dits « virils » des primates supérieurs (il s’agit évidemment d’exemples pris parmi des milliers d’autres).

 
     Pour bien saisir les raisons de ces mécanismes, il faut comprendre que la transmission de ses gènes pour un individu est encore plus importante que sa propre survie. Nous autres humains sommes volontiers individualistes et nous avons du mal à percevoir que dans la Nature (voir sujet : indifférence de la nature) l’individu ne compte pas (ou si peu) et que c’est la survie et la transformation de l’espèce à laquelle il appartient qui importe : la pérennisation de l’espèce passe avant tout par les gènes et non par les individus qui n’en sont, en quelque sorte, que les dépositaires provisoires. On saisit alors mieux pourquoi ce sont les sujets les plus jeunes, les plus vigoureux – j’oserais dire les mieux adaptés – qui ont le plus de chance de transmettre leur patrimoine génétique.

 
     Voilà la raison pour laquelle le dimorphisme ou les parades prénuptiales ritualisées sont d’une importance capitale pour la majorité des animaux, même au risque que les intervenants soient mis en péril : souvent, d’ailleurs, certains prédateurs profitent de cette période si spéciale qui précède l’accouplement de leurs victimes pour frapper plus aisément. Cela n’a, au fond, guère d’importance pour la sélection naturelle puisque les quelques individus perdus sont largement compensés par la sélection et la transmission de gènes (et donc d’une descendance) plus performants. Au-delà de la description brute des faits, il subsiste néanmoins une question : quel peut bien être le support – le support biologique – d’une telle adaptation ? Ou, dit autrement, existe-t-il un dispositif biologique ayant permis à l’évolution de se diriger dans cette direction si particulière ?

 

l'apport d’une mouche

     Comme souvent en biologie de l’évolution, ce n’est pas l’étude de la faune animale dans son habitat naturel qui a apporté une réponse mais l’étude d’un petit animal de laboratoire, déjà célèbre pour avoir permis des avancées décisives en génétique : la mouche drosophila melanogaster, plus connue sous le nom de « mouche à vinaigre ». Cet insecte est depuis toujours particulièrement étudié par les biologistes car il allie le double avantage d’être facile à élever en laboratoire et de se reproduire très rapidement au point que, en quelques semaines, il est possible d’en obtenir des générations entières.

 
     Comme l’indique son nom, la drosophile possède un ventre noir ou, pour être plus précis, les mâles de cette espèce possèdent cette caractéristique de pigmentation sur les deux derniers segments de leurs abdomens. Evidemment, ce n’est pas aussi spectaculaire que la roue du paon mais, là aussi, il s’agit indéniablement d’un caractère sexuel secondaire. D’ailleurs, les femelles drosophiles ne s’y trompent pas…

 
     Depuis longtemps, on sait que cette pigmentation résulte d’un gène, appelé gène « bric-à-brac », dont l’activation supprime la coloration abdominale noire. On peut présenter cela autrement : ce gène est actif partout sur la femelle et partiellement sur le mâle (uniquement sur la partie antérieure de son abdomen). Alors, me direz-vous, pourquoi cette différence ? C’est là qu’une découverte récente présente un intérêt fondamental : on a pu mettre en évidence l’action d’un facteur de transcription (voir glossaire), appelé « doublesex », agissant sur le gène bric-à-brac. Ce facteur doublesex est une protéine qui active normalement le gène sauf dans la partie postérieure de l’abdomen du mâle car il diffère de celui de la femelle par quelques minuscules acides aminés… Ce sont donc de toutes petites variations dans la régulation des gènes qui explique les différences morphologiques parfois conséquentes entre les sexes. Mieux encore : on a pu se rendre compte que chez les ancêtres de la drosophile, l’abdomen n’était pas coloré ce qui laisse supposer que, avec le temps, ce caractère a été sélectionné par l’évolution et notamment la sélection sexuelle. Un individu drosophile a, un jour, au cours d’une très légère mutation, présenté le caractère « ventre noir » et ce caractère ayant attiré l’attention des femelles, ce mâle porteur de la différence a pu multiplier sa descendance jusqu’à éclipser les non-porteurs.

 
l’évolution, encore et toujours

     La Nature n’invente que rarement du neuf car, pour des raisons évidentes d’économie, il est plus facile de « faire avec du vieux ». C’est la raison pour laquelle elle a souvent recours à des « bricolages ». Ainsi, des variations parfois infimes apparaissent, variations le plus souvent en rapport avec des mutations qui, selon le milieu qui lui aussi se transforme, seront ou non retenues dans la grande machinerie de l’évolution. Bien sûr, cela ne se fait pas en un an, ni en mille, mais au long de dizaines de milliers de siècles : n’oublions jamais que au moins trois milliards et demi d’années nous séparent du début de l’émergence de la Vie sur Terre. Cela en fait des générations d’êtres et d’espèces aujourd’hui disparus ! L’Homme est un animal récent si l’on juge à l’aune de ces chiffres. C’est encore plus récemment qu’il a commencé à transformer le monde dans lequel il vit. D’une certaine manière, il est admirable que les civilisations humaines puissent se développer aussi vite mais il existe un écueil : le monde biologique se transforme beaucoup, beaucoup plus lentement. Il ne faudrait pas que ce qui fait la force immense de nos civilisations les conduisent prématurément à leur perte.
 

Glossaire

Facteur de transcription : dans la cellule, ce sont des protéines qui agissent sur l’expression des gènes. Elles peuvent se lier à l’ADN pour y déclencher cette expression ; elles peuvent aussi se lier à d’autres facteurs de transcription et réguler ainsi l’expression des gènes. Certains facteurs de transcription entrent en action après s’être eux-mêmes liés à des substances provenant de l’extérieur de la cellule (des hormones, par exemple). Leurs interactions complexes sont un aspect essentiel de la vie cellulaire. (Sources : Science & Vie, décembre 2008, n°1095, 107).
 

Images
1. combat de cerfs (sources : francois.ribeaudeau.org)
2. paon faisant la roue (sources : fond-ecran-image.com)
3. parade nuptiale de grèbes hubbés (sources : synellkox.spaces.live.com)
4. drosophila melanogaster (sources : pagesperso-orange.fr)
5. tête de drosophile (sources : membres.lycos.fr/doublemouche)

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

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

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

organisation sociale des différentes espèces d’animaux

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

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

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

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

 
les insectes sociaux

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

 
          • Les abeilles

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

 

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

 

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

 

 

 

 
          • Les fourmis

 

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

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

 

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

 

 

 

 

 
comportements dits altruistes de certains animaux

 

 

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

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

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

 

 

 
          • La sélection de parentèle

 

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

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

 

 

 
          • L’altruisme est-il désintéressé ?

 

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

 

 

 
        • Les comportements altruistes existent dans toutes les espèces

 

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

 

 

 

l'altruisme, terme ambigu

 

 

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

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

 

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

 

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

 

 

 

 

Nota : la danse des abeilles

 

      Karl von Frisch qui fut avec Konrad Lorenz un des fondateurs de l’éthologie moderne rapporte qu’il fut un jour intrigué par le manège étrange d’une abeille : après avoir repéré un peu d’eau sucrée, cette abeille (que Frisch avait préalablement marquée) retourna à sa ruche pour y effectuer une « danse en rond » qui attira immédiatement l’attention d’autres abeilles. Toutes s’envolèrent alors vers la source d’eau sucrée… On sait à présent que cette danse en rond se rapporte à des cibles situées relativement près de la ruche (une trentaine de mètres) mais que pour des distances plus importantes, il existe un autre type de communication codée appelée « danse frétillante ». Ce moyen de communication inné permet aux abeilles d’indiquer à leurs congénères non seulement la distance mais aussi la direction de l’endroit à explorer. Il s’agit d’un mode de transmission de l’information très rare chez les animaux et il est vraisemblable que, apportant un avantage évolutif certain, il a alors été retenu par la Nature. Cette découverte et les travaux s’y rapportant valurent en 1973 le prix Nobel de physiologie à Von Frisch.

(voir également le sujet : comportements animaux et évolution )

 

Nota complémentaire

     La capacité à communiquer est intéressante d’un point de vue évolutif, mais ne trahit pas nécessairement une intelligence très développée. En effet, elle peut être stéréotypée et innée. Cependant, en 2008, Song-Kun Su, de l’université de Zhejiang, en Chine, et ses collègues ont montré que les abeilles manifestent d’impressionnantes capacités d’apprentissage et d’adaptation, qui supposent une grande plasticité cérébrale. Pour ce faire, ils ont placé des abeilles européennes parmi des consœurs asiatiques, dont la danse est calibrée différemment (la correspondance entre l’éloignement et la fréquence de vibration de l’abdomen n’est pas identique). En peu de temps, les nouvelles venues ont appris à « parler » la danse locale

 (Revue Pour la science, Hors-Série 126, p. 42, janvier 2025)

 

 

 

Glossaire

 

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

 

 

 

Images

 

1. fourmi soldat (sources : myrmecos.net)

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

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

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

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

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

 

 

 

 

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

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

 

 

 

 

Sujets connexes sur le blog :

 

 1. indifférence de la Nature

 2. les mécanismes de l'Evolution

 3. reproduction sexuée et sélection naturelle

 4. le rythme de l'évolution des espèces

 5. comportements animaux et Evolution

 6. le mimétisme, une stratégie d'adaptation

 7. superprédateurs et chaîne alimentaire

 8. parasitisme et Evolution

  9. l'intelligence animale collective

 

 

 

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Mise à jour : 22 janvier 2025

Pour le trentième article du blog, il me paraît judicieux de revenir sur les commentaires les plus intéressants parus au fil des jours.  Au delà de la simple information, quelquefois passé inaperçue,  ils pourront peut-être permettre d'approfondir certaines idées... Aujourd'hui : la théorie de l’évolution.
Bonne lecture.


 

Charles Darwin

Article : évolution et créationnisme

 

Sujet : science et religion

4 septembre 2007 (par Didier R.)

     Je prends toujours un grand plaisir à te lire et à suivre ainsi le cours de tes idées. Cependant, je ne comprends pas bien pourquoi tu reprends ce vieux procès qui consiste à opposer religion et Science… Dans la bibliothèque de Platon, il y avait un rayon des ouvrages de "physique", en gros les sciences naturelles, et au dessus le rayon de ouvrages traitant de morale, de religion, de convictions diverses et en raison de son emplacement par rapport au premier on l'appelait la " méta, au dessus-donc, physique ".  Rien à voir l'un avec l'autre ; c'était il y a deux mille cinq cent ans…
     Je ne sais pas quelle est la part du hasard dans la marche de l'univers, pas plus que son origine ou sa fin, pas davantage le sens du temps, encore moins l'explication de notre existence, qui jusqu'à présent est la chose la plus compliquée qui soit… le cerveau humain… quand même…
     Il n'est pas dans mon propos de contester l'évolution mais enfin, comme beaucoup et toi aussi je suppose, on ne peut laisser la pensée s'arrêter à des certitudes au risque de la stériliser.
     Je ne sais pas si tu as lu cette polémique à propos du sphénoïde… Un chercheur français a cru pouvoir démontrer que les deux torsions qui caractérisent cet os sont issues d'un programme génétique bien antérieur à l'apparition de l'homme, ce qui pourrait signifier que la torsion aurait été prévue avant qu'elle ne se produise et que par conséquent le développement de l'encéphale eut été ainsi rendu possible… énorme polémique scientifique… les créationnistes avaient encore frappé ! Autre histoire, le flagelle… il parait que sa constitution et sa mécanique serait un défi aux lois de l'évolution....
     Un peu de science éloigne de Dieu, un peu plus y ramène, disait l'autre, c'est à dire je ne sais plus qui… Enfin, je citerai encore ce mot qui pour ma part, me convient infiniment dans son ambiguïté : " l'exact n'est pas le vrai…"… Pas très scientifique sans doute, ce bon Victor Hugo....

 

Réponse (par cepheides)

     Loin de moi l'idée de vouloir rouvrir un débat opposant science et religion ! Comme tu as pu le constater, les sujets du blog évoquant la religion sont rares et concernent toujours, non la Religion, mais certains de ses thuriféraires, c'est à dire ses fanatiques ou, pour parler plus moderne, ses intégristes. Je pense tout particulièrement à certains créationnistes extrémistes comme les évangélistes américains (mais il existe de tels individus dans toute religion). Pourquoi eux ? Parce qu'ils rejettent toutes les preuves, expériences, théories et hypothèses scientifiques qui ne cadrent pas avec leur approche absolutiste (Comment peut-on prétendre raisonnablement aujourd'hui que la Terre a 5 000 ans ou que "Adam et Ève furent les premiers humains" ?). Cela ne me gênerait pas outre mesure s'ils ne faisaient pression sur les autorités responsables pour invalider ou neutraliser la recherche scientifique (voir, par exemple, les efforts développés par les tenants du "dessein intelligent"). Il s'agit là pour moi d'un déni de réalité qu'il faut combattre parce que, oui, cette approche partisane est bel et bien de la censure. Heureusement, il existe d'autres croyants (ne les appelons-pas créationnistes même s'ils le sont car le terme est trop dévalué) qui, tel le Pape Jean-Paul II ont su comprendre que, par exemple, la théorie de l'Evolution était la seule explication un peu construite pour expliquer le monde dans lequel nous vivons.

     Tu me dis par ailleurs qu'il ne faut pas se laisser aller à des certitudes sous peine de stériliser la pensée scientifique : tout au long de ce blog, j'ai cherché, en effet, à expliquer que la science avançait par tâtonnements et par hypothèses momentanément acceptés tant qu'il n'a pas été découvert quelque chose de plus convaincant, qu'il ne fallait jamais se contenter de ce que l'on croyait sur le moment puisque le moment d'après pouvait tout invalider et que, au bout du compte, la grandeur de la Science était précisément de savoir se remettre constamment en cause, même sur des sujets considérés comme acquis. Il n'en reste pas moins qu'il existe quelques vérités scientifiques, comme le fait que la Terre tourne autour du Soleil et que ce dernier appartient à une galaxie bien précise : le contester - quel qu'en soit le motif - me semble être un retour en arrière et, surtout, une menace pour l'avenir.
     Concernant le point plus précis que tu soulèves sur le sphénoïde, il me semble que cela rappelle tout à fait la critique faite à Darwin sur l'origine de l'œil (Comment l'œil a-t-il pu s'élaborer progressivement au fil des âges géologiques si l'on n'a pas AU DEPART prévu sa fonction qui est de voir ? Darwin en son temps y a répondu brillamment et les évolutionnistes aujourd'hui ont pu valider ses affirmations à l'époque encore en partie théoriques). Cela me donne d'ailleurs l'idée de prévoir un sujet sur cette question, plus générale qu'il n'y paraît et qui pourrait s'inscrire dans un sujet de réponses circonstanciées aux délires créationnistes (tu sais, les intégristes de tout à l'heure, pas les croyants en général !). Mais, au delà du réel problème posé par ces gens, ce que je souhaite surtout, c'est qu'on discute de science...

Article : les extinctions de masse

 

Sujet : la sixième extinction

28 août 2007 (par Carême-Prenant)

     Alors, tu penses vraiment que la 6ème grande extinction, c'est pour maintenant ? Mais si c'était le seul moyen pour faire avancer l'humanité, je veux dire, que le progrès passe par la transformation de la planète ? Dans ce cas, tu penses pas que ça serait le prix à payer ? Moi, je me dis que à condition que la Terre reste habitable, il faut bien nourrir et faire prospérer les humains, alors...

 

Réponse (par cepheides)

     Je suis persuadé que la 6ème extinction de masse est en cours bien qu'elle ne ressemble pas aux autres : ici, nul phénomène physique comme une glaciation ou une météorite géante mais l'action néfaste d'un des êtres vivants peuplant la planète... Je veux bien que ce soit en partie inévitable mais il y a des limites qui, à mon sens, sont franchies. Je ne suis, en effet, pas persuadé que les actions entreprises par l'Humanité soient si indispensables. L'effet de serre prévisible par la consommation excessive des ressources fossiles (je pense - mais ce n'est qu'un exemple - aux centrales à charbon chinoises) pourrait être atténué... sauf que la recherche sans limite du profit ne va pas dans le bon sens. On peut, bien sûr, développer les énergies renouvelables (éoliennes mais elles dégradent l'environnement, le solaire, etc.) mais, là aussi, on atteindra assez vite des limites : c'est la raison pour laquelle je suis partisan du nucléaire, non polluant à condition qu'on résolve le problème du stockage des déchets radioactifs, ce qui doit être possible avec un peu de bonne volonté (et d'argent mais il y a urgence, non?). Bien au-delà, la destruction des océans, des nappes phréatiques, des endroits encore sauvages, des forêts primitives, etc. sont un non-sens : il faut réagir mais cela sous-entend de renoncer au profit... Alors, transformer a minima la Terre pour que tout le monde puisse y coexister honorablement, c'est d'accord, mais pas le saccage incontrôlé actuel. Faudra-t-il prendre des mesures d'exception et forcément coercitives ? J'espère que non mais...

Article : l’œil, organe-phare de l’évolution

 

Sujet : durée des âges géologiques

2 novembre 2007 (par Henri L.)

     Bien vue cette évolution naturelle de l'œil ! Et ce serait pareil pour tous les organes, du plus simple au plus compliqué... Cela peut parfois paraître difficile à saisir (la complexité de l'organe) que la solution la plus simple et de penser que "tout était prévu au départ" : erreur ! Des millions et des millions de petites solutions provisoires, certaines retenues comme avantageuses par l'Evolution, se sont succédées au fil de millions d'années pour aboutir à l'organe définitif (ou je devrais dire plutôt "organe achevé" car qui nous dit que c'est définitif puisque, au fond, le milieu peut certainement encore changer...). Ce que l'on n'arrive pas à concevoir, au fond, c'est la longueur du temps : tous ces millions d'années ! Alors que nous n'avons de civilisation que, disons, allez, au plus depuis 7000 ans. D'où cette image qui permet de mieux comprendre : si on compare la durée de la Terre (depuis sa naissance) à la tour Eiffel, eh bien, la Vie serait apparue quelque part entre le 2ème et le 3ème étage tandis que la présence de l'homme ne représenterait que l'épaisseur de la couche de peinture du parapet du 3ème étage. Ca donne à réfléchir, non ?

 

Réponse (par cepheides)

     Henri L., je partage absolument ton point de vue. Notre problème, c'est de concevoir l'immensité que représente les milliards d'années qui nous séparent de la naissance de notre planète. Je pense même que c'est impossible : la raison nous explique mais nos sens ne peuvent comprendre car notre vie est bien trop courte pour cela (c'est d'ailleurs le même problème pour l'espace que, pourtant, on croit voir). Du coup, les détracteurs de la théorie de l'évolution n'arrivent pas à comprendre comment - au fil du temps - des mutations sélectionnées peuvent arriver à produire ces machines si compliquées que sont les êtres vivants : ils en déduisent que "tout s'est fait d'un coup" ! Il suffit seulement de se rappeler que, à l'échelle de l'Humanité (c'est à dire rien en terme de durée), on ne peut pas percevoir... Parfois, je rencontre des gens qui croient que, finalement, les dinosaures, c'était juste avant les hommes (quand ce n'est pas en même temps !). Or, le premier hominidé vraiment préhumain, c'était il n'y a que 500 000 ou 600 000 ans et les derniers grands sauriens, il y a 65 millions d'années... En d'autres termes, la distance qui nous sépare d'eux est approximativement 130 fois plus importante que celle qui nous sépare d'homo erectus et des milliers de fois plus que celle nous séparant du "début" de l'Humanité. Mais ces chiffres veulent-ils dire quelque chose ? Alors, mieux vaut prendre des exemples concrets : le tien est excellent. On compare aussi la Terre à une année. Dans ce cas, la vie apparaît vers juillet (je cite de mémoire et je peux me tromper), les dinosaures disparaissent vers la fin octobre... et l'homme moderne surgit au cours des deux dernières minutes du 31 décembre de cette année-là. Effectivement, ça ne fait pas beaucoup et on comprend mieux pourquoi la sélection naturelle a eu le temps de garder certaines mutations, permettant ainsi la transformation progressive des espèces...

Article : Néandertal et sapiens, une quête de la spiritualité

 

Sujet : deux humanités différentes en même temps

 

9 octobre 2007 (par Henri L.)

     Si je comprends bien ce que vous expliquez, deux espèces d'homme différentes ont atteint à peu près en même temps une conscience spirituelle, c'est à dire une certaine humanité. Si c'est vrai (et je vous crois volontiers) cela signifie également que l'Homme que nous connaissons n'est pas l'élu comme le prétendent les religions. J'avais bien compris que Adam et Ève étaient une métaphore religieuse mais voilà à présent qu'il existe des individus différents de nous qui peuvent également prétendre avoir (ou plutôt avoir eu) une âme; du coup, ça devient compliqué pour les monothéismes, vous ne trouvez pas ?

 

Réponse (par cepheides)

     Il semble effectivement avéré que deux espèces d'homo non interféconds ont existé en même temps il y a quelques dizaines de milliers d'années. Ce qui est intéressant à remarquer est que ces deux espèces avaient atteint à peu près le même développement conceptuel et que si Néandertal avait survécu il aurait probablement suivi une évolution comparable à la nôtre. Alors oui : les religions (à savoir les grandes religions monothéistes) qui affirment que seul Sapiens était l'élu de Dieu ont un problème... Cela dit, pour reprendre votre considération sur "l'âme", je me permets de vous renvoyer à un sujet précédemment traité du blog dans lequel j'expliquais que je croyais assez peu à cette notion ambigüe jamais démontrée autrement que par des professions de foi mais cette opinion n'engage évidemment que moi.

 

Sujets :  a. la fonction crée-t-elle l'organe ?

            b. l’homme descend-il du singe ?

 

3 janvier 2008 (par defdef)

     Énigme sur l'évolution :
     D'après Darwin, la fonction crée l'organe (ou quelque chose comme ça).
     L'homme est apparu en Afrique. Il descend du singe. Le singe est un animal à fourrure. Apparu du côté de l'équateur, l'homme s'est peu à peu déplacé vers le nord, donc en zone de plus en plus froide, jusqu'à arriver en Europe. Or sa fourrure a disparu au lieu de se renforcer comme c'eût été logique. Pourquoi ? Je me pose cette question depuis des années et ne l'ai vu abordée dans aucun livre.

 

réponse (par cépheides)

     Non, justement, "la fonction ne crée pas l'organe". Il s'agit d'une conception de l'évolution attribuée à Lamarck et dont on sait aujourd'hui qu'elle n'est pas exacte. En réalité, les transformations d'un organe se font au hasard, par mutation le plus souvent, et toujours à partir d'un organe (ou d'un groupe de cellules) préexistant, souvent apparu pour d'autres raisons : si la transformation apporte au sujet un "avantage évolutif", il y a de grandes chances pour que la transformation devienne pérenne. J'aurai l'occasion de revenir sur ces mécanismes de l'évolution - qui sont souvent mal compris - dans un prochain sujet.
     Une deuxième erreur commune (qui existait déjà du temps de Darwin) est la croyance que l'homme "descend" du singe. Il n'en est rien : ils ont seulement un ancêtre en commun (on a longtemps cru vers 6-8 millions d'années mais les travaux récents datent plutôt cette séparation de - 13 millions d'années) et ce n'est pas du tout la même chose... Notre ancêtre Cro-Magnon était certainement plus velu que nous et on attribue la perte des attributs poilus de l'homme moderne au fait qu'il a su domestiquer le feu... et, par voie de conséquence, qu'il se soit paré de vêtements.... Au fil des milliers d'années, la disparition des poils a pu, sous certaines conditions, constituer un avantage évolutif.

Article : interlude (vingt fois sur métier…)

 

Sujet : obscurantisme antiscientifique

 

13 février 2008 (par SK18)

     Je suis d'accord avec vous qu'il ne faut pas laisser les obscurantistes jeter le discrédit sur des théories scientifiques éprouvées. La théorie de l'évolution est contestée par les religieux de tous bords parce qu'elle démontre de façon magistrale que cette évolution ne peut se faire qu'au hasard, les éléments évolutifs retenus dépendant exclusivement des conditions génétiques et environnementales du moment. Du coup, comme il n'y a plus de finalité, de "grand dessein" ou de volonté supérieure - appelez-le comme vous voulez - la théorie est forcément fausse puisque ces gens ne peuvent pas ne pas croire en une intelligence supérieure (qui les "sauvera" mais ceci est un autre problème). Lorsque les faits s'opposent à leurs croyances, ce sont les faits qui ont tort. Mais, comme l'a fort bien dit quelqu'un, "les faits sont têtus". J'en veux pour preuve la réhabilitation (partielle mais c'est mieux que rien) de Galilée par l'église catholique. L'intolérance et le refus de la Science si "elle n'est pas conforme" provient de nos jours des islamistes et des néoconservateurs protestants américains : combattons ces idées délétères pour le plus grand bien de tous !

Article : les mécanismes de l’évolution

 

Sujet : fréquence des mutations

 

2 mars 2008 (par adeline01200)

     Ton blog est très intéressant et permet de se poser quelques questions. J'aimerais, par exemple, savoir si on connaît la fréquence - et le rythme - des mutations dans une espèce donnée, comme, disons, la nôtre ? Est-ce perceptible à notre échelle ?

 

Réponse (par cepheides)

     Bien qu'il soit toujours possible de se trouver au moment précis où apparaît une mutation (encore faut-il savoir la reconnaître), leur fréquence est telle que cela reste peu vraisemblable pour l'homme : les Romains avaient exactement la même conformité physique et mentale que nous et, s'il existe des variations par rapport à la manière de se situer dans le monde ambiant, elles sont exclusivement culturelles (au sens large). En revanche, on trouve quelques variations avec les hommes du haut paléolithique ce qui démontre que des mutations peuvent effectivement apparaître mais à un rythme qui ne nous est guère perceptible.
     On peut, par contre, observer des mutations visibles dans d'autres espèces que ce soit, par exemple, en botanique où les boutures et croisements qui perdurent sont de ce type, ou plus près de nous, avec les différentes races de chiens dont certaines sont très récentes puisque datant de moins de deux siècles...

Article : disparition des grands sauriens

 

Sujet : fréquence des chutes de météorites

 

9 février 2008 (par Henri L.)

     Concernant le sujet qui m'intéresse aujourd'hui, je m'étonne de votre remarque en dernière ligne", à savoir que "la prochaine, qui immanquablement aura lieu, inverse le processus." Vous pensez donc qu'il est possible que la chute d'une météorite géante puisse à nouveau se produire aujourd'hui ? Je pensais pour ma part, et comme vous le dîtes dans votre texte, que cela était rarissime...

 

Réponse (par cepheides)

     Il va de soi que la chute d'une météorite susceptible d'avoir une influence majeure sur l'équilibre de la Terre est une éventualité très rare. Il tombe chaque jour plusieurs tonnes de matière interstellaire sur la Terre mais ce sont avant tout de petites météorites de quelques grammes dont on peut voir la chute lorsque, échauffées par notre atmosphère, celles-ci prennent l'aspect d'étoiles filantes : toutefois, des projectiles plus conséquents - comme celui qui s'abattit sur la Sibérie au début du XXème siècle en ravageant plusieurs dizaines de km de forêt - sont plus fréquents qu'il n'y paraît, la plupart s'abimant d'ailleurs dans les océans. Nous raisonnons évidemment ici en termes de temps géologiques et donc peu perceptibles par l'Homme dont la présence réelle est très courte. Il n'empêche que la chute d'un corps céleste d'importance est statistiquement certaine durant les 4 milliards environ d'années qu'il reste à vivre à la Terre (si tout se passe bien). Le problème est qu'il est impossible de savoir quand un tel phénomène peut survenir. D'où la surveillance permanente effectuée par les scientifiques du monde entier...

     Ce qu'il y a d'extraordinaire avec ces nouveaux moteurs d'indexation, c'est qu'ils peuvent scruter votre disque dur et y retrouver des documents que l'on avait totalement oubliés. Récemment, dans l'idée de rédiger un nouveau sujet et cherchant ce que j'avais bien pu écrire sur les mécanismes de l'Evolution, je suis tombé sur un de mes anciens courriers échangé en 1993 avec la revue « Valeurs actuelles ». Je me fais un plaisir de reproduire ces quelques lignes, preuve que le combat mené contre les obscurantistes de tout poil ne date – hélas – pas d'aujourd'hui...

13 novembre 1993

                                              

     C'est d'ailleurs    toute la grandeur de la connaissance scintifique, un des rares domaines où l'objectivité reste totale. Remise en cause permanente des acquis, réexamen constant des résultats, certes. Il n'en reste pas moins que de grandes assurances demeurent parce qu'incontournables et mille fois démontrées : qui se risquerait à nier la gravitation universelle, même reprécisée par la Relativité Générale d'Einstein ? Il est ainsi de grandes certitudes : l'évolutionnisme est l'une d'entre elles au même titre que nous savons maintenant que la Terre n'est pas plate. Le nier est absurde. Seuls les néocréationnistes (essentiellement d'origine américaine) le font pour des raisons religieuses qui n'ont ici rien à voir avec la Science. Je veux croire que tel n'est pas le but avoué de votre lecteur dont l'exemple (la souris et le Boeing) est des plus farfelus (confusion entre la matière inerte et la matière organique, par essence évolutive) et ne tient absolument pas compte de la pression de sélection exercée sur une durée inimaginable pour l'esprit humain, à savoir des centaines de millions d'années.
     En matière scientifique, la discussion est nécessaire et indispensable mais à la condition toutefois de ne pas constamment remettre en question les acquis solides et bien démontrés. Nous n'en sommes plus, que Diable !, au temps où l'on croyait que les étoiles n'étaient que des pierres précieuses accrochées sur une sphère extérieure tournant autour de la Terre ...
    Voilà, Monsieur, les quelques réflexions que m'ont inspiré l'étrange lettre de votre correspondant et je souhaitais vous en faire part.
     Je profite de ce courrier pour vous féliciter de l'excellence de votre publication et vous prie de croire en l'expression de mes sentiments sincères.