L'article que je vais évoquer aujourd'hui témoigne, à mon sens, de l'immense maturité de la théorie de l'évolution. Quand on pense que certains pensent venir la démolir avec un ou deux contre-exemples soit disant décisifs, des articles comme celui qui suit montrent la subtilité de la pensée évolutive contemporaine et démontrent aussi que certains mécanismes qui pourraient être brandis comme la preuve que « Darwin ne marche pas », et autres effet de manche faciles, sont, quand on les observe patiemment et honnêtement, tout à fait compatibles avec les dynamiques dites darwiniennes.

 

Et bien sûr par ce mot, il ne s'agit pas d'en revenir au darwinisme « old school » version 1.0, qui comme toute théorie, a été depuis 1859 logiquement critiqué, amendé et complété par 150 ans de génétique, de biologie moléculaire, de biologie des populations etc. Le genre de « détail » que certains contempteurs du darwinisme oublient opportunément de rappeler, préférant donner de cette pensée vivante l'image d'une doctrine sous formol.

Ca y est, vous êtes appâtés ? Alors on y va... et on s'accroche !

 

L'article qui a attiré mon attention s'intitule en français « Variation Facilitée : Comment l'Evolution apprend des environnements passés pour s'adapter aux nouveaux » (Parter et al, 2008) . Le genre de titre qui peut effrayer le biologiste habitué à travailler avec l'idée d'une évolution « à l'aveugle », sans influence transcandentale supérieure et cachée. L' « évolution qui apprend », c'est un peu l'équivalent de la TNT en biologie, on manipule ça avec beaucoup de précaution, parce qu'on sent bien qu'on frôle la sortie de route qu'adorent emprunter les partisans de l'Intelligent Design, cette idéologie qui n'est rien d'autre qu'une forme actualisée du créationnisme. Le moins qu'on puisse dire, c'est que le papier en question ne mange pas de ce pain-là et que justement, il permet d'aborder rationnellement et scientifiquement certaines marges de l'explication darwinienne et ainsi, à mon sens, de renforcer la théorie générale en faisant reculer les fantasmes d'explication théologique du vivant.

 

L'article commence par évoquer le concept de variation facilitée. On va commencer par là, et j'avoue que je n'en étais pas familier, du moins pas formulé comme ça. Forgé par Kirschner et Gerhardt, dans un livre entièrement téléchargeable ici, The plausibility of life , il cherche à trouver le lien entre l'apparition de mutations génétiques aléatoires et la manière dont l'organisme, par sa construction intrinsèque, peut les utiliser efficacement. En effet a priori, on pourrait se dire que des petites variations génétiques vont avoir logiquement tendance à engendrer des petites variations de formes.

 

Or les biologistes savent que ce n'est pas ce qui semble se passer. Kirschner et Gerhardt ont compilé toute une série de données qui confirment cette intuition : L'organisme semble être construit (à toutes les échelles, moléculaire, cellulaire etc) de sorte que des petites variations génétiques peuvent avoir une forte probabilité de générer des grosses variations de formes. Positives ou négatives, sélectionnées ou contre-sélectionnées. Mais grosses. Voilà pour la variation facilitée.

 

On connait d'ailleurs plusieurs bases pour l'expliquer, notamment le fait que le vivant est à plusieurs échelles, modulaires : les gènes fonctionnent par modules, le développement des embryons se fait par modules. Une petite variation dans le niveau d'expression d'un gène peut activer des modules différents et avoir de lourdes conséquences. Nous voilà retombés sur nos pattes de la variation facilitée.

 

Vous y êtes ? Alors on continue. Merav Parter et ses collègues de l'institut Weizmann en Israël, se sont demandés comment cette variation facilitée pouvait elle même évoluer. Quelles conditions environnementales peuvent provoquer une augmentation de la probabilité d'apparition de changements utiles ? Quelles organisations internes aux organismes peuvent faire de même ? Les chercheurs sont partis de l'idée suivante. Quand un environnement change, un organisme doit continuer à assurer une même fonction : sa survie, en modulant les sous tâches :-se nourrir, éviter les prédateurs, résister aux maladies etc. Celles-ci sont incontournables, mais il faut y parvenir en s'adaptant au nouvel environnement. Et on pourrait raisonner ainsi au niveau de la cellule voir des molécules...

 

Alors, comment tout cela peut-il évoluer ? Dans cet article qui décidément a le chic pour rassembler des données en soi épatantes, les chercheurs se sont intéréssés au cas où l'environnement change de manières prévisible. On pourrait penser que c'est rarement le cas, mais en fait, cela arrive de manière non négligeable. Vient alors la question « qui tue » : dans ce cas, quand l'environnement change cycliquement, la lignée peut-elle apprendre des conditions précédentes, quand celles-ci reviennent ?

 

Dit autrement : Si de lointains ancêtres ont subi les mêmes conditions de vie que les miennes, est-ce que cela pourrait m'aider à mieux m'adapter quand celles-ci réapparaissent ? Dit encore autrement : L'ADN des organismes peut il archiver les solutions optimisées pour chacune des sous tâches dans chacunes des conditions, et les ressortir du chapeau si les conditions se représentent ? Vous trouvez ces question compliquées ? Prenez votre temps, lisez les tranquillement car la réponse est toute simple : c'est oui. (Bon OK, là je vous épargne 10 pages de démonstration...).

 

Les chercheurs ont procédé par modèles. Ils ont simulé des organismes avec un ADN organisé comme nous le connaissons. Ils ont « soumis » ces organismes à des variations d'environnement cycliques ou complètement aléatoires. Ils ont comparé les résultats. Et montrent que les environnements changeant de manière cycliques favorisent l'évolution de la variation facilitée, et augmentent la capacité d'un système à lui-même évoluer. Bref, à être souple.

 

Si on file la métaphore de l'apprentissage, on pourrait donc dire que tant qu'à aller à l'école, l'Evolution a intérêt à ... redoubler !

 

Quelle substantifique moëlle tirer de tout cela ? D'abord, le résultat lui même. S'apercevoir que les dynamiques darwiniennes sont tellemement opportunistes que même des changements d'environnement cycliques peuvent être mis à profit (attention, pas de finalisme, j'ai bien dit « peuvent » , ce qui veut dire que parfois ce n'est pas le cas ...), ce n'est pas rien. On voit évidemment ce que cela pourrait signifier pour des organismes vivant une année : génération après génération, la cyclicité des saisons pourrait rendre la lignée de plus en plus souple et de plus en plus apte à s'adapter efficacement...A vérifier...

 

Mais de plus, on voit bien que ce genre de travaux, reposant sur des équations sérieuses, qui sont soumis à la critique des pairs, éventuellement mesurables et améliorables, sont aussi une pierre dans le jardin de ceux qui prétendent que la vie est trop complexe/belle/parfaite ( choisissez) pour être due seulement à l'évolution darwinienne... Ici, ce travail opiniatre montre comment on peut comprendre rationnellement que l'évolution soit potentialisée par ses trouvailles antérieures sans faire appel à un miracle divin.Voire comprendre comment des sauts qualitatifs apparemment étonnant peuvent être accomplis (sans jamais oublier parallèlement que pour une réussite, c'est souvent mille échecs que nous ne voyons pas, donc pas de "miracle de la vie" à l'horizon...)

 

Enfin, ce papier semble confirmer que le génome doit être pris pour une boite à outils dont certains outils (=certains gènes) sembleraient un temps dépassés, mais peut-être réutilisables quelques générations plus tard. Cela remet en cause l'idée que notre génome est le siège d'un programme bien réglé, mais peut être un fourre-tout bourré de pépites utiles de temps en temps, inutiles souvent. De quoi cesser de nous penser comme des ordinateurs derniers cri mais dociles, mais plutôt comme des êtres produits par le désordre et les opportunités, adaptables et souples. Une forme de définition biologique de la liberté. Pas si mal, non ?

 

Parter M, Kashtan N, Alon U 2008 Facilitated Variation: How Evolution Learns from Past Environments To Generalize to New Environments. PLoS Computational Biology 4(11)

 

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