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Le blog de cepheides

Le blog de cepheides

articles de vulgarisation en astronomie et sur la théorie de l'Évolution

evolution

Publié le par cepheides
Publié dans : #Évolution, #paléontologie

 

  

        

 

 

 

          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
spéciation allopatrique
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 21ème 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

Chixculub
l'impact de la météorite détruisit les grands sauriens

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

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Publié le par cepheides
Publié dans : #biologie, #Évolution

 

 

        

 

  

 

 

 

     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)

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

 

 

 Brêve : l'ARN peut s'aurorépliquer

 

     Des chercheurs de l'Institut Scripps Research en Californie ont réussi à répliquer de l'ARN sans l'aide de protéines. Ils ont associé deux ARN dont chacun assure la réplication de l'autre. Le système s'autoréplique ainsi indéfiniment à l'identique. Avec parfois des erreurs, sources de mutations et donc de diversité, comme avec l'ADN. Voilà qui renforce l'hypothèse que les prémisses de la vie reposent sur des ARN jouant tous les rôles nécessaires à la vie.

(Science & Vie, 1098, mars 2009)

  

 

 Mots-clés :  Aristote - génération spontanée - Pasteur - Darwin - John Haldane - Alexandre Oparine - Stanley Miller - ADN - double hélice - ARN - stromatolithes - fumeurs noirs - cellule procaryote - cellule eucaryote - mitochondrie - sources hydrothermales - panspermie

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

 

 

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des milliards de galaxies, des milliards de milliards de planètes...

 

 

Mise à jour : 2 mars 2023

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Publié le par cepheides
Publié dans : #Évolution

 

 

 

 

 

 

 

     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)

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

 

 


Mots-clés : évolution, sélection naturelle, sélection sexuelle, reproduction sexuée, pariade, parade sexuelle, caractères sexuels secondaires, dimorphisme, Darwin, gènes, drosophile, drosophila melanogaster, facteur de transcription

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Mise à jour : 25 février 2023

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Publié le par cepheides
Publié dans : #éthologie, #Évolution

 

 

 

                 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 fourmis-rouges.jpgavons 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

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Publié le par cepheides
Publié dans : #paléontologie, #Évolution






     En 1860, à l'Association britannique pour l'Avancement des Sciences, le scientifique Thomas Henry Huxley (par ailleurs grand-père de l’écrivain Aldous Huxley), fervent défenseur de la théorie darwinienne de l’évolution, se vit brutalement apostropher par l’évêque d’Oxford, Samuel Wilberforce : « Est-ce par votre grand-père ou votre grand-mère que vous descendez du singe ? » lui demanda l’ecclésiastique, ce à quoi il répondit : « Je préférerais plutôt descendre du singe que d’un homme cultivé utilisant son éloquence et sa culture au profit du mensonge et de la dérision". Le débat qui faisait rage autour de la publication de Darwin tournait à la foire d’empoigne… La réponse à cette question est pourtant simple : l’homme ne « descend » pas du singe, il est LUI-MEME un singe ! Ou pour être plus exact, il fait partie des grands singes. Ce concept ayant encore aujourd’hui bien du mal à se concevoir pour certains, il n’est pas inutile de revenir sur l’origine de l’Homme et essayer de comprendre quelle est sa filiation.

 
 

 

Quelques définitions sont au préalable les bienvenues

 

 
     L’homme fait partie des primates. Inventé par Linné en 1758 (soit 100 ans avant les travaux de Darwin), le terme contient en lui-même une notion de classification puisqu’il provient du latin primus, « à la première place » d’où une « supériorité » supposée et c’est malheureusement ce terme que l’histoire a conservé. (Reconnaissons toutefois à Linné l’idée d’avoir le premier réintroduit l’homme dans le règne animal…). Les grands singes font donc partie des primates et forment une super famille dite des hominoïdés qui se sépare elle-même en deux lignées :
 
* la première regroupe les hominidés qui comprennent les gorilles, les chimpanzés, les bonobos… et l’homme tandis que les pongidés sont essentiellement représentés par l’orang-outang ;
 
* la deuxième lignée quant à elle ne recouvre que les
hylobatidés représentés par les gibbons.
 
     L’homme est donc un « grand singe » avec néanmoins quelques particularités qui ont fait sa bonne fortune et lui ont permis de régner sur la planète commune. Mais d’où viennent-ils donc ces grands singes ?

 
 
 
Origine des primates
 
 
    On se souvient que, lors de la disparition des dinosaures (voir sujet : la disparition des grands sauriens), il existait déjà des mammifères et que ces derniers, compte-tenu de leur relative faiblesse par rapport aux sauriens géants, se contentaient de vivre dans une ombre propice, probablement la nuit. La disparition de leurs prédateurs reptiliens permettra à ces mammifères de tenter – et réussir – une certaine conquête du monde (C’est du moins la théorie qui paraît avoir aujourd’hui le plus d’adeptes parmi les scientifiques mais elle est encore discutée). On pense que, au sein de cette nouvelle famille d’animaux, les primates se sont différenciés à peu près à l’époque de la disparition des grands sauriens puisque le plus ancien d’entre eux, Altiatlasius, date d’environ 60 millions d’années si l’on en croit son fossile retrouvé en Afrique du nord… qui se résume en réalité à quelques dents. Suffisant néanmoins pour que les paléontologues puissent estimer son poids à un peu plus de cent grammes ce qui correspond assez bien à la théorie que nous évoquions plus haut. Rapidement apparaissent de multiples variétés de primates dont la plupart sont arboricoles, se nourrissant principalement de fruits et de baies sauvages (ce qui leur permet d’ailleurs d’acquérir par avantages évolutifs successifs la vision des couleurs). Les millions d’années suivants voient ces primates se diversifier encore et surtout coloniser de nouveaux territoires, Asie et Europe notamment, jusqu’à ce qu’une glaciation, vers – 34 millions d’années, décime les représentants européens, les asiatiques (et les africains) seuls continuant leur développement.
 
    En fait, la grande époque des mammifères – et donc des primates – se situe il y a environ 15 millions d’années, une époque où le climat commence à se réchauffer. On trouve alors des singes hominoïdes, des cercopithèques, etc., en Afrique, bien sûr, mais également un peu partout ailleurs. C’est probablement à partir de cette date que les grands singes font leur apparition, une de leurs principales caractéristiques étant de ne plus posséder de queue préhensible ce qui traduit la perte de leur statut arboricole exclusif. Le fossile le plus connu de ces temps anciens est
Proconsul, une famille de grands singes dont l’absence de queue déjà signalée (arboricole, il devait se déplacer en marchant sur les branches sans se suspendre comme précédemment), le volume du cerveau (bien supérieur par exemple à celui du gibbon) et la longueur des bras en font les premiers représentants connus des hominoïdés. C’est il y a une dizaine de millions d’années que la séparation entre la lignée qui donnera l’homme et les autres grands singes africains a eu lieu.

 
 
 
 
 

Origine de l'homme

 
 
    Outre les fossiles, le moyen d’établir une relation entre les différentes espèces consiste à agencer ce que l’on appelle un arbre phylogénétique (voir glossaire) grâce à l’anthropologie moléculaire. En effet, cette discipline relativement récente permet la comparaison du matériel génétique des espèces étudiées et détermine ainsi leur plus ou moins grande proximité. Que nous dit-elle ?
Avant tout que les pongidés (orang-outang), les gorillinés (gorille) et les panidés (chimpanzé, bonobo) possèdent tous 48 chromosomes alors que l’homme, comme on sait, n’en possède que 46. Des travaux récents (2006) semblent montrer que cette différence est due à la fusion de deux paires de chromosomes {2p, 2q} de l'ancêtre commun aux humains, aux chimpanzés et aux bonobos en la paire de chromosomes {2} du genre Homo, le genre Pan ayant conservé les deux paires de chromosomes {2p, 2q} de l'ancêtre commun et donc 48 chromosomes. C’est par conséquent à partir de cette séparation d’avec les panidés que la lignée qui conduit à l’homme s’est individualisée, lignée regroupant divers australopithèques (voir glossaire) et le genre Homo. Toutes les espèces ayant constitué ce groupe sont aujourd’hui éteintes à l’exception, notable, de Homo sapiens, l’homme. Rappelons que la dernière espèce d’Homo non sapiens était Homo neandertalensis, l’homme de Néandertal, disparu il y a seulement 30 000 ans (et ayant donc vécu en même temps que Homo sapiens) comme le rappelle un sujet déjà publié (Néandertal et Sapiens, une quête de la spiritualité). Il est dès lors tentant de chercher à découvrir quel put être ce dernier ancêtre commun à tous les Homo.
 
 
 
 
        
Le dernier ancêtre commun
 
 
     Jusqu’à présent, il n’a pas été découvert. De nombreux fossiles ont été proposés au fil des années par les paléontologues mais, au bout du compte, aucun n’a été retenu. En réalité, il n’est pas certain qu’il ait existé un « ancêtre » parfaitement individualisé, l’apparition des différents représentants de la lignée ayant été probablement progressive (voir l’annexe). Essayons quand même de deviner ce qu’il a été (ou aurait pu être) en reprenant les différentes notions que nous possédons sur ces lointains ancêtres.
 
     Ce que l’on sait, c’est que les premiers représentants du groupe ayant conduit à l’homme après la séparation (les paléontologues utilisent volontiers le terme de « bifurcation ») d’avec les panidés possédaient 46 chromosomes, on l’a déjà dit. Pour le reste, il était certainement de petite taille (comme les australopithèques et les Homo qui lui ont succédé), peut-être 1 mètre de hauteur, tandis que son cerveau était relativement peu volumineux (300 à 400 cc) par comparaison avec l’homme moderne mais c’était déjà beaucoup pour l’époque. Il était certainement arboricole mais avec peut-être déjà une pratique partielle de la bipédie. Omnivore, il vivait probablement en communauté avec ses semblables. Il devait en outre être capable d’utiliser certains outils rudimentaires puisque c’est déjà le cas des grands singes comme le gorille ou le chimpanzé ce qui l’a peut-être amené à être capable d’imiter et donc d’apprendre. Plus spéculative est la notion qu’il ait possédé une conscience de lui-même mais, après tout, pourquoi pas ? En revanche, il semble peu vraisemblable qu’il ait disposé d’une réelle dimension culturelle puisque celle-ci n’a été retrouvée bien plus tard que chez Néandertal et Sapiens (mais encore faut-il s’entendre sur ce que l’on appelle culture).
 
     Le dernier ancêtre commun dont je viens de dresser le portrait n’a probablement jamais existé : il s’agit plutôt de l’apparence de certains de nos ancêtres préhumains. Il n’empêche : qu’il ait existé un vrai « ancêtre » dont les caractéristiques étaient suffisamment humaines pour nous être directement relié (ce qui est peu probable) ou que ce soit comme cela est plus vraisemblable toute une armée d’espèces intermédiaires ayant acquis très progressivement les caractères qui sont les nôtres aujourd’hui, la leçon est la même : nous venons de loin, de très loin. Ceux qui nous ont précédé sont nombreux ; ils sont parfois proches de nous, parfois très différents au point que certains de nos contemporains seraient choqués de les rencontrer s’ils existaient encore. Ces êtres ont vécu, souffert, lutté pour que nous soyons là aujourd’hui sans, bien entendu, l’avoir jamais su ou voulu. C’est un héritage dont nous devons avoir conscience.
  
     La lignée des grands singes est en voie d’extinction : les derniers représentants de ces espèces qui dominèrent en partie le monde d’alors risquent de prochainement disparaître définitivement, à l’exception d’Homo sapiens (et encore cela est-il certain ? mais il s’agit là, c’est vrai, d’une autre histoire). Cela devrait nous prémunir contre l’arrogance des dominants d’aujourd’hui et, bien au contraire, nous pousser à une certaine humilité.

 
 
 
 
 


Images

2. arbre phylogénétique des primates (source : laplume.info)
3. néandertal et sapiens (source : cosmosmagazine.com)
4. Lucy, australopithèque afarensis (source : topsfieldschools.org)
 
(Pour lire les légendes des illustrations, passer le pointeur de la souris dessus)

 

Glossaire (sources : wikipedia France)

* arbre phylogénétique : un arbre phylogénétique est un arbre schématique qui montre les relations de parentés entre des entités supposées avoir un ancêtre commun. Chacun des nœuds de l'arbre représente l'ancêtre commun de ses descendants ; le nom qu'il porte est celui du clade (en taxinomie récente, un clade, du grec clados qui signifie « branche », est une partie d'un cladogramme, une branche contenant un ancêtre et tous ses descendants) formé des groupes frères qui lui appartiennent, mais non celui de l'ancêtre qui reste impossible à déterminer. L'arbre peut être enraciné ou pas, selon qu'on est parvenu à identifier l'ancêtre commun à toutes les feuilles.

*
australopithèques : hominidés vivant il y a 4 à 1 millions d'années avant notre ère en Afrique. Ils mesuraient environ 1 m à 1,50 m. Leur cerveau étaient assez modeste 400 à 500 cm3, d'allure trapue, la face massive et prognathe. C’est à un de ces groupes d’australopithèques qu’appartient la fameuse Lucy (australopithèque afarensis) dont on sait donc aujourd’hui qu’elle ne peut pas avoir été un ancêtre direct de l’homme (voir note suivante).

*
Lucy : la découverte de Lucy fut très importante pour l’étude des australopithèques : il s’agit du premier fossile relativement complet qui ait été découvert pour une période aussi ancienne. Lucy compte en effet les fragments de 52 ossements dont une mandibule, des éléments du crâne mais surtout des éléments postcrâniens dont une partie du bassin et du fémur. Ces derniers éléments se sont révélés extrêmement utiles pour reconstituer la locomotion de l’espèce Australopithecus afarensis. Si Lucy était incontestablement apte à la locomotion bipède, comme l’indiquent son port de tête, la courbure de sa colonne vertébrale, la forme de son bassin et de son fémur, elle devait être encore partiellement arboricole : pour preuve, ses membres supérieurs étaient un peu plus longs que ses membres inférieurs, ses phalanges étaient plates et courbées et l’articulation de son genou offrait une grande amplitude de rotation. Sa bipédie n’est donc pas exclusive et sa structure corporelle a été qualifiée de « bilocomotrice » puisqu’elle allie deux types de locomotion : une forme de bipédie et une aptitude au grimper.
    Lucy est probablement un sujet féminin si l’on en juge par sa petite stature et les caractéristiques de son sacrum et de son bassin. Elle devait mesurer entre 1,10 m et 1,20 m, et peser au maximum 25 kg. Elle est morte à environ 20 ans et le fait que ses ossements n’aient pas été dispersés par un charognard indique un enfouissement rapide, peut-être à la suite d’une noyade.
    Répertoriée sous le code AL 288-1 , Lucy a été surnommée ainsi par ses découvreurs (Y. Coppens, D. Johanson et M. Taïeb) car ces derniers écoutaient la chanson des Beatles « Lucy in the Sky with Diamonds » le soir sous la tente, en répertoriant les ossements qu'ils avaient découverts.




Annexe : une transformation progressive jusqu’à l’homme d’aujourd’hui

(les lignes qui suivent sont tirées de l’excellent livre de Lee M. Silver : « Challenging Nature » paru en 2006 chez HarperCollins, New York, USA. L’auteur est professeur de biologie moléculaire à l’université de Princeton. Comme il n’existe pas, à ma connaissance, d'édition française de cet ouvrage, je me suis efforcé de présenter une traduction la plus fidèle possible au texte d’origine, texte que je tiens évidemment à la disposition de toute personne qui en ferait la demande).

« De la même façon qu’il n’existe pas de séparation réelle entre les différentes couleurs composant le spectre lumineux, il n’existe pas de réelle séparation entre l’espèce humaine et ses ancêtres non humains. Il n’y a jamais eu de premier homme ou de première génération d’hommes. Au lieu de cela, selon les propres mots de Darwin, « un nombre incalculable de formes intermédiaires doit avoir existé ». Les scientifiques aujourd’hui ont une vision bien plus précise d’où et quand nos ancêtres simiesques ont vécu. Il y a cinq millions d’années, une simple femelle de grand singe non humain a été la mère commune d’une descendance ayant conduit aux trois espèces encore vivantes de nos jours : les hommes, les chimpanzés et les bonobos. Les enfants de cette mère originelle se sont unis avec d’autres grands singes de leur propre espèce qui ont eu des enfants qui ont eu des enfants et ainsi de suite durant plusieurs centaines de milliers de générations... À aucun moment de cette évolution, les enfants ne sont apparus ou se sont comportés différemment de leurs parents. Pourtant, au départ, il y avait de grands singes non humains et, à la fin de la lignée, des hommes. Les hommes ne sont apparus à aucun moment particulier au cours du temps. Ce sont plutôt les organismes non humains qui ont progressivement évolué par de légères modifications partiellement humaines jusqu’à lentement aboutir à l’espèce que nous appelons Homo sapiens.

    Nous n’avons jamais rencontré d’êtres partiellement humains parce que, au cours des trois derniers millions d’années, nos ancêtres ont éliminé, directement ou non, tous les autres êtres partiellement humains qui ne leur ressemblaient pas réellement. Des douzaines d’espèces partiellement humaines ont erré dans les différentes parties de l’Europe, de l’Asie et de l’Afrique à des moments différents. Aussi récemment qu’il y a 30 000 ans, dans les forêts européennes, des membres de notre propre espèce sont entrés en compétition pour la nourriture et le gite avec Homo neandertalensis (plus familièrement appelé homme de Néandertal). Et il y a tout juste 18 000 ans des descendants d’Homo erectus vivaient encore sur l’île indonésienne de Florès. Nos ancêtres sont presque certainement responsables de l’extinction de ces deux espèces, comme, de la même manière, de celle des espèces partiellement humaines antérieures, y compris Homo abilis et Homo ergaster. Le résultat c’est que, aujourd’hui, nos parents vivants les plus proches sont les chimpanzés et les bonobos. »

 

 

 

Mots-clés : Linné - altiatlasius - proconsul - anthropologie moléculaire - arbre phylogénétique - australopithèque - Lucy - homo sapiens - homo neandertalensis - chimpanzé - bonobo - homme de Florès

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

 

 

 

Sujets apparentés sur le blog :

 

 

 1. le propre de l'Homme

 2. East Side Story, la trop belle histoire

 3. les humains du paléolithique

 4. la bipédie, condition de l'intelligence ?

 5. l'inné et l'acquis chez l'Homme

 6. Néandertal et Sapiens, une quête de la spirualité

 

 

 

 

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Mise à jour : 25 février 2023

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Publié le par cepheides
Publié dans : #Évolution



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




 


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...




 


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...






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Publié le par cepheides
Publié dans : #Évolution
 
 
 800px-Voyage_of_the_Beagle.jpg
                             le périple de Charles Darwin autour du monde de 1831 à 1836
                                        
 
 
  
     Lorsque, le 27 décembre 1831, il quitta Devonport à bord du navire « le Beagle », Charles Darwin n'avait aucune idée préconçue. Plus encore, comme il l'affirma lui-même, il n'avait aucune notion de ce que ce voyage allait lui apporter. Il aurait pu demeurer toute sa vie un simple Beagle.gifgentilhomme fortuné mais la place de naturaliste de bord qu'on lui avait offerte et qu'il eût le bon sens d'accepter en décida autrement : durant les cinquante-sept mois que dura son périple autour du monde, il accumula un nombre d'observations et d'échantillons incroyable qui, une fois de retour, lui permirent de réfléchir sur l'évolution des espèces et d'enterrer définitivement ce qui était alors la croyance commune, le fixisme. 
 
     Il passa le reste de sa vie à organiser ce qu'il avait observé et donna ses lettres de noblesse à une des plus grandes découvertes de la biologie moderne, le transformisme, c'est à dire l'évolution des espèces au fil des âges géologiques. Conscient de ce que sa découverte allait susciter de réticences et d'oppositions, voire de haine, il différa le plus possible la parution de son livre, « l'origine des espèces » (1859), avant d'en accepter la publication et d'entrer dans l'Histoire. (On trouvera un résumé plus complet de cette aventure extraordinaire dans le sujet dédié : "le voyage du Beagle et ses conséquences").
 
     Depuis cette date mémorable, le darwinisme s'est approfondi, amélioré mais l'essentiel demeure : les deux millions d'espèces différentes (effectivement décrites mais il en existe certainement beaucoup plus) qui peuplent notre globe ont toutes une origine commune et seul le hasard a permis avec le temps l'apparition de leur diversité.
 
 
 

Constatation de l'évolution
 
 
     Lorsqu'on observe la descendance immédiate d'un animal, on est frappé par la
ressemblance existant entre lui et ses parents, et cela au fil des générations. On a donc beaucoup de mal à comprendre qu'il puisse apparaître des variations risquant par la suite de se maintenir et de transformer durablement l'espèce étudiée : l'explication tient au fait que l'observation est toujours faite à l'échelle d'une (ou plusieurs) vies humaines, un période de temps bien trop courte pour noter le moindre changement. Il est pratiquement impossible de s'imaginer ce que représentent les temps dits géologiques, c'est à dire les millions d'années qui nous séparent du début : l'Humanité proprement dite ne possède un recul que de quelques milliers d'années, un battement de cil à l'échelle de la Vie sur Terre.
 
     Il y a, bien sûr, les
fossiles. En étudiant ces squelettes plus ou moins bien exploitables (il est extrêmement rare que les parties molles des animaux disparus soient conservées, voir sujet le schiste de Burgess), on remarque combien les espèces du passé étaient différentes tout en conservant certains liens anatomiques avec les vivantes. Cela ne suffit pourtant pas pour faire la preuve d'un lien de parenté. Après tout, George Cuvier lui-même pensait que ces espèces – qu'il croyait immuables – avaient été créées telles quelles par Dieu avant de subir des extinctions brutales.
 
     Pour affirmer qu'il y a eu évolution, il faut donc mettre en évidence un lien de parenté génétique entre les espèces étudiées. Il faut retrouver leur ancêtre commun en identifiant les caractères partagés par chacune d'elle et cet ancêtre, ce que l'on appelle l'homologie. On arrive ensuite à dresser une sorte de « carte » appelée arbre phylogénétique des espèces (qu'on appelle alors « taxons » du point de vue de la « systématique »), carte qui permet de les classer les unes par rapport aux autres. Reste à expliquer le pourquoi de ces évolutions différentes.
  
 
 
 
Les principes de base
 
 
     Darwin proposa sa théorie au milieu du XIXème siècle. A cette époque, on ADN-copie-1.jpgn'avait aucune idée de l'importance de la
génétique, ni même de ce qu'elle était. Le moine autrichien Gregor Mendel – qui travaillait sur les pois – avait bien publié un article résumant ses observations sur la transmission des caractères héréditaires dès 1865 mais ses travaux étaient demeurés inconnus. Ce n'est qu'à l'aube du XXème siècle qu'on redécouvrira les lois de l'hérédité et il faudra encore des décennies pour que celles-ci soient enfin admises. Jusqu'à ce que Watson et Crick décrivent le modèle en double hélice de l'ADN, découverte qui leur valut le Prix Nobel et permit le développement de la génétique moderne. On ne s'étonnera donc pas que Darwin ait, pour une grande mesure, cru à l'hérédité des caractères acquis. Cela ne l'empêcha pas de fonder sa théorie résumée en trois grands principes :
 
a. les individus – c'est une constatation - sont tous différents les uns des autres : ces différences sont plus ou moins marquées (couleur de la peau, du pelage, des yeux, etc.) et représentent pour un sujet donné ce que l'on appelle le phénotype ;
 
b. les individus les mieux adaptés à leur milieu sont les plus aptes à survivre et donc à se reproduire : c'est ce que Darwin appelle la «
sélection naturelle ». Il veut dire ainsi que certains sujets échappent plus facilement à leurs prédateurs, qu'ils sont moins malades et que, accédant plus facilement à la nourriture, ils vivent plus longtemps, suffisamment en tout cas pour se reproduire. Ces « survivants » peuvent également posséder des caractéristiques qui les rendent plus attirants pour le sexe opposé (en tout cas, dans la reproduction sexuée) et, en copulant davantage, engendrent une plus grande descendance (c'est la sélection sexuelle). Pour tous ces cas, on parlera « d'avantages sélectifs » ;

 
c. les avantages sélectifs doivent pouvoir se
transmettre à la descendance de l'individu qui les possède : c'est un caractère forcément héréditaire et, ce que Darwin ne pouvait que supposer, ce sont les gènes (formant le génotype) qui entraînent le maintien de l'avantage d'une génération à l'autre.

  
 

 

Mécanismes de l'évolution
 

     On vient de dire que la transformation progressive d'une espèce se caractérise par l'apparition de différences qui se maintiennent, une fois apparues, chez ses descendants. Elle est de nature génétique et apparaît principalement du fait de mutations.
 
 
 
               *
mutations génétiques
 
     Le fait que l'acquisition d'un caractère nouveau apparaisse – et se transmette – s'explique par plusieurs mécanismes, d'ailleurs parfois liés. On se souvient que lors de la
méiose, c'est à dire la formation d'une cellule à partir de la moitié des chromosomes des parents, il existe une recombinaison du matériel génétique : il peut alors exister des erreurs lors de la réplication des gènes. Ces « erreurs » peuvent être ponctuelles (portant sur le code lui-même) ou résulter d'une duplication de ces gènes, voire d'une cassure des chromosomes qui les portent. Ailleurs, il s'agira d'une délétion ou de l'insertion anormale d'une séquence chromosomique. Dans tous les cas, le génotype du descendant sera différent de ce qu'il aurait dû être si la duplication s'était normalement déroulée. Le descendant sera donc doté de caractères différents de ceux de ses parents, caractères qui, si cela constitue un avantage évolutif, seront conservés comme on a déjà eu l'occasion de le dire.
 
 
 
               *
échange de matériel génétique
 
     Les mécanismes décrits ci-dessus concernent la reproduction sexuée. Les organismes qui n'y ont pas recours verront les différences apparaître par transfert simple de matériel génétique : c'est le cas, par exemple, des virus et des bactéries.
 
 
               *
épimutations
 
     Il s'agit ici de la transmission de différences, non sur l'ADN lui-même, mais sur des groupements chimiques qui lui sont attachés (voir sujet
évolution de l'Evolution.)
 
     Les mutations que l'on vient de brièvement résumer sont le plus souvent
létales, c'est à dire qu'elles perturbent tant le sujet qui les possède que celui-ci n'est pas viable. Elles peuvent également être neutres : les modifications génétiques sont bien inscrites dans le génome mais elles n'ont aucune conséquence visible. Enfin, de temps à autre, une mutation entraîne l'apparition d'un caractère qui apporte un véritable « plus » à l'individu qui en est porteur et ce dernier pourra transmettre à sa descendance un moyen de prendre le dessus sur ses (presque) semblables. A quel rythme ces variations ont-elles lieu ? Comme on va le voir, cela reste encore amplement débattu. Quoi qu'il en soit, une chose est sûre : les modifications du matériel génétique d'un individu relève du hasard et seulement de lui.
 
 
 
 
 Modifications de la théorie de Darwin
 
 
 
               *
le Darwinisme originel
 
     Comme on l'a déjà signalé, Darwin ignorait l'origine génétique des mutations et par conséquent des caractères qui y sont liés. Il proposa donc une modification graduelle, progressive des caractères expliquant, par la sélection naturelle, la transformation des espèces au fil du temps. Quelques années plus tard, l'irruption de la génétique va modifier l'approche originelle de la théorie.
 
 
 
               *
la théorie synthétique de l'évolution
 
     Afin d'intégrer les nouvelles données de la science, dès les années 40, un grand nombre de scientifiques repensèrent la théorie de Darwin dans une approche plus globale intégrant non seulement la génétique mais aussi la
paléontologie, la biologie, l'embryologie et la génétique des populations. Dans cette optique, on ne s'intéresse plus uniquement aux individus mais à des groupes d'individus : c'est la fréquence d'une mutation dans une population qui importe. Lorsque cette fréquence devient élevée en raison d'un facteur facilitant (comme, par exemple, un changement du milieu), on arrive alors à la modification de l'espèce.
 
     Le point important à prendre en compte est que, comme le soulignait Darwin, c'est la sélection naturelle qui reste à l'œuvre. Pour mieux faire comprendre ce concept, je prends souvent comme exemple le maintien d'une maladie génétique africaine, la drépanocytose. Cette affection génétique induit la formation de globules rouges de mauvaise qualité (entraînant une anémie falciforme). Normalement les individus porteurs de l'affection devraient être éliminés car moins résistants (leur oxygénation est forcément plus pauvre). Sauf que leurs globules rouges anormaux empêchent la transmission du parasite du paludisme, ce qui dans les contrées impaludées leur confère un avantage évolutif... qui disparaît sous les cieux où le moustique est absent !
 
    Signalons aussi, à l'appui du néodarwinisme, le phénomène de
dérive génétique qui concerne le fait que si des populations d'une même espèce sont géographiquement longtemps séparées, les différences génétiques qui s'accroissent entre elles finissent par aboutir à la formation de deux espèces distinctes, incapables de se reproduire entre elles.
 
     La théorie synthétique de l'évolution s'est finalement imposée chez la majorité des scientifiques puisqu'elle permet une « relecture du Darwinisme » par intégration des données génétiques sans en toucher les trois principes que nous avons évoquer plus haut, notamment la sélection naturelle. Reste une question déjà soulevée dans l'article : à quelle fréquence apparaissent ces mutations ? Progressivement et graduellement au fil du temps disent les tenants de cette « synthèse darwinienne ». De façon brutale entrecoupée de longs moments de silence, rétorque
S. J Gould.
 
 
 
               *
la théorie des équilibres ponctués
 
     Stephen. J. Gould, le paléontologue de talent que j'ai déjà eu l'occasion 200px-Stephen_Jay_Gould_-by_Kathy_Chapmad'évoquer à propos du schiste de Burgess, provoqua la survenue « d'un coup de tonnerre dans un ciel serein » dans le petit monde du néodarwinisme lorsque, en 1972, il cosigna avec Niles Eldredge un article jugé à l'époque iconoclaste. (On trouvera un développement plus complet de la théorie dans le sujet dédié : théorie des équilibres ponctués).
 
     L'idée de ces deux scientifiques part d'une constatation des plus évidentes : lorsqu'on examine les données fossiles, on ne trouve presque jamais de fossiles des formes intermédiaires entre deux espèces que l'on sait apparentées. Cela veut il dire que c'est parce qu'elles n'existent pas ou bien qu'on ne les a pas encore trouvées ? Gould propose une réponse : les transformations des fossiles apparaissent brutalement avant de subsister longuement dans la position d'équilibre alors atteinte. Il évoque donc une transition brutale d'une espèce à une autre (sur quelques milliers d'années ce qui n'est rien en terme de temps) avant une longue phase de statu quo qu'il nomme stase, au cours de laquelle il peut certes apparaître quelques modifications mais qui restent mineures.
 
     Il n'y a donc pour lui pas de gradualisme mais des crises évolutives brutales et brèves sur un fond d'immobilité. J'étais un peu trop jeune en 1972 pour avoir vécu HC_Eldredge.jpgl'irruption des équilibres ponctués dans la théorie classique de l'évolution. Toutefois, lorsque je me suis intéressé à cette question une quinzaine d'années plus tard, la polémique faisait encore rage, parfois avec violence. Aujourd'hui, le calme – si je puis dire – est revenu et la plupart des paléontologues adhèrent à la théorie de Gould. On pense même probable que les deux mécanismes (gradualisme et équilibres ponctués) coexistent selon les espèces. De toute façon, à présent que les passions sont retombées, on comprend bien que la théorie ponctualiste de Gould n'est finalement qu'une adaptation de la théorie de l'évolution qui reste intacte pour ses principaux fondements.
 
 
 
 
 

La théorie de Darwin aujourd'hui
 
 
     Hormis quelques créationnistes patentés dont l'obscurantisme est d'autant plus virulent qu'ils se situent loin des disciplines scientifiques, plus aucune personne sensée ne remet en question la théorie de l'évolution qui, à proprement parler et depuis longtemps, n'est d'ailleurs plus une simple théorie tant les faits et les idées militent en sa faveur.
 
     Darwin, on peut l'affirmer aujourd'hui, a réellement découvert les lois de l'évolution des espèces vivant sur notre globe (et probablement, si elles existent, ailleurs). Je ne peux que reconnaître à cet homme en apparence ordinaire l'importance toute particulière qu'il a prise dans le domaine des sciences du vivant. Il reste à découvrir bien des choses en ce domaine, c'est certain, mais l'essentiel est acquis : le gentilhomme de Shrewsbury, dans le centre-est de l'Angleterre, a sorti cette partie de la science du moyen-âge. Qu'il en soit remercié une fois encore.
 

 
 
Images
 

1. le périple de Charles Darwin autour du monde de 1831 à 1836

      (sources : commons.wikimedia.org/ wiki/)
2. le "Beagle"      (sources :  www.mun.ca)
3. la double hélice d'ADN      (sources : www.ifgene.org/)
4. Stephen J Gould (par Katty Chapman)      (sources : fr.wikipedia.org/wiki/)
5. Niles Heldredge      (sources : www.uninsubria.eu/)
 (Pour lire les légendes des illustrations, passer le pointeur de la souris dessus)
  
 
  
 Brève : la drosophile prouve que l'évolution ne peut reculer
    
     Placée dans les conditions environnementales de ses ancêtres, la mouche drosophile ne retrouve pas ses caractéristiques originelles. Telle est la conclusion d'une expérience menée par des chercheurs portugais et américains. Après avoir fait évoluer pendant vingt-cinq ans des populations de drosophiles dans des environnements différents, Henrique Teotonio et ses collègues ont replacé les mouches dans leur environnement initial. Après 50 générations, elles s'étaient à nouveau adaptées à leur environnement ancestral mais d'une manière différente de celle de leurs aïeux : s'il arrive que les mouches retrouvent un phénotype (les traits physiques et biochimiques) semblable à celui de leurs ancêtres, elles sont néanmoins génétiquement différentes. Malgré la réadaptation à l'ancien milieu, 50% des variations génétiques survenues au cours des vingt-cinq ans d'évolution étaient maintenues. Inversement, il paraît donc impossible de prédire comment évoluera une population lorsque le milieu change.
(Science & Vie, 1098, mars 2009)
  
 
 
Mots-clés :  Beagle, fixisme, transformisme, évolution des espèces, darwinisme, schiste de Burgess, homologie, arbre phylogénétique, phénotype, génotype, gène, sélection sexuelle, mutation, épimutation, néodarwinisme, théorie synthétique de l'évolution, équilibres ponctués, S J Gould, N Eldredge, mouche drosophile
(les mots en blanc renvoient à des sites d'informations complémentaires)
 
 
 
 
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Mise à jour : 24 février 2023

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Publié le par cepheides
Publié dans : #Évolution

   

                    

 

 

     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


     J'ai bien entendu failli sauter en l'air quand, au détour des colonnes de Valeurs Actuelles, j'ai découvert cette perle néocréationniste que je reproduis ci-dessous. Évidemment, elle nécessitait une réponse : pour une fois, je l'ai écrite, cette réponse, et adressée à l'hebdomadaire concerné. Perte de temps ? Pas tout à fait puisqu'il est acquis que, en terme de vérité scientifique, celle-ci nécessite sans cesse de repréciser les choses. On peut penser qu'à force ...
 

ENVOI DU LECTEUR XXX :

               LE BOEING ET LA SOURIS
 
     Je suis surpris que, dans la conclusion de votre article "L'empreinte des dinosaures", vous écriviez qu'avec la disparition des dinosaures, les mammifères connurent une phase d'évolution explosive qui aboutit à l'intelligence humaine".
     Affirmer, de nos jours, une foi aussi aveugle dans la théorie de l'évolution  a
 
                                              
 
en effet, de quoi surprendre : l'évolutionnisme ne rencontre plus guère auprès des scientifiques sérieux l'unanimité fervente, quasi religieuse, d'antan, même si beaucoup feignent d'y croire encore ...
La théorie de l'évolution, née au siècle dernier sous l'impulsion de Lamarck puis surtout de Darwin, avait suscité l'enthousiasme du monde scientifique d'alors; elle proposait une explication rationnelle et générale à l'étonnante succession des multiples formes de vie rencontrées au cours des temps géologiques.
     Point n'était besoin de recourir à l'acte créateur d'une intelligence supérieure, le seul moteur de la sélection naturelle suffisait : de toutes les espèces animales nées du jeu des mutations aléatoires, seules survivaient les mieux adaptées au milieu environnant.
     Outre les très nombreuses objections que suscita cette théorie, les découvertes faites depuis une quarantaine d'années dans le domaine de la génétique notamment montrent la complexité de l'être vivant et permettent de soumettre la théorie de l'évolution à l'épreuve de l'analyse probabilistique ... et c'est là que le bât blesse :
il est beaucoup plus probable d'assister à la construction naturelle et spontanée d'un BOEING en une demi-heure qu'à celle d'une souris en trois milliards d'années.
     Il ne s'agit pas, bien sûr, de nier toute évolution, mais de réduire le pouvoir absolu qu'on lui attribuait jusque là dans des proportions que les futures découvertes permettront de préciser.
     La théorie de l'évolution, telle qu'elle est encore enseignée, doit plus aux convictions qu'à des faits scientifiques rigoureusement établis.
     Je sais, hélas, le poids du terrorisme intellectuel qu'un certain nombre de mandarins s'emploie à faire régner dans les médias, mais n'est-ce pas justement le rôle d'un journaliste bien informé de le dénoncer ?
 

MA RÉPONSE :

     Monsieur,
 
     Fidèle abonné de votre revue depuis des années, c'est la première fois que je souhaite m'exprimer sur un sujet discuté dans vos colonnes. En effet, si toutes les opinions sont parfaitement acceptables - même si parfois elles ne plaisent pas au lecteur - il n'en est pas de même lorsqu'il s'agit de thèses manifestement antiscientifiques : je fais allusion à la lettre d'un de vos lecteurs, M. XXX, "Le Boeing et la souris", parue dans votre numéro 2972.
     Ce lecteur essaie d'expliquer dans sa lettre que la théorie de l'évolution, si magistralement exprimée par Darwin au siècle dernier, ne serait plus aujourd'hui reconnue dans les milieux scientifiques compétents. Cette affirmation, gratuite, est totalement fausse. Il suffit pour s'en convaincre de lire les articles de la presse spécialisée en ce domaine ou - de manière plus abordable - par exemple, les très nombreux livres de vulgarisation de la collection Points-Sciences (Editions du Seuil) traitant ce sujet, notamment les excellents volumes "La Recherche en ..." du CNRS.
     Au contraire de ce qu'affirme ce lecteur, la théorie évolutionniste n'a plus guère d'opposants aujourd'hui. En paléontologie, en biologie comparée et dans bien d'autres disciplines du même type, la connaissance des mécanismes intimes de la Nature a été longtemps occultée par le poids des religions qui, toutes et pour des raisons compréhensibles, ne pouvaient se satisfaire que d'une approche créationniste. Darwin a été le grand précurseur en la matière : c'est lui qui a compris avant les autres et qui a donné l'impulsion indispensable à un traitement véritablement scientifique de la question. Que certaines de ses affirmations, encore marquées par le siècle où il vécut, aient vieilli, cela est incontestable mais, et c'est cela le point important, jamais l'évolutionnisme n'a été remis en question par les scientifiques. Le néodarwinisme (ou gradualisme) s'est substitué au darwinisme originel puis a été remplacé (partiellement) par le cladisme. Aujourd'hui, des auteurs comme S.J.Gould parlent en termes "d'équilibres ponctués" mais jamais, au grand jamais, le fondement évolutionniste de ces approches n'a été, je le répète, remis en cause. Il s'agit bien plutôt d'approfondissements, à la lumière de découvertes récentes, notamment génétiques mais pas seulement, de la théorie de l'Evolution de Darwin qui reste le découvreur de tout cela.

     J'admets bien volontiers que la Science - ou plutôt les Sciences - ne peuvent plus être considérées (comme au siècle dernier) comme désignant un but à atteindre, le progrès scientifique conduisant l'Humanité souffrante vers un avenir radieux. Cette position dogmatique traduisait une confiance absolue et hors de propos, une sorte de "maladie infantile" de la connaissance scientifique en quelque sorte. En réalité, les Sciences sont un témoignage, à un moment donné, de la connaissance humaine sur le monde dont l'Homme fait partie : on pourrait dire un "état des lieux". Expliquer les fondements et les mécanismes les plus intimes de l'univers, ce n'est, en aucune façon, porter un jugement de valeur sur son organisation et ses raisons ultimes. 

     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.

 

EPILOGUE
 

     Je n'ai rien à ajouter à cette réponse qui ne fait que résumer ce que je pense depuis toujours. Si ce n'est que, porté par une vague déferlante venue de l'Amérique du nord (et de quelques pays moyen-orientaux), le créationnisme se fait de plus en plus pressant : il est certainement de notre devoir de ne jamais laisser le champ libre à ces adversaires des connaissances scientifiques. Même si l'on doit, comme j'ai voulu le signifier dans mon titre, déclarer après Boileau, « vingt fois sur métier remettez votre ouvrage, polissez-le sans cesse et le repolissez. »
     Pour la petite histoire, je n'ai tout d'abord rien reçu de la revue puis, quelques mois plus tard, «Valeurs actuelles» m'a écrit pour me signifier qu'ils ne souhaitaient pas publier ma réponse « ne voulant pas entrer dans la publication d'une polémique jugée trop spécialisée... ». Dont acte.
 
 
 
 
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Mise à jour : 24 février 2023

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Publié le par cepheides
Publié dans : #paléontologie, #Évolution
  
 
                                    neandertal_cc.jpg
 
 
 
 
 
 
     Il y a à peu près 40 000 ans vivaient côte à côte en Europe deux genres d'hommes: Néandertal et Sapiens (anciennement appelé Cro-Magnon), ce dernier ayant seul subsisté et qualifiant par conséquent l'espèce que nous sommes. On sait aujourd'hui que, contrairement aux croyances anciennes, ces deux homo (homo neandertalensis et homo sapiens) n'étaient pas directement apparentés génétiquement mais de lointains cousins issus d'un ancêtre commun, probablement un homo erectus ayant vécu il y a 500 000 ans. Si la lignée des Néandertaliens ne s'était pas éteinte, quel monde serait actuellement le nôtre ? Comment se ferait la cohabitation de deux lignées humaines différentes, des lignées qui ne seraient pas interfécondes ? (Cette affirmation est toujours en discussion : voir "compléments" en fin d'article). Auraient-ils pu s'entendre ? Troublantes questions...
 
 
 

D'où venait Néandertal ?
 
 
     L'homme de Néandertal apparaît en Europe vers
– 400 000 ans environ. Puisque l'on sait aujourd'hui que son patrimoine génétique était sensiblement différent de celui de l'homo sapiens, on peut se demander quelle est sa réelle origine. Une bonne explication pourrait être celle d'une spéciation, c'est à dire le développement séparé d'une branche d'une même espèce (le plus souvent par isolement géographique) qui aboutit, par mutations successives, à l'apparition d'une nouvelle espèce ne pouvant plus être interféconde avec l'espèce de départ (mais, convernant Néandertal, quelques pourcents de son ADN ont été récemment retrouvés dans le patrimoine génétique d'Homo sapiens : voir en fin d'article).
 
     On pourrait alors avancer que Néandertal serait une sorte d'homo sapiens archaïque ayant migré dans le cul-de-sac géographique que représentait l'Europe et qu'il y aurait développé les particularités génétiques et anatomiques qui sont les siennes. On peut aussi prétendre que ce serait le descendant direct d'un homo erectus, ce dernier ayant donné un autre descendant, Sapiens. A vrai dire, seules les études génétiques à venir pourront trancher dans un sens ou dans l'autre mais, dans tous les cas, on s'oriente vers deux espèces génétiquement différentes  (ou encore pauvrement interfécondes).
 
 
 

Qui était-il ?
 
 
     L'Europe en ce temps-là, c'est à dire entre – 400 000 et – 40 000 ans avant J.C. était
froide. On comprend plus facilement pourquoi Néandertal qui avait dû s'adapter au climat présentait cette apparence robuste pour ne pas dire massive : un homme d'environ 1m65 (bien qu'il y ait eu des individus plus grands, jusqu'à 1m90 semble-t-il) pour un poids pouvant atteindre 80 à 90 kg, la femelle (femme ?) étant, elle, légèrement plus petite. Il possédait des membres assez courts avec des articulations plus marquées que celles de l'homme moderne tandis que sa cage thoracique était très large.
 
     Ce qui a surtout frappé les premiers observateurs est son crâne : quoique la neandandmod.jpgboîte crânienne soit d'un volume plutôt plus important que celle d'homo sapiens, ce qui retient d'abord l'attention, c'est un front bas relevé par une région sus-orbitaire proéminente tandis que la région de la face s'étendant entre les orbites et les dents est comme projetée en avant, donnant à un visage sans réelles pommettes une inclinaison en arrière et vers l'extérieur. Il n'en fallait pas plus pour que les premiers scientifiques ayant examiné ces fossiles concluent à un « hominidé archaïque » pour ne pas dire une espèce de singe à peine évolué. Ce n'est que bien plus tard que cet a priori culturel fut mis à mal lorsqu'on s'aperçut que Néandertal partageait avec son lointain cousin moderne des pratiques qui confinaient à une certaine spiritualité.
 
 
 
Néandertal, un homme à part entière ?
 
 
     De la plus simple bactérie aux animaux les plus évolués, il n'y a – on l'a déjà évoqué – qu'une différence de degrés et non de nature : tous appartiennent à la grande famille du vivant mais ce qui caractérise l'Homme, ce sont ses facultés cognitives plus développées dont certaines lui sont propres. Bien entendu, il n'est pas ici question d'affirmer que l'Homme, grâce à ces caractéristiques spéciales, est l'étape ultime d'une « évolution vers le progrès » défendue par certains égocentristes (voir le sujet
intelligent design). Disons plus simplement que la sélection naturelle a permis à l'Homme de développer des facultés intellectuelles uniques lui ayant autorisé une certaine adaptation à son univers ambiant tandis que les autres espèces vivantes ont privilégié des stratégies différentes.
 
     Quoi qu'il en soit, une des facultés principales de l'Homme est de pouvoir, plus que les autres animaux, se projeter dans le temps : il est ainsi, semble-t-il, le seul à posséder la faculté d'anticiper sa propre mort, encore que cela soit discuté par certains scientifiques (voir le sujet : la notion de la mort chez les animaux). Il comprend donc que le destin de tout individu, à commencer par le sien, est de disparaître un jour et, par voie de conséquence, il a entrepris une quête de spiritualité qui le distancie des tâches purement utilitaires des autres êtres vivants. Cette approche concerne bien sûr Sapiens mais aussi Néandertal.
 
     Bien qu'un ancêtre probable de Néandertal (homo heidelbergensis) ait été cité comme ayant eu un comportement particulier vis-à-vis de ses morts (cela reste à l'étude), c'est avec
Néandertal que les premières sépultures ont été mises en évidence. Elles datent d'environ – 100 000 ans et ont été découvertes au Proche-Orient, une aire de diffusion de Néandertal autre que l'Europe. Depuis, bien d'autres, notamment en France, ont été mises à jour. Toutefois, avant de nous intéresser à la pensée symbolique de Néandertal, revenons sur son implantation géographique et son mode de subsistance, ce qui permettra au passage de casser le cou à quelques idées reçues.
 
 
 
 
le monde de Néandertal
 
 
     Nous avons déjà dit que Néandertal, entre environ – 400 000 ans et – 35 000 ans av. JC, avait colonisé l'Europe actuelle et la partie la plus occidentale de l'Orient. Il faut d'abord remarquer qu'il s'agit là d'un territoire immense couvrant plusieurs millions de km2 s'étendant sur différentes aires écologiques et représentant à peu près le territoire colonisé en Afrique par Sapiens au même moment. Dans la durée, cette occupation couvre trois glaciations (et donc trois périodes interglaciaires) où
les changements de climat ont été considérables, bien plus importants au demeurant que l'éventuel effet de serre actuel : il y a survécu sans problème.
 
 
    repartition-neandertal-copie-1.jpg
 
 
     On a avancé que Néandertal était un charognard car incapable, de par un équipement inadapté, de pratiquer la chasse. En réalité, si parfois il se nourrissait peut-être de cadavres d'animaux (mais comme son cousin Sapiens), c'était
surtout un chasseur qui n'hésitait pas à s'attaquer à des animaux redoutables comme le mammouth, l'ours ou le rhinocéros laineux. Les études comparatives pratiquées en Europe ont uniquement montré que Néandertal chassait plus près de son lieu de résidence alors que Sapiens recherchait ses proies parfois assez loin : une moindre mobilité qui ne remet pas en cause le caractère moderne de ses habitudes de chasse.
 
     Pour chasser, il faut des armes adaptées et, justement, on a longtemps pensé que Néandertal ne savait produire que des outils élémentaires, obtenus facilement en peu d'opérations de fabrication. Ce qui allait bien avec l'absence de véritable pensée conceptuelle qu'on lui octroyait. Il s'agissait là aussi d'un a priori (ou disons, pour être généreux, d'une insuffisance d'informations) : Néandertal était capable de fabriquer des
objets complexes comme des lances en bois (ayant donc nécessité un long travail de rabotage et de raclage), voire même des outils composites. A l'inverse de Sapiens qui fabriquait des pointes de pierre et d'os légères capables d'être projetées de loin et à grande vitesse, Néandertal privilégiait des pointes à la base ample et épaisse à emmancher sur un support large, et donc lourd, mais possédant une force de pénétration intense à courte distance : plus qu'une inadaptation à une certaine forme de chasse dynamique, on doit plutôt voir là des stratégies différentes. En somme, il s'agit d'adaptations distinctes probablement également efficaces selon l'usage retenu et qui traduisent plutôt des différences culturelles.
 
 
 
 
Néandertal et la pensée conceptuelle
 
 
     On pensait classiquement que les innovations culturelles de Néandertal remontaient à ses contacts avec Sapiens, vers – 40 000 ans av. JC. Outre le fait que la technologie des Néandertaliens tardifs est originale, ne montrant que peu de similitudes avec les techniques de Sapiens, on a retrouvé des objets « modernes » fabriqués par lui et précédant de plusieurs milliers d'années l'arrivée de Sapiens sur son territoire : il s'agit donc de traditions culturelles autonomes locales prouvant au contraire que Néandertal était en train de réaliser une approche personnelle vers la technologie du paléolithique supérieur.
 
     Les sépultures du
paléolithique moyen mises à jour sont pour la plupart sepulture-neandertal.jpgclairement néandertaliennes et elles étaient enrichies par des offrandes (outils, os gravés, etc.), des fragments de colorants récoltés parfois loin du site et les positions particulières des corps. Certainement moins élaborées que les sépultures ultérieures de Sapiens, ces lieux funéraires traduisent une recherche et une attention incontestables : comment dès lors leur refuser une pensée symbolique ?
 
     Bien qu'ayant utilisé des pigments (montrant leur utilisation sur des supports souples comme la peau et donc forcément symboliques), Néandertal n'a que peu laissé de traces figuratives mais, à y regarder de plus près, c'est également le cas de Sapiens dont les réelles traditions picturales datent de
l'aurignacien, une époque qu'on peut situer vers – 30 000 ans av. JC (à l'exception notable de parures dans des sites africains remontant à – 70 000 ans).
 
     Plus que l'explication traditionnellement (et anciennement) avancée d'une population néandertalienne ayant « progressé » au contact de l'homme moderne, on s'oriente à présent vers des
évolutions parallèles même si les innovations culturelles ont varié selon ces populations.
 
     Lors du contact entre Néandertal et Sapiens, chaque espèce avait donc ses traditions particulières et son savoir personnel. Pourtant, après une dizaine de milliers d'années de vie côte à côte, les premiers ont disparu sans laisser de descendants : en a-t-on une explication ?
 
 
 
 
la fin de l'homme de Néandertal
 
 
     A l'arrivée de Sapiens venu d'Afrique, Néandertal occupait, comme on l'a déjà dit, l'Europe et une partie du Proche-Orient. Pourtant, quelques milliers d'années plus tard, on n'en retrouve plus trace que de façon
périphérique : dans la péninsule ibérique et en Croatie. Que lui est-il donc arrivé ? Plusieurs hypothèses ont été avancées par les scientifiques dont aucune ne semble parfaitement convaincante.
 
  
a.
il aurait succombé à des épidémies, peut-être d'origine tropicale et peut-être véhiculées par Sapiens qui y aurait été résistant. Cette hypothèse paraît peu crédible puisque les deux espèces ont coexisté durant plusieurs milliers d'années (au moins 5 000 ans, voire 10 000, ce qui, rapporté à notre présent, nous place à une époque plus ancienne que celle de l'ancien empire égyptien...) : une aussi longue durée cadre mal avec cette explication.
 
  
b. une
baisse soudaine de sa fécondité ou l'apparition d'une surmortalité naturelle (ou les deux associées). Il s'agit là de suppositions invérifiables mais, surtout, on comprend mal pourquoi Néandertal, et lui seul, aurait été la victime de tels phénomènes.
 
  
c. un
brutal changement du climat : il est vrai que la période considérée (vers – 40 000 à – 30 000 ans) a vu un climat plutôt incertain mais jamais de véritable réchauffement majeur et les scientifiques, aujourd'hui, ont pratiquement abandonné cette hypothèse. Reste la possibilité de modifications de l'environnement et/ou des problèmes de subsistance mais lesquels et pourquoi n'ont-ils pas affecté Sapiens ?
 
  
d. la
consanguinité : une baisse démographique conduisant à la raréfaction des individus disponibles et encourageant la reproduction entre parents proches pourrait expliquer une dérive génétique délétère mais alors pourquoi une telle baisse démographique ?
 
 
 e. le métissage avec Sapiens : c'était jadis l'hypothèse privilégiée mais qui, on l'a déjà dit, a été pratiquement abandonnée depuis l'apport des études génétiques récentes montrant un trop grand éloignement entre ces deux homo d'espèces différentes (et donc leur impossibilité à avoir des descendants communs). Cette notion est rediscutée en 2012 (voir ci-dessous la brève 2 et les compléments).
 
 
f.
la compétition avec Sapiens : il ne s'agit en tout cas pas de bataille directe puisque on n'a jamais trouvé de sites exposant les fossiles mutilés des protagonistes ce qui n'aurait pas manqué de se produire en cas de confrontations violentes et multiples. Peut-on alors envisager une compétition au seul niveau des ressources alimentaires qui d'évidence ne sont pas inépuisables ? Une supériorité culturelle, même modeste, de Sapiens aurait elle pu induire le reflux progressif de Néandertal vers le sud de l'Europe et sa disparition par amoindrissement démographique progressif ? Pas de réponse franche.
 
 
     Aucune explication n'est donc définitivement convaincante (et peut-être d'ailleurs sont-elles intriquées). Nous sommes obligés de reconnaître que la disparition de Néandertal reste encore pour nous un
mystère.
 
 
 
Néandertal et Sapiens auraient-ils pu continuer à vivre ensemble ?
 
 
     Contrairement aux anciennes idées des années 60, deux espèces d'hommes ont effectivement vécu ensemble durant un certain temps sur notre bonne vieille Terre. Nous ne savons pas quels furent leurs rapports exacts, ni même s'il y en eut vraiment. Ce qui apparaît en revanche comme à peu près certain, c'est qu'ils furent
culturellement proches et que nous ne savons pas vraiment pourquoi l'un (c'est à dire nous) a survécu et l'autre non. Comme je le faisais remarquer au début de ce sujet, cette cohabitation temporaire nous pose une question vraiment intéressante : quelle aurait été l'histoire et la structure du monde, de notre monde, si nous avions dû le partager avec une autre espèce d'homme, un homme suffisamment proche de nous pour que nous ayons pu construire des univers culturels parallèles mais néanmoins suffisamment éloigné pour que nous n'ayons probablement pas pu avoir de descendants communs ?
 
     Le point de vue optimiste suggère un enrichissement des deux partis et ce d'autant que nos points de vue auraient été forcément sensiblement différents, chacun apportant en somme à l'autre une part de son expérience, un peu à la manière de deux amis confrontés à un même problème... Le point de vue pessimiste, lui, insiste sur l'inévitable compétition de deux espèces rivales avec son lot d'incompréhension, de méfiance, de haine peut-être, et son cortège concomitant de guerres, de destructions et de morts. Je pense, pour ma part, que la réalité se serait probablement située entre les deux mais vous, vous situez-vous plutôt du côté optimiste ou du côté pessimiste ?
 
 
 
 
 
Images 
 
1. l'homme de Néandertal (sources : www.dinosoria.com/)
2. crânes de Néandertalien (à gauche) et de Sapiens (à droite)
(sources : www.arts.ualberta.ca)
3. aire de répartition de Neandertal (sources : Jean-Luc Voisin, www.hominides.com/)

4. sépulture de Néandertalien dite de  l'Homme de la Chapelle-aux-Saints (sources : www.neandertal-musee.org/

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


 

 
 
 Brève 1 : pourquoi Néandertal a-t-il disparu ?
 
     Epidémie, changement climatique, compétition avec homo sapiens... la disparition de l'homme de Néandertal reste une énigme. Cependant, l'hypothèse climatique pourrait-être caduque si l'on en croit l'équipe franco-américaine de William Banks, archéologue au CNRS. Pour reconstituer les conditions climatiques de l'époque, les chercheurs ont recouru au modèle informatique utilisé pour prédire l'impact des changements climatiques sur la biodiversité. "Pour chaque site archéologique attribué à l'homme moderne et à Néandertal nous avons ainsi reconstitué la niche écologique (les conditions environnementales) de chaque population. Puis nous avons introduit dans l'algorythme le changement climatique survenu à l'époque de la disparition de Néandertal de façon à prédire l'évolution de chaque niche. Or, bien que sa niche semble maintenue - et donc sa survie - sa répartition géographique s'amenuise, jusqu'à la disparition" explique William Banks. Pour le chercheur, ce serait donc la compétition avec l'homme moderne qui aurait provoqué cette extinction. Reste qu'il s'agit d'une théorie construite à partir d'un modèle de climat... lui-aussi théorique.
(Science & Vie, 1098, mars 2009)
   
 
 
 
Brève 2 : approche génétique de la disparition de Néandertal
 
     En étudiant l'évolution de l'usure de leurs outils et grâce à un modèle informatique, l'anthropologue américain Michael Barton a simulé les déplacements de Sapiens et Néandertal. Partant d'une "carte" de l'Europe il y a 60 000 ans, il montre qu'en 1500 générations les deux humanités ont augmenté leur rayon d'action... jusqu'à se rencontrer. Son équipe a alors simulé l'évolution des deux populations et de leurs hybrides potentiels sur 1 500 générations dans diverses situations. Ils ont ensuite confronté les résultats aux rares éléments disponibles (dont les 4% d'ADN néandertaliens nichés au coeur du nôtre - voir compléments ci-dessous). Avec des Néandertaliens mieux adaptés mais moins nombreux, la simulation débouche... sur la disparition de Néandertal et de ses hybrides. Ce phénomène, quoique contre-intuitif, est bien connu en biologie de la conservation sous le nom "d'extinction par hybridation". Il est dû à l'effet de taille des populations concernées. Il est donc possible que Néandertal ait disparu non par les armes mais en vertu des lois de la génétique des populations.
(d'après Science & Vie, n° 1134, mars 2012)
 
 
 
 
Brève 3 : Néandertal nous a légué ses outils
 
 
       L'homme de Néandertal aurait transmis sa technologie à l'homme moderne ! Des archéologues français et allemands ont découvert sur deux sites de Dordogne où vivaient des néandertaliens il y a 50 000 ans, des fragments d'outils en os de cervidés ayant servi à façonner des peaux. Des lissoirs comparables à ceux des tanneurs actuels. Selon les archéologues, ce sont les plus vieux outils en os trouvés à ce jour en Europe occidentale et utilisés bien avant l'arrivée de l'homme moderne en Europe il y a environ 40 000 ans.
Science & Vie, 1153, octobre 2013, p.20
 
   
 
Compléments : de récentes études génétiques (2010) montreraient qu'une partie de notre patrimoine génétique (1 à 4% non codants) serait d'origine néandertalienne : pour plus de renseignements, voir le sujet : DE L'EVOLUTION : les humains du paléolithique
 
 
 
 
 
Mots-clés : Néandertal - homo sapiens - homme de Cro-Magnon - spiritualité - spéciation - sélection naturelle - glaciations - pensée conceptuelle - chasse - outils - sépultures préhistoriques - aurignacien - compétition interspécifique 
 (les mots en blanc renvoient à des sites d'informations complémentaires)
 
 
 
 
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Mise à jour : 19 février 2023

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Publié le par cepheides
Publié dans : #Évolution

 

 

l'oeil, une complexité explicable

anatomie de l'oeil humain (sources :  snof.org)

 

 

     Dès le début, les opposants à la théorie de l'évolution ont été nombreux : certains le furent pour des raisons essentiellement religieuses mais d'autres, notamment de brillants scientifiques, parce qu'ils n'arrivaient pas à concevoir que l'on puisse aboutir « par hasard » à des organes complexes. Pour ces derniers, point d'évolution gérée par le hasard et la sélection naturelle, mais une obligatoire finalité : en effet, comment imaginer, par exemple, que l'on puisse, sans aucun plan préétabli, aboutir à la perfection de l'œil, organe-type souvent cité par eux ?

 

     Darwin lui-même s'interrogea longuement sur la question lorsqu'il fit paraître son livre « l'origine des espèces » : “To suppose that the eye, with all its inimitable contrivances for adjusting the focus to different distances, for admitting different amounts of light, and for the correction of spherical and chromatic aberration, could have been formed by natural selection, seems, I freely confess, absurd in the highest possible degree", affirme-t-il. (Imaginer que l'œil, avec toutes ses dispositions inimitables lui permettant d'ajuster le foyer à des distances diverses, d'admettre des quantités variables de lumière et de corriger les aberrations sphériques et chromatiques, puisse avoir été formé par la sélection naturelle, semble, je le reconnais volontiers, absurde au plus haut degré).

 

    Oui, vraiment, comment peut-on prétendre qu'un organe aussi complexe ait pu résulter de l'accumulation au fil de millions d'années d'une succession de multiples petites améliorations ? Comment admettre que ce petit « miracle » de l'évolution ait pu se reproduire à la fois pour les yeux à facettes des arthropodes ou pour les yeux camérulaires (en forme de petite loge) des céphalopodes et des vertébrés? La sélection naturelle peut-elle réellement expliquer une telle complexité sans que, au départ, il n'y ait eu la notion de ce à quoi on arriverait ? La réponse paraît difficile. Pour comprendre, il faut revenir sur l'évolution de l'œil.

 

 

 


évolution de l'œil

 

 
     Rappelons-nous d'abord les
millions d'années écoulées depuis l'apparition de la première ébauche de ce qui allait conduire à l'œil : seulement quelques cellules photosensibles dans un épithélium quelconque. S'en suivirent des millions d'années d'essais divers, d'erreurs génétiques, de « progrès » et de retours en arrière peut-être : sans cette dimension temporelle immense et que l'on a du mal à imaginer, on ne peut pas concevoir les tâtonnements successifs de la Nature.

 
     La complexification de l'organe oculaire des animaux s'est donc réalisée progressivement, au cours de ces millions d'années, avec des résultats forcément différents puisque les espèces se sont séparées les unes des autres au fil du temps. Certaines caractéristiques ont disparu alors que d'autres se sont spécialisées. Par exemple, quelques mammifères continuent à percevoir
l'ultraviolet (un rat de l'hémisphère austral a encore le gène le lui permettant) alors que la majorité d'entre eux a un spectre visible qui ne s'étend plus que du bleu au rouge (nous y reviendrons). Qu'observe-t-on aujourd'hui ?

 

  
          * les
invertébrés ont des yeux allant d'un simple organe sensoriel à des yeux voisins de ceux des vertébrés


     J'évoquais précédemment le début : quelques cellules photosensibles. Ce type de structure rudimentaire existe toujours chez certaines algues comme les euglénophytes (algues des piscines). Toutefois, les êtres vivants possédant les yeux les plus simples sont les méduses ; chez elles, l'organe de la vision n'est qu'un conglomérat de cellules pigmentaires reliées à des cellules sensorielles.

 
     Chez les
arthropodes (insectes, crustacés, etc.), on trouve deux types de structures de vision, les ocelles qui sont des yeux simples constitués de cellules photosensibles et les yeux à facettes qui peuvent comprendre plusieurs milliers « d'unités de vision ». Ici, la « vision » est la résultante de la superposition des images parcellaires fournies par les facettes.

 
     Les
céphalopodes (calmars, pieuvres, sèches, etc.) possèdent des yeux plus évolués, voisins des yeux des vertébrés, ce qui leur confère une assez bonne vision. Notons au passage que chez le nautile dont l'espèce, en revanche, n'a pas évolué depuis des millions d'années, l'œil est resté un organe rudimentaire.

 

  
          * les
vertébrés ont tous des yeux dont la structure est voisine de celle de l'homme

 
     . Les
poissons ont une cornée aplatie avec un cristallin sphérique et rigide de sorte qu'ils peuvent surtout bien voir les objets proches.

 
     . Les
oiseaux quant à eux ont des yeux allongés d'avant en arrière ce qui leur permet d'apercevoir plus facilement les objets éloignés (et on sait, par exemple, que les rapaces ont une vision très pointue).

 
     . Les
mammifères ont des système de vision très voisins mais avec des adaptations propres à chacun d'eux : nous en reparlerons plus tard.

 

     Au total, que de visions différentes ! La question qu'on peut légitimement se poser est donc de savoir si elles ont quelque chose en commun.

 

  
          *
les organes de la vision, une origine commune

 

     Selon le type d'animal que l'on observe, on reste perplexe face à l'apparente diversité des solutions, anatomiques et fonctionnelles, trouvées pour réaliser la vision, ce moyen indispensable à un individu pour identifier le monde dans lequel il vit. On a d'abord l'impression que chaque espèce animale représente un aboutissement qui lui est propre. Puis, en approfondissant un peu, on se rend compte d'un certain nombre de similitudes, de ressemblances, à commencer par la façon dont les stimuli sensoriels sont transmis au cerveau (il y avait certainement d'autres façons de résoudre le problème). Par ailleurs, ces organes de la vision sont d'autant plus variés que les espèces sont éloignées les unes des autres d'un point de vue évolutif, comme s'il s'agissait d'adaptations successives au fil du temps à des milieux différents. Comment prouver pourtant qu'il existe une authentique unité à l'apparition de la vision chez les êtres vivants ?

 

 

 

 
unité de l'évolution de l'œil

 

 
     Les scientifiques ont pu montrer qu'un seul gène suffit pour déterminer la fabrication de l'œil et, de plus, que ce gène est le même chez la souris, le calmar et la mouche à vinaigre. Cette dernière (
drosophila melanogaster) est, depuis les travaux de Thomas Morgan (1866-1945), bien connue comme drosophile.jpganimal modèle de la génétique, en raison de son taux important de reproduction et de sa courte vie, propriétés quasi-uniques permettant d'obtenir rapidement des dizaines de générations d'individus. Nul étonnement donc que ce soit chez cet animal qu'ait pu être mis en évidence un gène maître (eyeless) qui contrôle l'activation progressive des 2500 autres gènes intervenant dans la construction de l'œil.

 

     Plus encore, un gène voisin (small eye) a été découvert chez les vertébrés ce qui a permis de réaliser une expérience des plus intéressantes où ce gène des vertébrés a induit la formation d'un œil chez la mouche... C'est la raison pour laquelle on peut aujourd'hui avancer que, même si tous les animaux ont des yeux en apparence différents, ils proviennent tous du même œil rudimentaire de départ, œil qu'un seul gène a suffi à réaliser. On peut à présent répondre à la question posée au début du sujet : l'œil est probablement apparu une seule fois au cours de l'évolution chez un ancêtre commun aux mollusques, aux arthropodes et aux vertébrés. Au cours des temps géologiques et suivant les espèces, la sélection naturelle a permis l'apparition et le maintien de caractères bénéfiques à chaque groupe. Voici comment cette complexification a pu se faire :

  

* d'abord il n'existe que quelques cellules sensorielles, photoréceptrices, pouvant détecter s'il existe ou non de la lumière mais pas d'où elle vient ;

 

* le tissu contenant les cellules sensorielles se creuse légèrement, permettant ainsi à la lumière de ne stimuler selon son angle d'impact que certaines cellules ;

 
* la dépression se creuse de plus en plus et permet une
meilleure précision de l'information ;

 
* l'ouverture se rétrécit en refermant la poche sur elle-même, l'ensemble aboutissant à une
chambre noire qui permet à l'individu de percevoir certaines formes : on aboutit à un œil rudimentaire (qui est précisément celui du nautile que nous évoquions plus haut);

 
* une
protection de cellules transparentes vient couvrir l'ouverture de manière à former une lentille rudimentaire;

 
* l'œil obturé se remplit de
liquide de façon à permettre une focalisation.

 
       On pourrait penser qu'il faut un temps incroyablement long pour que les modifications soient prises en compte par la sélection naturelle mais ce n'est pas vraiment le cas : on pense à présent que la majeure partie de ces acquisitions s'est faite assez vite, en quelques millions d'années (quand même !) lors de l
'explosion cambrienne (voir sujets "le schiste de Burgess" et  "l'explosion cambrienne"). Cette époque n'avait pas encore vu la séparation de bien des lignées actuelles et cela explique pourquoi des dispositifs communs existent aussi bien chez les pieuvres, les mouches et les vertébrés (l'unité originelle  de l'oeil a été démontrée en 2008 par les chercheurs de l'Université du Michigan sur un ver photophobique).

  
     Comme on peut le constater, en définitive rien de bien compliqué : les scientifiques modernes considèrent l'œil comme un organe à l'évolution
simple et sans grand mystère. Il aura surtout fallu que les opposants à la théorie de l'évolution l'aient finalement plutôt mal comprise, cette évolution, pour que l'œil ait été choisi par eux comme l'exemple emblématique de leur cause.

 

 

 

vision des animaux

 

 
     Si la sélection naturelle permet de conserver l'œil le mieux adapté à une écologie particulière, on comprend que les différences entre les organes de vision de chaque espèce sont d'autant plus importantes que celles-ci se sont séparées plus tôt les unes des autres. On sait que, parmi les mammifères, seuls les primates et donc l'Homme, possèdent une vision stéréoscopique et en couleurs mais pour les autres ?

 
     La qualité de vision d'un animal dépend de sa faculté à répondre à plusieurs paramètres : la
netteté de l'image, l'acuité visuelle, la perception des couleurs, celle de l'espace et enfin la perception du mouvement. Si l'évolution a « orienté » la vision des animaux en fonction de leurs besoins, on s'attendra à ce que, selon l'espèce, certains caractères aient été retenus, voire étendus, alors que d'autres, secondaires dans la vie de l'animal, auront vu leurs performances moins développées. Par exemple, la spécificité carnivore d'un prédateur exige de distinguer précisément le mouvement de sa proie alors que, a contrario, un animal dont la source d'alimentation est fixe (un fruit pour un oiseau, par exemple) devra développer ses performances plutôt dans le domaine de la perception des couleurs. Comme il serait fastidieux de développer chacun des paramètres que nous venons d'évoquer, intéressons-nous plus particulièrement à l'un d'entre eux : la perception des couleurs.

 

 
          *
la perception des couleurs

 
     Elle est en rapport avec la présence dans la rétine de cellules particulières, les
cônes, sensibles au vert, au bleu et au jaune. La communauté scientifique est à peu près tombée d'accord sur les éléments suivants :

 
. les
insectes, grâce à leur yeux composés, ont une vision des couleurs mais ils voient avec un spectre différent de celui des êtres humains. En vision_abeilles.jpgparticulier, certains d'entre eux (comme, par exemple, les abeilles) perçoivent les radiations de l'ultra-violet proche, invisibles à l'œil humain (remarquons ici que les fleurs ont souvent des marques ultra-violettes visibles pour les pollinisateurs). Ils savent aussi détecter la lumière polarisée (qui peut signaler la présence d'une étendue d'eau).

 
. les
poissons perçoivent assez bien les couleurs jusqu'à l'ultraviolet bien que, on l'a déjà dit, leur vision soit le plus souvent limitée à leur environnement proche (il faut noter que leurs apparences sont parfois très colorées) ;

 
. les
amphibiens comme les grenouilles voient les couleurs mais différemment selon l'heure du jour : leur vision est plutôt orientée vers le jaune durant le jour alors que c'est le vert qui prédomine pour eux la nuit;

 
. les
reptiles perçoivent les couleurs : jaune, rouge, vert et bleu pour le les lézards mais bleu, vert et orange chez la tortue ;

 
. la perception des couleurs est très développée chez les
oiseaux : cela paraît logique puisque, comme on l'a déjà dit, leurs proies sont souvent fixes (ou immobiles quand ils les attrapent) mais aussi parce que leurs plumages peuvent être très bariolés (ce qui est d'une importance capitale lors des rituels sexuels). D'ailleurs, chez les oiseaux, le comportement est bien plus souvent régi par les couleurs que par la forme des objets ou la qualité de la lumière ;

 

. la vision des mammifères a donné lieu à de nombreuses études, parfois contradictoires. Elle est très dépendante du caractère diurne ou nocturne de l'animal étudié. On admet assez volontiers que des animaux comme l'écureuil voient parfaitement les trois couleurs primaires, ce qui est compréhensible étant donné leur mode de vie. En revanche, il ne semble pas que les bovidés les perçoivent : de ce fait, la couleur rouge du tissu agité devant ses yeux lors d'une corrida n'a aucune importance pour le taureau, seulement excité par le mouvement de la « muleta ». Le chat ne voit pas le rouge mais, à l'instar des félins, sa vue lui permet de percevoir la nuit de nombreuses nuances « de gris », jusqu'à cinquante a-t-on dit (car c'est un prédateur nocturne). Le chien a été relativement bien étudié : nous allons nous y attarder un peu car cela nous permettra de comprendre comment cette perception des couleurs s'articule dans la vision globale d'un individu.

 

 
          *
la vision du chien

 
     Longtemps, on a prétendu que le chien, mammifère carnivore, ne percevait pas les couleurs et qu'il « voyait en noir et blanc » ce qui lui était bien suffisant puisque uniquement préoccupé par le mouvement de sa proie potentielle. On propose d'ailleurs l'expérience suivante : on lance une balle verte à un chien sur une pelouse. Tant que la balle roule le chien cherche à la fixer des yeux mais dès qu'elle s'immobilise, il s'en remet à son odorat, décrivant des cercles de plus en plus étroits qui le ramène (en principe) vers la balle.

 

     Alors vision en noir et blanc ? La réalité n'est pas aussi simple : le chien voit Zvenjo-en-2007.jpgbien des couleurs mais son spectre est étroit, se limitant au bleu et au jaune. De ce fait, sa vision est plus monochromatique que réellement colorée mais il faut toutefois la replacer dans un contexte plus général. Par exemple, son acuité visuelle est moins performante que celle de l'homme (d'où l'idée fausse qu'il « voit trouble ») mais le chien domine largement pour la vision nocturne, au point qu'il peut facilement repérer des obstacles invisibles à l'homme (les propriétaires de chiens les promenant la nuit peuvent en témoigner facilement !). Comme son ancêtre le loup, une simple nuit étoilée lui suffit pour repérer une proie en mouvement (pour l'homme, il lui faut au moins une pleine lune !) : cette propriété est due à la présence d'une pellicule fluorescente amplificatrice de lumière tapissant sa rétine (une propriété qu'il partage avec le chat) et, accessoirement, c'est ce qui explique l'éclat particulier de ses yeux la nuit ou sur une photo.

 
     Le chien est
presbyte et incapable de distinguer les détails à moins de 30 cm ; suivant sa race, ses yeux sont plus ou moins latéralisés ce qui lui permet de posséder un champ de vision plus large que celui de l'homme mais avec, en contrepartie, une plus grande difficulté à apprécier le relief.

 
     Une autre grande différence avec l'homme est sa
fréquence de vision bien plus élevée : du coup, il perçoit plus facilement les mouvements (à la manière d'un « ralenti » de cinéma), parfois jusqu'à plusieurs kilomètres. Cette faculté très spéciale explique pourquoi un chien ne voit de la télévision qu'une suite saccadée d'images sans liens entre elles...

 
     La vision, on le voit bien, ne se cantonne donc pas à une plus ou moins bonne discrimination des couleurs. Mais il y a plus : il faut aussi recadrer cette dimension visuelle avec les autres sens. Le chien entend mieux que l'homme (notamment certains ultrasons), a un odorat autrement développé (une palette d'odeur cent fois plus large ce qui explique son utilisation pour le dépistage d'explosifs ou de stupéfiants) et, peut-être même, un sens de l'orientation inconnu de nous (sinon comment pourrait-il retrouver une maison située à des centaines de km ou, savoir, dans la voiture de ses maîtres, qu'il vient d'arriver au terme du voyage ?). Tout cela combiné donne à l'animal une sorte de carte mentale interactive très détaillée, une faculté que l'homme a, semble-t-il, depuis longtemps perdue.

 

 

 

 
l'évolution est un tout

 

 
     Lors de la transformation des espèces au long du temps, il est souvent difficile d'identifier l'apport positif de telle ou telle modification pour une espèce. D'abord, parce qu'on ne les discerne pas toutes, ensuite parce qu'elles ne prennent toute leur valeur que dans un contexte d'interactions avec les autres facultés de l'espèce en question. C'est ainsi qu'il faut étudier l'évolution de l'œil : certaines « améliorations » qui nous semblent indispensables n'ont pas été retenues chez une autre espèce tout simplement parce qu'elle n'aurait rien apporté de plus à ce qui existait déjà. La sélection naturelle est économe en apparence : elle ne retient que ce qui permet de survivre mieux et toutes les modifications qui ne sont pas utiles à un moment donné sont rejetées par la nature parce qu'elles confèrent à celui qui en a hérité un
désavantage sélectif. Parfois, un tel désavantage est à nouveau sélectionné si les conditions du milieu changent et s'il apporte alors un plus pour son porteur.

 
     On peut s'en désoler car, en somme, n'est retenu que ce qui est utilitaire (même si cela n'est pas toujours apparent) mais c'est la règle. Comme dit le proverbe romain : « dura lex, sed lex ». Tout de même, je me demande parfois à quoi peut bien ressembler un monde en ultraviolet : nous autres, humains, y sommes aveugles et pourtant l'ultraviolet décore les plumages colorés de certains oiseaux et c'est encore lui qui attire les papillons et les abeilles vers les pétales des fleurs. Je me demande bien quelle impression cela donne de vivre dans ce monde étrange.

 

 

 

Images

 

2. drosophila melanogaster (sources :  www.snv.jussieu.fr/ bmedia/ATP)

3. vision humaine comparée à la vision d'une abeille : cette dernière ne capte pas le rayonnement du rouge mais celui de l'ultra-violet (sources : www.visilab.ch)

4.  Zvenjo, teckel mâle (collection personnelle)

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

 

 

 

 

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Mise à jour : 21 février 2023

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