L'évolution comme grille de lecture du monde
Cours · enseignement scientifique (terminale), chapitre 8 · terminale, enseignement scientifique · le début du chapitre, la suite sur Adloun
8.1 Introduction : pourquoi notre corps est-il si mal conçu ?
Un ingénieur à qui l'on demanderait de dessiner un être humain ne produirait jamais celui-ci. Il ne ferait pas passer les voies respiratoires et les voies digestives par le même carrefour, où quelques milliers de personnes s'étouffent chaque année. Il ne poserait pas les fibres nerveuses de la rétine devant les cellules qui reçoivent la lumière, ce qui oblige à percer un trou dans l'œil pour laisser sortir le nerf optique — d'où notre point aveugle. Il ne ferait pas descendre un nerf du cerveau jusqu'au cœur pour le faire remonter au larynx, à quelques centimètres de son point de départ. Il ne mettrait pas des mamelons aux mâles, ni des dents qui ne rentrent pas dans la mâchoire.
Ces bizarreries ne sont pas des accidents individuels : elles sont partagées par des groupes entiers d'espèces, et elles ont une explication commune. Le corps n'a pas été conçu ; il a été bricolé, à partir de ce qui existait déjà, à chaque génération, sans plan et sans possibilité de recommencer. Un être vivant n'est pas un dessin : c'est un manuscrit couvert de ratures, dont chaque état intermédiaire devait être lisible.
C'est ce que dit une phrase souvent citée du généticien Theodosius Dobzhansky, écrite en : « rien en biologie n'a de sens, sinon à la lumière de l'évolution ». Ce chapitre prend cette phrase au sérieux et la met à l'épreuve dans trois domaines très différents.
- L'anatomie. Nous verrons que certains caractères s'expliquent très bien par leur fonction — ils sont adaptatifs — mais que d'autres ne s'expliquent que par leur histoire. Savoir distinguer les deux est le premier savoir-faire du chapitre, et c'est une compétence critique : il est facile, et faux, d'inventer une fonction à tout.
- La médecine. Les micro-organismes évoluent sous nos yeux, en quelques jours. La résistance aux antibiotiques, la reformulation annuelle du vaccin contre la grippe, l'apparition des variants viraux ne sont pas des malchances : ce sont les conséquences prévisibles de la sélection naturelle appliquée à des populations immenses au temps de génération très court.
- L'agriculture. Depuis dix mille ans, l'humanité exerce des pressions de sélection délibérées — la domestication — et des pressions involontaires — les pesticides, qui sélectionnent les ravageurs qui y résistent. Les deux relèvent exactement du même mécanisme.
Et parce que ce mécanisme est d'une remarquable généralité, nous irons voir en fin de chapitre ce qu'il devient hors de la biologie : dans les algorithmes d'optimisation, dans l'évolution des langues, dans la transmission des techniques. Cette dernière partie ne fait pas partie des attendus du programme ; elle est là parce que c'est elle qui donne au chapitre son titre. Une grille de lecture ne vaut que si l'on sait aussi où elle cesse de s'appliquer.
Ce chapitre parle de sélection, d'adaptation, de compétition. Ces mots ont été détournés, depuis le XIXe siècle, pour justifier des hiérarchies sociales et des politiques criminelles. Il faut donc être net : la sélection naturelle décrit ce qui se produit, elle ne prescrit rien. Un caractère répandu n'est pas pour autant souhaitable, un caractère rare n'est pas inférieur, et il n'existe aucune espèce « plus évoluée » qu'une autre — toutes les lignées actuelles ont exactement le même âge. Passer d'un fait à une norme est une faute de raisonnement, et elle porte un nom en philosophie : le sophisme naturaliste.
8.2 Les quatre briques de la grille
8.2.1 Variation, hérédité, tri
Dans toute population, les individus diffèrent les uns des autres : c'est la variation. Elle a trois sources : les mutations de l'ADN, le brassage des chromosomes lors de la reproduction sexuée, et l'influence du milieu sur le développement. Seules les deux premières sont héritables, et ce sont les seules qui comptent pour l'évolution.
Le hasard intervient à trois moments distincts, qu'il ne faut pas confondre.
- Dans l'apparition des variations. Une mutation survient sans rapport avec le besoin de l'organisme. Une bactérie ne « fabrique » pas une résistance parce qu'on lui donne un antibiotique : la mutation était là avant, ou elle apparait au hasard, et l'antibiotique ne fait que trier.
- Dans la transmission des allèles d'une génération à l'autre : c'est la dérive génétique, étudiée au chapitre précédent.
- Dans les évènements historiques : une extinction de masse, une île qui se sépare, un climat qui bascule. On parle de contingence : si l'on « rejouait le film », il ne donnerait pas le même résultat.
La sélection naturelle est le tri, non aléatoire, des variants héritables selon le nombre de descendants qu'ils laissent dans un environnement donné. Elle n'agit pas sur les individus mais sur les fréquences dans la population, et elle n'a ni but, ni prévoyance, ni mémoire : elle ne peut favoriser que ce qui est avantageux maintenant.
Démonstration (Le raisonnement de Darwin, en trois prémisses)
L'argument est purement logique : si les trois prémisses sont vraies, la conclusion l'est nécessairement.
- Variation : les individus d'une population diffèrent.
- Hérédité : une partie de ces différences se transmet à la descendance.
- Reproduction différentielle : dans un milieu aux ressources limitées, tous les individus ne laissent pas le même nombre de descendants, et ce nombre dépend en partie de leurs caractères.
Conclusion : la composition de la population change de génération en génération, les variants qui laissent plus de descendants devenant plus fréquents. Ce n'est pas une hypothèse, c'est une déduction. Tout le travail empirique consiste à vérifier les trois prémisses dans chaque cas concret.
Une adaptation est un caractère façonné par la sélection naturelle pour la fonction qu'il remplit aujourd'hui.
Une exaptation est un caractère apparu pour une raison — ou sans raison — puis recruté pour une fonction différente. Les plumes ont vraisemblablement joué un rôle d'isolation thermique avant d'être utilisées pour le vol.
Une contrainte est ce que l'histoire ou le développement interdisent. Un caractère peut être mauvais et persister parce qu'aucune modification progressive n'y mène sans passer par un état non viable.
Un compromis apparait quand deux exigences s'opposent : la sélection ne maximise alors aucune des deux, elle trouve un équilibre entre elles.
chaque génération. La variation fournit la matière, l'hérédité la conserve, la reproduction différentielle la trie. Le hasard et la nécessité y occupent des
places distinctes : ce qui apparait est aléatoire, ce qui reste ne l'est pas.8.3 L'anatomie comme archive
8.3.1 Le savoir
Les structures anatomiques présentent des particularités surprenantes d'un point de vue fonctionnel, pouvant paraitre sans fonction avérée ou bien d'une étonnante complexité. Elles témoignent de l'évolution des espèces, dont la nôtre. Les caractères anatomiques peuvent être le résultat de la sélection naturelle, mais certains sont mieux expliqués par l'héritage de l'histoire évolutive que par leur fonction.
La dernière phrase est la plus importante du chapitre. Elle affirme qu'il existe deux types d'explications légitimes pour un caractère anatomique — la fonction et l'héritage — et que la première n'est pas toujours la bonne. C'est un garde-fou méthodologique : sans lui, on peut inventer une fonction plausible à n'importe quoi.
8.3.2 Le détour du nerf laryngé récurrent
Le nerf qui commande le larynx part du cerveau. Le larynx est à quelques centimètres du cerveau. Or ce nerf descend jusque dans le thorax, contourne l'arc de l'aorte, et remonte au larynx. Chez l'être humain, le détour mesure une trentaine de centimètres. Chez la girafe, dont le cœur est à deux mètres du crâne, le même nerf parcourt plus de quatre mètres pour relier deux points distants de quelques centimètres.
Aucune fonction connue ne justifie ce trajet. Son explication est historique. Chez les ancêtres poissons des vertébrés, le nerf passait derrière un arc branchial, selon un trajet direct et court. Au cours de l'évolution des tétrapodes, le cœur et les gros vaisseaux ont migré vers l'arrière tandis que le cou s'allongeait, entrainant le nerf avec eux. À aucun moment il n'a été possible de « recâbler » : chaque étape intermédiaire devait donner un animal viable, et un nerf sectionné puis reconnecté ailleurs n'est pas une étape possible. Le trajet s'est donc allongé, génération après génération, sans jamais pouvoir être corrigé.
chez la girafe. Ce détour absurde d'un point de vue fonctionnel est l'un des arguments les plus parlants en faveur d'une explication historique de l'anatomie : un concepteur ne l'aurait pas dessiné, une histoire l'explique
entièrement.8.3.3 Quatre autres cas, quatre types d'explication
Le mamelon masculin : une contrainte de construction.
Chez les mammifères, l'embryon suit d'abord un plan de développement commun aux deux sexes ; les ébauches mammaires se forment avant que la différenciation sexuelle n'intervienne. Le mamelon masculin n'a donc pas de fonction : il est le sous-produit d'un programme de développement partagé. Il n'est pas contre-sélectionné parce qu'il ne coute pratiquement rien. Leçon : un caractère peut exister sans avoir jamais été « choisi » par quoi que ce soit.
Les dents de sagesse : une régression en cours.
Les troisièmes molaires ont perdu leur intérêt à mesure que l'alimentation humaine devenait plus tendre — cuisson, broyage, puis transformation industrielle — et que la mâchoire raccourcissait. Résultat : ces dents manquent de place et deviennent souvent une gêne, voire un danger avant l'ère chirurgicale. Chez une part importante de la population, l'une au moins de ces dents ne se forme même plus. Leçon : l'évolution ne supprime pas d'un coup ce qui est devenu inutile ; elle le laisse régresser, avec des variantes selon les individus et les populations.