Instincto et Évolution

Darwin est né en 1809, et sa théorie a été publiée ne 1859, donc en 2009 deux centième anniversaire de sa n aissance, et cent-cinquantième anniversaire de la théorie de l’Évolution.

Opposants : créationnistes. Pas d’importance pour notre raisonnement. De toute façon, les deux théories sont compatibles : la vie est peut-être le fruit de la matière et du hasard, mais c’est le Créateur qui a fait la matière et les lois du hasard. Donc, affirmer que c’est le Créateur qui est à l’origine de la vie n’exclut pas que le hasard de rencontres moléculaires ou de mutations d’ADN aient contribué à l’apparition de la vie et à son évolution. Reste la question des sept jours de la Genèse : comme le Créateur vit dans l’éternité, chacun de ces jours peut durer un milliard d’années. C’est bien le temps que la vie a mis pour arriver à sa forme d’aujourd’hui… En conclusion, le créationnisme ne permet pas de nier les lois de l’Évolution, et les lois de l’Évolution ne permettent pas de nier le Créationnisme. Gageons que cette constation dérangera aussi bien les évolutionnistes que les créationnistes…

La théorie de l’évolution des espèces décrite ci-dessus, admise aujourd’hui par l’écrasante majorité des biologistes à travers le monde, est dite « néodarwinienne » parce qu’elle est largement fondée sur celle qu’avait proposée Darwin en 1859 dans son ouvrage fondateur, De l’origine des espèces par voie de sélection naturelle. Cette théorie néodarwinienne est encore appelée la « synthèse moderne » parce qu’elle a notamment résulté, au cours de sa fondation dans les premières décennies du XXe siècle, de la synthèse de la théorie de la sélection naturelle de Darwin et de la science alors nouvelle de la génétique (due à Mendel), appliquée au cas des populations naturelles qui composent les espèces. En 2002, une révision substantielle de cette théorie de l’évolution a été proposée par Stephen Jay Gould dans un énorme ouvrage de 1 433 pages, The Structure of Evolutionary Theory, publié deux mois avant sa mort. À la fois testament et couronnement de l’œuvre de ce grand savant, cet ouvrage est le résultat d’un travail de réflexion mené durant plus de vingt ans. Plus précisément, cette révision touche surtout à la macroévolution, c’est-à-dire aux aspects de l’évolution à grande échelle (tel le tableau général de la diversité des êtres vivants) et à ses modalités observables au fil des temps géologiques - aspects et modalités dont les recherches scientifiques de la fin du XXe siècle avaient montré qu’ils n’étaient pas correctement expliqués par le darwinisme strict.

La sélection entre espèces

La théorie de S.J. Gould n’est pas une théorie « antidarwinienne », comme il y en a eu tant depuis la publication de l’Origine des espèces . Elle se fonde, en effet, sur celle de Darwin, reconnaissant la sélection naturelle comme mécanisme fondamental (mais non exclusif) de l’évolution des espèces. Cependant, elle l’élargit et la complète sur trois points fondamentaux qui avaient servi de base à Darwin pour la formulation de sa théorie.

Premièrement, alors que Darwin avait pensé que la sélection naturelle n’agissait qu’au niveau des organismes individuels (c’était la notion de lutte pour la survie et de survie des plus aptes), S.J. Gould estime qu’il faut prendre en compte deux autres niveaux : le niveau situé au-dessous de celui des organismes, c’est-à-dire celui des gènes eux-mêmes (grâce à quoi l’on peut expliquer la présence, dans le génome des organismes multicellulaires, d’une quantité énorme de gènes n’ayant apparemment pas d’utilité pour l’organisme qui les héberge) et le niveau situé au-dessus de celui des organismes, c’est-à-dire celui des espèces considérées en tant qu’entités individuelles (grâce à quoi l’on peut expliquer la forme des arbres évolutifs, pour telle ou telle famille que l’on considère). La notion d’espèces en tant qu’entités individuelles provient directement des observations en paléontologie qui avaient permis à S.J. Gould et à son collègue américain Niles Eldredge de proposer, dès 1972, un modèle d’évolution au sein des archives géologiques, dit «  »modèle d’évolution par équilibres ponctués (Voir ci-dessus). Les deux paléontologistes avaient en effet établi que les espèces fossiles perdurent pendant des centaines de milliers - voire des millions - d’années avec des caractéristiques pratiquement inchangées, pour disparaître brusquement (à l’échelle des temps géologiques, c’est-à-dire, au bas mot, sur des milliers d’années) et laisser place rapidement (là encore, en plusieurs milliers d’années) à de nouvelles espèces qui sont leurs descendantes, avec des caractéristiques légèrement modifiées. C’est la longue période de non-évolution des espèces, la « stase évolutive », comme l’avaient dénommée Gould et Eldredge, qui n’était prévue ni par le darwinisme ni par le néodarwinisme classique car, selon ces théories, les populations composant les espèces sont continuellement en train de se modifier sous l’action de la sélection naturelle. Autrement dit, il ne devrait pas y avoir de « stase », de période de « non-évolution » dans les archives fossiles. Or, ce phénomène est connu depuis toujours des paléontologistes, mais il était jusqu’alors passé sous silence, étant donné que cette observation ne s’accordait pas avec la théorie darwinienne orthodoxe de l’évolution. Les deux paléontologistes américains n’ont donc fait que le mettre en lumière, et le « modèle d’évolution par équilibres ponctués » est aujourd’hui parfaitement reconnu par les évolutionnistes comme l’une des modalités les plus fréquentes, voire dominantes, de l’évolution.

Dans le cadre des équilibres ponctués, les phases de stases sont interrompues - « ponctuées » - par des phases de transitions rapides entre espèces. Ces dernières, correspondant à la naissance de nouvelles espèces, sont parfaitement explicables par les mécanismes sélectifs ou aléatoires envisagés par la théorie néodarwinienne classique, qu’admet sans réserve S.J. Gould. Elles ne supposent pas de « mutations spéciales » ou de « macromutations », inconnues des généticiens.

C’est parce que les espèces restent inchangées sur la plus grande partie de leur durée que l’on peut les considérer comme des entités individuelles. Nombre de conséquences peuvent être tirées de cette notion. En effet, lorsque naissent des espèces nouvelles, il en apparaît généralement plusieurs en même temps, dotées de caractéristiques voisines. Dès lors, postule S.J. Gould dans The Structure of Evolutionary Theory, des processus de remplacements entre espèces, sélectifs ou aléatoires, peuvent prendre place, de la même manière que prennent place, au sein des espèces, des remplacements de gènes, sélectifs ou aléatoires. Il existe donc un niveau d’évolution interspécifique, indépendant du niveau d’évolution intraspécifique, qui peut se combiner à celui-ci de façon variée et complexe (agissant dans le même sens que lui ou, au contraire, s’opposant à lui), et qui permet d’expliquer la forme prise par l’arbre évolutif de telle famille d’espèces, celle des équidés ou celle des hominidés par exemple.

Les gènes architectes

D’après la théorie néodarwinienne, la sélection naturelle, à elle seule, a déterminé toutes les formes prises par les espèces dans le tableau général de l’évolution : cette thèse n’est plus défendable, et c’est là le deuxième point qui, selon S.J. Gould, doit être révisé. Les découvertes en génétique moléculaire du développement effectuées au cours des vingt dernières années ont en effet apporté un certain nombre d’informations : l’on sait maintenant que les mêmes gènes « maîtres », appelés « gènes homéotiques », qui entrent en action au début du développement des organismes, déterminent le plan d’organisation des insectes, des crustacés et des autres arthropodes, mais aussi des vertébrés et de tous les animaux, quel que soit l’embranchement auquel ils appartiennent ; que, grâce à la conservation de certains gènes « architectes », le plan d’organisation des vertébrés est réellement équivalent à celui des insectes par « retournement », conformément à la thèse du biologiste français Étienne Geoffroy Saint-Hilaire, qui l’avait défendue, en vain, devant Cuvier au début du XIXe siècle ; que les mêmes gènes fondamentaux, régissant notamment le plan d’édification des yeux, ont été conservés dans la plupart des embranchements, de sorte que, par exemple, l’œ du calmar est très semblable à l’œil du mammifère (cette ressemblance n’étant donc pas une coïncidence fortuite de deux organes édifiés indépendamment sous le seul contrôle de la sélection naturelle). De manière générale, toutes ces découvertes en génétique moléculaire du développement signifient que certains gènes, ou certaines voies de développement, sont réellement homologues chez des groupes d’animaux séparés par plus de 500 millions d’années d’évolution, alors que les fondateurs de la « synthèse moderne » avaient affirmé que les ressemblances entre groupes aussi distants ne pouvaient être que des analogies édifiées par la sélection naturelle. Autrement dit, les découvertes de la génétique du développement montrent que des contraintes (dues aux gènes « maîtres » ou « architectes » du développement) ont pesé sur les voies prises par l’évolution pour développer la gamme des formes animales, et que celles-ci n’ont donc pas résulté de l’action exclusive de la sélection naturelle. On peut en tirer la conclusion, importante, que contrairement à l’une des thèses majeures du darwinisme, les variations soumises à l’action de la sélection naturelle ne sont pas toujours orientées au hasard, puisqu’elles ont, au cours de l’histoire de la vie, présenté des directions privilégiées dans le cadre de l’évolution des formes au sein du règne animal.

Par ailleurs, un certain nombre de traits n’ont pas été directement façonnés à l’origine par la sélection naturelle pour l’usage qu’ils ont à présent chez certains organismes : ou bien ils avaient une autre fonction que celle qu’ils ont maintenant (l’exemple classique est celui des plumes sur les avant-bras de certains dinosaures qui servirent à la thermorégulation avant de sous-tendre la fonction de l’aile dans le vol, chez les oiseaux) ; ou bien, ils étaient simplement une conséquence d’abord sans utilité particulière de certaines caractéristiques de construction des organismes (l’exemple classique est celui de l’axe creux autour duquel est enroulée la coquille de toutes les espèces d’escargot : son existence est déterminée par la géométrie de l’enroulement en hélice de la coquille ; or, sur la base de cette donnée structurale, sans utilité adaptative au départ, certaines espèces d’escargots s’en sont servi pour abriter leurs œufs). Les cas d’« exaptation », selon un terme forgé par S.J. Gould et sa collègue Elisabeth Vrba pour désigner des structures ayant changé d’utilité adaptative (comme les plumes des oiseaux), ou les cas de non-adaptation (comme l’axe creux des escargots) n’avaient que peu ou pas du tout été pris en compte par Darwin et les néodarwiniens, alors que Gould estime qu’ils sont très nombreux et jouent un rôle important pour comprendre la genèse des formes animales variées dans le tableau général de l’évolution, indépendamment de l’action de la sélection naturelle.

Originalité de l’apport de S.J. Gould à la théorie de la macroévolution

Le troisième point sur lequel Gould estime que le darwinisme doit être révisé est le suivant : les grandes tendances indiquées dans le tableau général des formes animales au cours des temps géologiques - ce que S.J. Gould appelle la « macroévolution » - ne peuvent pas se déduire, par simple extrapolation, des seuls phénomènes étudiés par les biologistes de l’évolution au sein des populations animales vivant aujourd’hui - ce que l’on appelle traditionnellement la « microévolution » -, contrairement à ce qu’avaient postulé Darwin et les néodarwiniens. En effet, si l’on admet que les espèces se comportent comme des entités individuelles les unes par rapport aux autres, elles sont soumises à des processus de sélection entre espèces. Or, ces processus de sélection visent des propriétés émergentes des espèces qui ne peuvent pas se déduire directement des organismes les composant (à la manière dont les propriétés de l’eau ne peuvent pas se déduire de celles de l’hydrogène et de l’oxygène). Ces propriétés émergentes ont trait, par exemple, à des modes de distribution des populations composant les espèces (petits groupes très dispersés ou au contraire populations denses sur de grandes régions) et jouent un rôle déterminant sur le devenir des espèces à long terme et sur le succès des lignées à l’échelle des temps géologiques. De plus, des phénomènes de remplacement aléatoire d’espèces par d’autres (par exemple, à la suite d’événements imprévisibles, comme la collision de la Terre avec un astéroïde à la fin du Crétacé, ou les fusions d’îles avec des continents en raison de la tectonique des plaques) interviennent pour modeler le déploiement des lignées animales avec le temps. Ces phénomènes de sélection entre espèces ou de survie aléatoire de certaines lignées permettent donc de dire que la macroévolution est largement découplée de la microévolution, et cette thèse constitue l’apport le plus original de la théorie proposée par S.J. Gould.

Lumières nouvelles sur l’évolution

La combinaison de causes telles que le remplacement sélectif ou aléatoire entre espèces et la canalisation de l’évolution par les gènes « architectes » du développement permet d’expliquer de façon nouvelle les phénomènes des tendances évolutives, comme la réduction graduelle du nombre de doigts chez les équidés ou le développement d’un cerveau toujours plus grand chez les hominidés. Darwin et les néodarwiniens avaient pensé qu’elles avaient simplement résulté de la lutte entre les individus au sein des espèces (la réduction du nombre de doigts chez les équidés ayant, par exemple, été promue directement par la plus grande rapidité à la course des chevaux individuels). Autrement dit, selon eux, le succès final des espèces à plus petit nombre de doigts chez les équidés avait simplement été la traduction, au niveau des espèces, du succès des individus les plus aptes au sein des espèces. Telle n’est pas l’interprétation de Gould, dont la nouvelle théorie prend en compte les ramifications complexes de l’arbre généalogique des équidés, mettant en jeu de nombreuses espèces, dont certaines à peu près équivalentes : la persistance finale d’une seule brindille de cet arbre, le genre Equus a probablement été le résultat d’une combinaison de phénomènes sélectifs et aléatoires.

De même, à la base de l’arbre évolutif des hominidés, la multiplication des découvertes de ces dernières années en Afrique et l’augmentation du nombre des espèces de pré-australopithèques (Orrorin, Ardipithecus, etSahelanthropus, etc.) découvertes récemment laissent penser qu’il est vain de rechercher parmi ces dernières l’ancêtre exclusif de l’homme, comme l’y invitait le modèle linéaire d’évolution graduelle du darwinisme traditionnel. La clé expliquant la complexité des ramifications à la base de l’arbre évolutif des hominidés se trouve certainement dans les révisions du darwinisme classique proposées dans The Structure of Evolutionary Theory. Les paléo-anthropologues commencent à se rendre compte qu’ils doivent maintenant se tourner vers les théories de S.J. Gould.