Memorável

El Pais (Madrid)



No han encontrado todavía lo que buscaban, pero han hecho un avance significativo en el conocimiento de los primeros instantes del Universo. El numerosísimo grupo de científicos que busca el eco de las ondas gravitatorias con las grandes instalaciones LIGO y Virgo ha puesto límites al número de estas perturbaciones en el espacio y en el tiempo que pudo causar el Big Bang, la gran explosión inicial, y que fueron predichas por Albert Einstein en 1916 en su teoría de la relatividad general.

El análisis de los datos tomados por los instrumentos desde 2005 a 2007 ha servido también para descartar algunas teorías sobre los primeros instantes del Universo.

"Nuestros resultados son un paso adelante importante para la detección de las ondas gravitatorias que fueron creadas cuando el universo se expandió en sus primeros momentos de existencia", explica Lee Samuel Finn, uno de los investigadores. "Esta clase de información nos dará claves para comprender cómo evolucionó la estructura del Universo; por ejemplo, por qué está agrupado en galaxias".

Al igual que la radiación de fondo de microondas, ya detectada, el eco o fondo de las ondas gravitatorias sería una reliquia del Big Bang, que contendría información sobre las condiciones en que se generaron y sobre la naturaleza de la fuerza de la gravedad, la más desconocida. Esta información no se puede obtener con observaciones astronómicas convencionales. Por ello se construyeron en Estados Unidos los interferómetros laser LIGO, en forma de L de ocho kilómetros de longitud y separados 3.000 kilómetros, que pueden detectar diferencias mínimas en las distancias, equivalentes a la milésima parte del diámetro de un núcleo atómico. Funcionan desde 2002, y el trabajo que ayer publicaron en la revista Nature los 700 científicos que colaboran en el estudio de los datos es un hito en su trayectoria, a la que se unió en 2007 el interferómetro Virgo, en Cascina (Italia).

Ahora esperan construir el LIGO avanzado, en las mismas instalaciones, que empezará a funcionar en 2014 y tendrá una sensibilidad 10 veces mayor. Estará financiado por Estados Unidos, Reino Unido y Alemania. Podrá detectar cataclismos cosmológicos como agujeros negros y estrellas de neutrones a 10 veces más distancia, equivalente a un volumen 1.000 veces mayor que en la actualidad. Y esperan encontrar por fin la pista definitiva para confirmar la existencia de las ondas gravitatorias predichas por Einstein.

El País (Madrid)
MALEN RUIZ DE ELVIRA - Madrid - 18/08/2009


La nave 'Stardust' tomó las muestras en el Wild 2



Les ha llevado tres años, pero ahora están seguros. La glicina -uno de los 20 aminoácidos que forman las proteínas y, por tanto, son la base de la vida- hallada en las muestras del Wild 2 procede de ese cometa. Es la primera vez que se encuentra un aminoácido en un cometa y el equipo de la NASA que ha hecho el descubrimiento cree que éste refuerza la hipótesis de que "algunos de los ingredientes de la vida se formaron en el espacio y fueron traídos a la Tierra con el impacto de meteoritos y cometas", en palabras de Jamie Elsila, su director. Ya se había hallado glicina, al igual que otros aminoácidos, en meteoritos hallados en la Tierra y se han detectado estos compuestos orgánicos en el espacio lejano.

Los científicos detectaron pronto la glicina tras recibir las muestras en 2006 pero no podían descartar que fuera terrestre, una contaminación posterior. Tuvieron que diseñar un equipo especial para realizar un análisis isotópico de las pequeñísimas muestras del aminoácido detectado y comprobaron que lleva la firma extraterrestre en sus átomos de carbono.

Las muestras llegaron en paracaídas, en forma de una especie de raqueta con compartimentos cuadrados llenos de un gel especial, llamado aerogel. Esa raqueta fue la que la sonda Stardust desplegó cuando atravesó la cola del cometa, muy cerca del núcleo, el 2 de enero de 2004. La investigación se publicará en la revista Meteoritics and Planetary Science.

Le Temps (Genève)
La trace de Darwin (6/6) samedi15 août 2009
(Mirjana Farkas)


Il est captivant de se plonger dans les pensées de Darwin, croyant lorsqu’il a embarqué sur le HMS Beagle pour son tour du monde. Un texte fort et d’une infinie modestie, écrit en 1876 et publié onze ans plus tard, où le naturaliste anglais explique comment il a peu à peu abandonné tout concept religieux. Extraits


Et Dieu, dans tout cela? La question, convenue mais cruciale, ne cesse de resurgir. Elle oppose la théorie de l’évolution de Darwin à celle d’abord du créationnisme – avec en 1925 le fameux «procès du singe» qui avait vu un professeur américain condamné pour avoir «enseigné illégalement les théories de Darwin». Elle oppose ensuite les idées du naturaliste à celles du néocréationnisme, et plus récemment celles d’un «dessein intelligent» sous-tendant forcément la complexité de l’Univers. Cela alors même que le Vatican estime qu’il n’y a aucune «incompatibilité entre la théorie de l’évolution et le message de la Bible». Pourtant, selon un sondage réalisé en 2006, un Suisse sur trois ne croit pas que «les humains se soient développés à partir d’espèces animales antérieures».A l’heure où le débat prend des tournures plus ou moins virulentes selon les pays, aussi bien dans la religion chrétienne que dans l’islam, il est captivant de se plonger dans les pensées de Darwin, croyant lorsqu’il a embarqué sur le HMS Beaglepour son tour du monde. Un texte fort et d’une infinie modestie, écrit en 1876 et publié onze ans plus tard, qui montre que la question originelle du débat, qu’il se pose déjà, n’a, elle, finalement pas beaucoup évolué. (O. D.)

«Durant ces deux années [ octobre 1836 à janvier 1839 ], je fus souvent amené à réfléchir à la religion. Lorsque j’étais à bord du Beagle, j’étais tout à fait orthodoxe, et je me souviens d’avoir déclenché de grands rires chez plusieurs officiers (eux-mêmes pourtant orthodoxes) en citant la Bible comme une autorité incontestable sur un point de morale. Je suppose que c’était la nouveauté de l’argument qui les amusait. Mais j’en venais peu à peu à considérer que l’Ancien Testament, avec son histoire du monde manifestement fausse, la tour de Babel, l’arc-en-ciel comme signe, etc., et parce qu’il attribuait à Dieu les sentiments d’un tyran vindicatif, n’était pas plus digne de confiance que les livres sacrés des hindous, ou les croyances d’autres barbares. La question se posa dès lors constamment, et ne se laissa pas chasser de mon esprit: si Dieu voulait faire une révélation aux hindous, était-il pensable qu’il la relie aux croyances en Vishnou, Shiva, etc., de même que le christianisme est lié à l’Ancien Testament? Cela m’apparaissait tout à fait incroyable.

Je réfléchis à la nécessité d’une preuve éclatante pour qu’un homme sain d’esprit puisse accepter les miracles qui soutiennent le christianisme – à ce que, plus nous progressons dans notre connaissance des lois immuables de la nature, plus les miracles sont difficiles à croire – à ce que les hommes de ces temps étaient ignorants et crédules à un degré presque incompréhensible pour nous – à ce que l’on ne peut prouver que les Evangiles ont été écrits au moment des événements qu’ils relatent et au fait qu’ils diffèrent sur nombre de points importants, bien plus importants que ce qui me semblait admissible de la part de témoins oculaires. Par des réflexions de cet ordre, que je ne donne pas comme ayant la moindre nouveauté ou valeur, mais comme m’ayant influencé, j’en vins graduellement à ne plus croire au christianisme comme révélation divine. Le fait que de nombreuses religions fausses se sont répandues comme un feu de brousse sur de larges portions du globe avait un certain poids pour moi. Aussi belle soit la morale du Nouveau Testament, on peut difficilement nier que sa perfection dépend en partie de l’interprétation que nous donnons aujourd’hui de ses métaphores et de ses allégories.

Je n’étais cependant pas disposé à abandonner la foi. J’en suis certain, car je me rappelle avoir souvent fait des rêves éveillés dans lesquels de vieilles lettres, échangées entre des Romains distingués, ou des manuscrits découverts à Pompéi ou ailleurs, venaient confirmer de la manière la plus frappante tout ce qui était écrit dans les Evangiles. Mais je trouvais de plus en plus difficile, même en donnant toute latitude à mon imagination, d’inventer des preuves suffisant à me convaincre. Ainsi l’incrédulité m’envahit-elle très lentement, mais aussi sûrement. Cette évolution fut si lente que je ne ressentis aucune angoisse, et je n’ai jamais douté, depuis, une seule seconde de l’exactitude de ma conclusion. En fait, je peux difficilement admettre que quelqu’un puisse souhaiter que le christianisme soit vrai; car si c’était le cas, les Ecritures indiquent clairement que les hommes qui ne croient pas, à savoir mon père, mon frère et presque tous mes meilleurs amis, seront punis éternellement. Et cela est une doctrine condamnable.

Bien que je n’aie guère réfléchi à l’existence d’un Dieu personnel avant une période bien plus tardive de ma vie, je livrerai ici les vagues conclusions auxquelles je suis parvenu. Le vieil argument d’une finalité dans la nature, qui me semblait autrefois si concluant, est tombé depuis la découverte de la loi de sélection naturelle. Désormais, nous ne pouvons plus prétendre, par exemple, que la belle charnière d’une coquille bivalve doive avoir été faite par un être intelligent, comme la charnière d’une porte par l’homme. Il ne semble pas qu’il y ait une plus grande finalité dans la variabilité des êtres organiques et dans l’action de la sélection naturelle que dans la direction d’où souffle le vent. Tout dans la nature est le résultat de lois immuables. Mais j’ai discuté de cette question à la fin de mon livre sur La  Variation des animaux et des plantes à l’état domestique , et l’argument que j’ai présenté n’a jamais, autant que je sache, été réfuté. […]

Qu’il y ait beaucoup de souffrance dans le monde, personne n’en disconvient. Certains ont tenté d’expliquer ce fait, dans le cas de l’homme, en imaginant que cela sert à son perfectionnement moral. Mais le nombre des hommes dans le monde est presque insignifiant comparé à celui de l’ensemble des autres êtres sensibles, et ceux-ci souffrent souvent beaucoup, sans le moindre perfectionnement moral. Un être aussi puissant et riche de connaissance qu’un Dieu capable de créer l’univers étant, pour nos esprits finis, omnipotent et omniscient, nous ne pouvons admettre que sa bienveillance ne soit pas sans limites, car à quoi sert la souffrance de millions d’animaux inférieurs pendant un temps infini? […]

A l’heure actuelle, l’argument le plus courant en faveur de l’existence d’un Dieu intelligent est tiré des sentiments et de la profonde conviction intérieure ressentis par la plupart des gens. On ne peut pourtant pas douter que des hindous, des mahométans et d’autres pourraient argumenter de la même manière, et avec une force égale, en faveur de l’existence d’un Dieu, ou de nombreux dieux, ou bien, comme les bouddhistes, en faveur de la non-existence de Dieu. […]

Autrefois, j’étais conduit, par des sentiments tels que ceux que je viens de citer (bien que je ne pense pas que le sentiment religieux a jamais été très développé chez moi), à la ferme conviction de l’existence de Dieu, et de l’immortalité de l’âme. J’ai écrit dans mon Journal que, lorsqu’on se trouvait au cœur d’une grandiose forêt brésilienne, «il n’était pas possible de donner une idée des sentiments d’émerveillement, d’admiration et de dévotion qui remplissent et ravissent l’esprit». Je me rappelle bien avoir été convaincu qu’il y a plus dans l’homme que le seul souffle de son corps. Mais aujourd’hui, les scènes les plus grandioses n’entraîneraient chez moi aucune conviction ni sentiment de ce genre. D’une certaine façon, je suis comme un homme qui ne verrait plus les couleurs, et serait devenu incapable de prouver qu’ils ont tort ou raison à tous ceux qui croient en l’existence de la couleur rouge. Cet argument serait valable si tous les hommes de toutes les races avaient la même conviction intérieure de l’existence d’un Dieu; mais c’est très loin d’être le cas. C’est pourquoi je ne peux considérer de telles convictions et sentiments intérieurs comme d’un poids quelconque en faveur de ce qui existe réellement. L’état d’esprit que suscitaient autrefois en moi des scènes grandioses, et qui était intimement lié à la croyance en Dieu, ne différait pas essentiellement de ce que l’on appelle souvent le sens du sublime; et même s’il n’est pas facile d’expliquer la genèse de ce sens du sublime, on ne saurait en faire une preuve de l’existence de Dieu, pas plus que les sentiments puissants […] produits par la musique.

En ce qui concerne l’immortalité, rien ne me montre davantage le caractère puissant et presque instinctif d’une croyance que de considérer le point de vue de la plupart des physiciens, selon lequel le Soleil et ses planètes deviendront un jour trop froids pour que se maintienne la vie, à moins évidemment qu’un corps d’une masse énorme ne heurte le Soleil, lui donnant une vie nouvelle. Pour qui croit comme moi que l’homme, dans un avenir lointain, sera une créature bien plus parfaite que ce qu’il est actuellement, il est intolérable de le penser condamné, comme tous les êtres sensibles, à l’annihilation complète après une aussi lente et immémoriale marche vers le progrès. A ceux qui croient à l’immortalité de l’âme, la destruction de notre monde ne paraît pas si terrible.

Une autre source de conviction de l’existence de Dieu, liée à la raison et non aux sentiments, me paraît de bien plus de poids. Elle découle de la difficulté extrême, ou plutôt de l’impossibilité, de concevoir cet univers immense et merveilleux, y compris l’homme avec sa capacité de voir aussi loin dans le passé que dans l’avenir, comme le résultat d’une nécessité ou d’un hasard aveugles. Une telle réflexion me pousse à considérer une Cause première douée d’une intelligence plus ou moins semblable à celle de l’homme; et m’expose à être qualifié de déiste.

Cette conclusion me paraissait solide, autant qu’il m’en souvienne, quand j’écrivais L’Origine des espèces; c’est depuis cette époque qu’au gré de bien des fluctuations elle en est venue lentement à s’effriter. Car alors le doute s’insinue: l’esprit de l’homme, dont je suis persuadé qu’il s’est développé à partir d’un esprit aussi fruste que celui de l’animal le plus inférieur, mérite-t-il confiance lorsqu’il tire des conclusions aussi lourdes de sens? Celles-ci ne sont-elles pas plutôt le résultat d’un lien de cause à effet qui nous paraît nécessaire, mais qui dépend probablement d’une expérience héritée? Ne sous-estimons-nous pas la probabilité que l’éducation, inculquant aux enfants la croyance en Dieu, puisse produire un effet puissant et peut-être héréditaire sur leur cerveau encore malléable, et que se débarrasser de la croyance en Dieu leur serait aussi difficile que, pour un singe, se débarrasser de la peur instinctive du serpent? Je ne peux prétendre jeter la moindre lumière sur des problèmes aussi obscurs. Le mystère du commencement de toutes choses est insondable; c’est pourquoi je dois me contenter de rester agnostique.

Un homme qui n’a pas de croyance bien assurée dans l’existence d’un Dieu personnel, ou dans une existence future avec rétribution et récompense, ne peut avoir comme règle de vie, à ce qu’il me semble, que de suivre ses impulsions et ses instincts les plus pressants, ou qui lui semblent les meilleurs. Un chien agit de cette manière, mais il le fait aveuglément. Un homme, lui, considère le passé et le futur, et compare ses divers sentiments, désirs et souvenirs. Il découvre alors, en accord avec le jugement des hommes les plus sages, que la plus grande satisfaction résulte de l’obéissance à certaines impulsions particulières, à savoir les instincts sociaux. S’il agit pour le bien d’autrui, il recevra l’approbation de ceux qui le connaissent et gagnera l’amour de ceux avec lesquels il vit, amour qui est sans aucun doute le plus grand plaisir terrestre. […] En ce qui me concerne, je crois avoir bien agi en consacrant ma vie à la science. Je n’ai pas le remords d’avoir commis un péché grave, mais j’ai bien souvent regretté de n’avoir pas fait plus directement du bien à mes semblables.»

L’Autobiographie de Charles Darwin, traduction de l’anglais par Jean-Michel Goux, revue et complétée par Nicolas Witkowski (Seuil, 2008)


Heurts et bonheurs de l’évolution
Lucia Sillig


Le panda est une absurdité de l’évolution: le symbole de la protection des animaux est voué à disparaître!



«Le panda est presque à lui tout seul une preuve de la non-existence d’un dieu créateur», commente Denis Duboule, du pôle de recherche national Frontiers in Genetics. La pauvre bête, actuellement en voie de disparition, illustre à la fois le niveau de sophistication et d’absurdité que peut atteindre l’évolution.

Le panda ne mange que des bambous. Il passe d’ailleurs la quasi-totalité de son temps à ne faire que ça: manger des bambous. Pour ouvrir et gratter ces bambous, il a développé une sorte de doigt supplémentaire. «En fait, c’est très compliqué de faire pousser un doigt en plus, souligne Denis Duboule. Il s’agit plutôt du prolongement d’un os du poignet. C’est une adaptation extraordinaire.»

Qui résulte toutefois d’un curieux choix de vie. «Bien qu’omnivore en théorie, le malheureux panda s’est mis au régime végétarien, poursuit le généticien. Or il ne digère que 17% de tous les bambous qu’il ingère, c’est pour cela qu’il doit passer tout son temps à manger. C’est absurde et pathétique, cet animal est voué à disparaître.»

La trace de darwin (5/6) vendredi14 août 2009
Le Temps Genève)
por Lucia Sillig
(Mirjana Farkas)


La sélection naturelle agit-elle au niveau du groupe, de l’individu ou du gène? Parce qu’elle touche aux notions d’égoïsme et d’altruisme, cette question épineuse a souvent pris une tournure idéologique



Le monde est une jungle, où se livre à chaque instant une lutte sans merci pour la survie. Mais la survie de quoi? De l’espèce? De l’individu? Du gène? La question du niveau auquel s’opère la sélection naturelle est délicate. Lutte pour la survie ne veut pas toujours dire compétition acharnée. Face au tri impitoyable de la nature, tous les moyens sont bons, même l’entraide s’il le faut. Parce qu’il touche aux notions d’égoïsme et d’altruisme, le débat a souvent pris une tournure idéologique. Avec en filigrane la question de l’influence des gènes et de la sélection naturelle sur le comportement, que l’être humain, chercheur de sens impénitent, a tendance à prendre très personnellement.

La discussion ne date pas d’hier. Au fil de ses écrits, Charles Darwin lui-même passe de l’individu au groupe, de la guerre permanente à la sociabilité et la coopération. Et les évolutionnistes n’ont pas fini de se disputer à ce sujet. «Il y a clairement une compétition entre les espèces», relève Jean-Michel Gibert, du Département de zoologie et biologie animale de l’Université de Genève. Il illustre son propos par la disparition quasi totale des marsupiaux d’Amérique du Sud, lorsque le continent est entré en contact avec l’Amérique du Nord et que les faunes des deux régions se sont mélangées. Pourtant, souligne Laurent Keller, du Département d’écologie et évolution de l’Université de Lausanne, il est rare qu’un trait évolue pour le bien d’une espèce tout entière: «L’évolution favorise avant tout des individus par rapport à d’autres.»

Le cas de certaines souris du sud des Etats-Unis illustre parfaitement le phénomène. Selon qu’elles portent une version ou l’autre d’un même gène, leur pelage est beige ou noir. Dans la région, il y a différents types de sol, volcanique foncé ou calcaire clair. Sur un sol clair, la souris beige a moins de chances de se faire attraper par un prédateur et aura donc en moyenne plus de descendants que ses congénères noires. Et vice versa sur un sol foncé. «On observe que la fréquence du gène clair ou foncé dépend du type de substrat, explique Jean-Michel Gibert. Un cas typique d’adaptation des individus au sein de l’espèce en fonction de l’environnement.»

Mais est-ce l’individu ou le gène qui a été sélectionné? «La sélection porte sur le phénotype d’un individu, c’est-à-dire l’ensemble de ses caractéristiques observables, aussi bien morphologiques que comportementales, répond Jean-Michel Giber­t. Mais le phénotype est la réalisation des gènes dans un environnement donné.» En d’autres termes, la nature n’a pas de prise directe sur le génome, ce sont donc des individus qu’elle laisse vivre ou élimine. Mais ce qui différencie ces individus, c’est leur ADN, qui est reproduit ou meurt avec eux.

Considérer le gène comme unité de sélection est la base du concept proposé dans les années 1970 par le célèbre évolutionniste britannique Richard Dawkins. Son livre Le Gène égoïste s’est vendu a plus d’un million d’exemplaires, et l’expression est restée imprimée dans l’imaginaire collectif. Le vulgarisateur précise toutefois bien qu’il ne prête aucune volonté propre au gène, mais que l’on peut décrire le mécanisme évolutif comme s’il en avait une.

Dawkins postule que la sélection au niveau de l’organisme ne l’emporte jamais sur la sélection au niveau du gène. Il n’y a de toute façon que peu de conflits entre ces deux niveaux, relève Laurent Keller, puisque tous les gènes ont en principe le même «intérêt» que l’individu: que celui-ci survive et se reproduise un maximum.

Mais ce n’est pas toujours le cas. Il arrive qu’il y ait de la compétition entre les gènes, parfois même au détriment de l’organisme. Au cours de la formation des spermatozoïdes, notamment. Les individus possèdent deux versions de chaque gène, une héritée de leur mère, l’autre de leur père. Les cellules reproductrices, en revanche, n’ont que l’une ou l’autre, au hasard. «Il arrive qu’une copie du gène produise une substance chimique qui détruit tous les spermatozoïdes porteurs de l’autre copie du gène», raconte Laurent Keller.

Ce phénomène a été observé notamment chez la souris et la mouche drosophile. Les gènes «empoisonneurs» sont liés à un gène qui produit de l’antidote, ils sortiront donc indemnes de cette guerre chimique. Ce n’est pas le cas de leurs rivaux, qui seront décimés. Si cette sélection est très avantageuse du point de vue du gène qui a beaucoup plus de chances de se transmettre à la génération suivante, elle se fait aux dépens de l’individu, qui a perdu près de la moitié de ses spermatozoïdes et aura donc un succès reproducteur moindre.

La métaphore finaliste et guerrière se prête particulièrement bien pour décrire ce genre d’exemple. Mais le gène ne veut de mal à person­ne. «Les gènes n’ont pas d’intentions bonnes ou mauvaises, souligne Laurent Keller. Sont sim­plement sur terre ceux dont les prédécesseurs se sont transmis plus que les autres.» Un gène ne cherche pas à se reproduire, mais seuls ceux qui ont été reproduits n’ont pas disparu. A plus forte raison ceux qui présentent une particularité qui favorise leur reproduction.

Certains reprochent au concept de Dawkins d’être trop simplificateur et trompeur. Quoi qu’il en soit, la sélection au niveau du gène est aujourd’hui considérée par beaucoup de scientifiques comme la meilleure façon d’expliquer les différents processus d’évolution. Et même certains agissements a priori complètement illogiques. «Il s’agit d’un comportement très particulier que l’on appelle altruisme, note Jean-Michel Gibert. Lorsque certains individus sont prêts à se sacrifier ou à ne pas se reproduire pour les autres.»

Chez les suricates – des petites mangoustes – un des animaux se perche sur un rocher pour faire la sentinelle et pousse un cri d’alerte si un prédateur approche. Pendant tout ce temps, non seulement il ne mange pas, mais il est surtout très visible et attire l’attention sur lui. Chez les insectes sociaux, comme les fourmis ou les abeilles, les ouvrières ne se reproduisent pas: elles s’occupent de leurs sœurs, parmi lesquelles se trouvent les futures reines. Elles ne transmettront donc pas leurs gènes, vu qu’elles n’auront pas de descendance.

Certaines bactéries qui pompent rapidement tout l’oxygène du liquide où elles vivent doivent rester près de la surface pour ne pas périr. Quelques individus produisent une protéine qui leur permet de flotter et de former, avec leurs congénères, un tapis flottant, dont tout le monde profite. Les bactéries qui n’ont dépensé aucune énergie pour produire ces protéines ont toutefois plus de chances de survivre et donc d’envahir la colonie. Mais si cela arrive, l’ensemble des bactéries disparaîtra, puisque plus personne ne jouera les bouées de secours.

Certains chercheurs ont proposé une sélection au niveau du groupe pour expliquer ces phénomènes. Pourtant, tout peut se comprendre en raisonnant au niveau des gènes, relèvent aussi bien Jean-Michel Gibert que Laurent Keller. «Ces comportements n’apparaissent que si les organismes sont fortement apparentés entre eux», ajoute ce dernier. C’est ce qu’on appelle la sélection par parentèle: un individu qui aide un autre individu proche génétiquement à survivre et se reproduire favorise la transmission des gènes qu’ils ont en commun aux générations suivantes. Cette hypothèse des liens de parenté étroits se vérifie dans tous les cas, poursuit le biologiste. Chez les bactéries flottantes, chez les insectes sociaux et chez les suricates. Quoique ces derniers ne s’adonnent, semble-t-il, à l’altruisme que s’ils ont bien mangé.

L’importance de l’investissement des individus dépend en outre apparemment du degré de parenté. Ou, comme le résumait joliment l’évolutionniste britannique John Burdon Sanderson Haldane: «Je donnerais ma vie pour deux frères ou huit cousins.» Certaines amibes offrent une illustration frappante de cette quantification de l’altruisme. Lorsque la nourriture se fait rare dans le sol où elles vivent, elles se regroupent pour former une sorte de pseudo-champignon, constitué d’un pied et d’une capsule au sommet. Si cette capsule atteint l’air libre, elle a des chances d’être emportée par le vent, vers un monde meilleur, ou en tout cas plus riche en nourriture. Les individus qui composent la tige, eux, mourront sur place. Des expériences ont toutefois montré que la longueur du pied est proportionnelle au degré de parenté des amibes entre elle­s.

Outre des liens de sang étroits, il faut aussi que le bénéfice de la coopération soit assez important pour qu’apparaisse un comportement altruiste, relève Laurent Keller. Mais la sélection par parentèle peut également favoriser des comportements malveillants. «Nous avons montré que des fourmis ouvrières porteuses d’un certain gène tuent toutes les reines qui ne sont pas porteuses de ce gène, raconte le biologiste. Elles favorisent ainsi la reproduction de ce gène.» Ces fourmis sont capables d’identifier leurs victimes à l’odeur.

Il existe plusieurs exemples de reconnaissance du degré de parenté, et de modulation de l’altruisme ou de l’agressivité en fonction. «Certaines souris sont capables de déterminer leur degré de parenté avec un individu qu’elles rencontrent pour la première fois, poursuit Laurent Keller. Chez les fourmis, la reconnaissance de l’odeur se fait par apprentissage, mais il y a des cas où le mécanisme a une base génétique.» C’est-à-dire, en tout cas partiellement, inné.

On comprend mieux pourquoi le débat sur la question du niveau de sélection est passionné: difficile de ne pas céder à la tentation de comparer avec les comportements humains. «C’est sûr, ce genre de parallèle augmente beaucoup la sensibilité sur le sujet», commente le scientifique. Pour lui, il y a des problèmes de définition de ce que l’on entend par altruisme. «Chez l’homme, ce mot est très connoté, ajoute Laurent Keller. Il y a beaucoup de choses que l’on peut prendre pour de l’altruisme alors que l’individu attend quelque chose en retour. Dans notre espèce, il est très difficile de déterminer les coûts et les bénéfices d’un comportement, d’autant que certains sont peut-être hérités du temps où nous vivions dans des groupes plus restreints.» Plus la population est petite, en effet, plus les chances de recroiser une personne qu’on a aidée et donc de recevoir la pareille sont élevées. Les liens de parenté sont aussi souvent plus étroits, et le bien-être individuel plus directement lié à la prospérité du clan.
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C’est pour éviter ces écueils que certains chercheurs préfèrent étudier la coopération chez les levures. «Cela peut sembler un sujet improbable pour ce type d’études, observait récemment Jeff Gore du Massachusetts Institute of Technology. Mais, contrairement aux humains, elles n’ont pas d’émotions ni de pensées qui interfèrent avec une prise de décision rationnelle; leurs actions sont uniquement guidées par leur réponse génétique à l’environnement.»

Qu’est-ce qui nous différencie des levures? A quel point notre comportement est-il influencé par nos gènes? Ces questions contribuent à rendre le débat houleux. D’autant plus que les tentatives d’interprétation du darwinisme au niveau humain ont laissé de mauvais souvenirs: sexisme, racisme, eugénisme… «Il ne faut pas chercher de morale dans la génétique évolutive, commente Jean-Michel Gibert. La grande question est plutôt de savoir, entre la culture et notre ADN, quelle part de liberté nous avons.»

Dans la lumière et les ombres, Darwin et le bouleversement
du monde, Jean Claude Ameisen, Fayard/Seuil, 490 pages.


Heurts et bonheurs de l’évolution
Lucia Sillig

Les neurones miroirs seraient à l’origine de l’empathie et même, pour certains, de l’intelligence humaine


Ô miroir, mon beau miroir, dis-moi pourquoi ce gros singe fait cette tête? Les neurones miroirs, découverts dans les années 90, sont considérés par beaucoup de chercheurs comme un élément central dans l’évolution, de l’humanité notamment.

Ces neurones particuliers s’activent lorsqu’un individu exécute une action aussi bien que lorsqu’il voit un autre exécuter la même action. Ce mimétisme intérieur serait fondamental pour l’apprentissage, mais aussi pour l’empathie. Selon certains scientifiques, les neurones miroirs nous permettraient de «mimer en nous» les émotions des autres. «Pour Darwin, rappelle le chercheur français Jean Claude Ameisen, la «nouveauté» essentielle dont l’émergence, il y a longtemps, a permis l’évolution très progressive vers l’humanité n’est pas l’intelligence, mais l’existence d’une capacité d’attention à l’autre.» De même, le primatologue Frans de Waal estime que l’empathie n’est pas le résultat mais probablement le point de départ du langage et de la culture chez l’homme: «C’est la forme originelle, prélinguistique, de lien interindividuel.»

La théorie des neurones miroirs ainsi que son interprétation psychologique sont toutefois controversées. En outre, s’ils ont pu être détectés chez le singe, ainsi que chez certains oiseaux, lorsqu’ils écoutent leurs congénères chanter, ces neurones n’ont pas encore pu être observés avec précision chez l’être humain.

Dans les pas de Darwin: l’évolution aujourd’hui (4/6) jeudi13 août 2009
Le Temps (Genève)
por Lucia Sillig
(Mirjana Farkas)


Parfois loufoque, souvent complètement inefficace et même périlleux, le mécanisme ancestral de la sexualité est un puissant moteur de l’évolution. Il reste toutefois mystérieux par bien des aspects


Le sexe. Romantique, astral, scientifique, introspectif, graphique ou pornographique: il suffit de parcourir des yeux les rayons d’un kiosque pour réaliser qu’il y a peu de sujets qui inspirent autant l’humanité. Pourtant, techniquement, il ne s’agit que d’un échange d’information génétique. Sans qu’il y ait forcément un but reproductif. Juste pour se passer des bouts d’ADN, comme le font certaines bactéries. Mais il existe des milliers, voire des millions, de façons de pratiquer le sexe: parfois loufoques, souvent complètement inefficaces et même périlleuses. Ce mécanisme ancestral qui crée des individus tous différents est un puissant moteur de l’évolution. Il reste toutefois mystérieux par bien des aspects.

On ne sait déjà pas très bien comment tout a commencé. A l’abri de tout souci de séduction, les organismes produisaient par clonage des individus qui leur étaient identiques. Puis, le sexe est apparu. «Il y a entre 1 et 3 milliards d’années», relève André Langaney, de l’Université de Genève. La fourchette est large. On ne sait d’ailleurs pas combien de fois c’est arrivé. Mais en tout cas deux fois indépendamment, précise le généticien: une fois pour la parasexualité des bactéries, une autre pour le mécanisme fécondation-méiose, commun à la quasi-totalité des plantes et des animaux.

La méiose est une division cellulaire qui, à partir d’une cellule normale avec deux jeux de chromosomes, produit les cellules sexuelles, les ovules et les spermatozoïdes, qui ont un seul jeu de chromosomes. C’est la fusion des cellules sexuelles mâle et femelle que l’on appelle fécondation. «Ce double mécanisme très complexe est tellement bien conservé qu’il a probablement une origine unique», commente le spécialiste.

Les moyens d’accomplir ce rituel cellulaire sont en revanche infinis. «Il y a de tout dans la nature», souligne Denis Duboule, du pôle Frontiers in Genetics. Des petits insectes du groupe des poissons d’argent pratiquent «l’insémination en trolleybus»*. Le mâle étire un fil de soie sur lequel il répand son sperme. La femelle balaie le fil pour absorber la sécrétion. Chez les hippocampes, c’est la femelle qui injecte ses œufs au moyen d’un conduit dans la poche ventrale du mâle, où ce dernier les asperge de sperme puis les incube pendant quatre semaines.

Il y a les escargots hermaphrodites, les poissons qui changent de sexe à mi-parcours, jeune femelle d’abord, vieux mâle ensuite, ou l’inverse, chez certaines crevettes. «Le manchot empereur est mon préféré, jubile André Langaney. Il s’accouple à grands risques par –60° C sur la banquise – pas facile quand on est tout rond – et manque ensuite de mourir de faim pour maintenir l’œuf à 40° C sur ses pattes pendant des semaines, en attendant que sa compagne revienne après s’être nourrie. C’est complètement loufoque.»

Cet exemple plaît particulièrement au spécialiste, parce qu’il montre que les systèmes naturels ne sont de loin pas optimaux. Comparée au clonage, la reproduction sexuée est lente et souvent très coûteuse en énergie. «Le sexe est très inefficace, c’est une aberration économique, poursuit-il. Des millions de spermatozoïdes et d’ovules sont gaspillés.» Il ajoute que si faire un œuf est déjà un exploit technique en soi, il faut encore qu’il survive: «C’est pour cela que le mécanisme de la grossesse a été sélectionné. Il rend la femelle plus vulnérable, pour se procurer de la nourriture ou échapper aux prédateurs. Mais il augmente les chances de survie de l’enfant par rapport à un œuf abandonné.»

La phase de séduction peut en outre demander de gros efforts et des affrontements entre rivaux qui vont parfois jusqu’à la mort. L’investissement d’une femelle qui produit de gros ovules et d’un mâle qui produit de petits spermatozoïdes est en outre souvent inégal. Dans la revue Pour la Science, Pierre-Henri Gouyon, du Muséum d’histoire naturelle de Paris, souligne qu’il n’en est pas toujours ainsi: «Quand les deux gamètes sont de même taille, le coût physiologique de la reproduction est partagé par les deux parents. Dans le cas contraire, en revanche, la femelle le supporte seule. Sur le plan évolutif, le mâle est donc un parasite de la femelle: il se contente d’injecter ses gènes dans un autre organisme, qui se charge de les reproduire.» Il arrive toutefois qu’il s’investisse plus, comme chez l’hippocampe ou le manchot.

Le problème, c’est que le mâle a souvent plus de succès reproducteur en multipliant les accouplements, tandis que la femelle aura une descendance plus nombreuse si elle se concentre sur la survie d’un nombre d’œufs limité. «Dans beaucoup de sociétés traditionnelles de chasseurs-cueilleurs ou d’agriculteurs, relève André Langaney, les rapports sexuels sont interdits pendant la période d’allaitement, qui dure plus de deux ans. Cela réduit le nombre de naissances mais augmente les chances de survie de l’enfant.»

Dans certains cas, la divergence de succès reproducteur peut entraîner une coévolution des partenaires, comme celle observée dans les systèmes proie-prédateur. Une «course à l’armement» dont les punaises d’eau offrent un exemple parlant. Les femelles ont des épines dorsales qui découragent les mâles de trop les harceler, tandis que ceux-ci ont développé des crochets qui leur permettent de s’accrocher à tout prix.

André Langaney n’aime pas cette vision des choses, trop teintée de guerre des sexes à son goût. Il reconnaît toutefois que la manière importe peu: «Que le mâle batte la femelle ou qu’il lui récite des poèmes, la seule chose qui compte pour la sélection naturelle, c’est de se reproduire.»

Devant tant de complications, le sexe n’apparaît pas comme une activité très raisonnable. Mais il présente un avantage non négligeable: la variabilité. Un clone est, à quelques mutations près, la copie conforme de son géniteur. Tant que les conditions externes restent semblables, il a autant de chances que son prédécesseur de survivre. Mais si l’environnement change, le hasard des mutations mettra beaucoup de temps à produire un individu susceptible de s’adapter. Peut-être trop, et la lignée disparaîtra. Le sexe, en revanche, crée une grande diversité. Chaque individu est un mélange du génome de ses deux parents. En outre, un brassage entre les chromosomes au cours de la production des cellules sexuelles garantit que chacun des enfants sera génétiquement unique, à moins d’avoir des vrais jumeaux. Cet éventail de descendants offre beaucoup plus de possibilités qu’au moins l’un d’entre eux survive en cas de modification des conditions externes.

C’est une des raisons qui peuvent expliquer pourquoi 95% des plantes et des animaux ont une reproduction sexuée. Pour être gagnantes sur tous les tableaux, certaines espèces utilisent toutefois les deux stratégies. «Le chiendent se clone quand il conquiert de nouvelles prairies, illustre André Langaney. C’est beaucoup plus rapide que la reproduction sexuée, qui prend un an. Mais si les conditions changent, les clones disparaissent vite alors que les plantes issues du sexe ont de meilleures chances de persister grâce à leur diversité.»

Cinq pour cent des espèces animales et végétales qui ne pratiquent que la reproduction asexuée ont eu un jour une reproduction sexuée mais l’ont perdue, précise Pierre-Henri Gouyon. Chez les vertébrés, seule une septantaine de poissons, reptiles et amphibiens ont renoncé aux joies compliquées du sexe. Pas toujours complètement d’ailleurs, puisque certains pratiquent encore des simulacres d’accouplement alors qu’il n’y a plus de fécondation.

«Ces espèces sont jeunes, quelques dizaines de milliers d’années en moyenne, observe le spécialiste. Elles semblent donc s’éteindre plus vite que les autres, sans se prolonger en de nouvelles espèces.» Sauf de petits organismes appelés rotifères bdelloïdes, qui pratiquent semble-t-il le clonage depuis des millions d’années. Ce cas est un vrai cheveu sur la soupe originelle, puisqu’il montre que la reproduction asexuée est aussi viable à long terme.

De manière générale, il semble que l’isolement soit un facteur déterminant pour l’apparition du clonage. Certains lézards du Pacifique pratiquent une reproduction sexuée sur certaines îles, asexuée sur d’autres. Des femelles dragons de Komodo en captivité ont surpris tout le monde en donnant naissance à des petits, alors qu’elles n’avaient pas été en contact avec un mâle depuis des années. Ces animaux peuvent apparemment basculer d’un mode de reproduction à l’autre en fonction de la disponibilité des partenaires.

Ces phénomènes laissent la communauté scientifique perplexe. «Si la parthénogénèse [le clonage ] apparaît au sein d’une population, elle se répand en général très vite – à l’échelle de l’évolution – parce que les coûts sont moindres», commente Virginie Népoux, du Département d’écologie et évolution de l’Université de Lausanne. La chercheuse fait valoir qu’il n’y a pas d’énergie perdue à produire des mâles et que chaque femelle transmet tous ses gènes à ses descendantes, sans en égarer la moitié lors de la fabrication des cellules sexuelles. Il est donc difficile d’expliquer pourquoi la reproduction asexuée n’a pas envahi le règne animal et végétal.

En outre, si le sexe présente à long terme l’avantage de la variabilité, les changements environnementaux ne se font pas en un jour. «On ne comprend pas très bien comment la reproduction sexuée se maintient à court terme», relève Virginie Népoux. L’hypothèse la plus vraisemblable est que le mélange de deux génomes permet de compenser l’effet des mutations délétères. Si une mutation empêche un gène d’être fonctionnel, l’individu dispose toujours de la version du gène héritée de son autre parent. Certains biologistes estiment aussi que la plupart des espèces ne sont simplement pas capables biologiquement de se reproduire par clonage.

Le sexe demeure donc aussi compliqué et fascinant d’un point de vue scientifique qu’astral ou psychologique. Le plaisir ne simplifie par forcément les choses mais il constitue un encouragement au maintien de la reproduction sexuée non négligeable. Enfin, chez les hommes, puisque chez les femmes il s’agit selon certains scientifiques d’un accident de l’évolution.

«Dans un milieu naturel, le plaisir féminin n’est pas nécessaire, commente Denis Duboule, seule l’envie compte. C’est un bricolage de l’embryologie, un reste de la morphogénèse des organes génitaux.» Le généticien ajoute qu’il n’est d’ailleurs pas sûr que le plaisir soit absolument nécessaire chez l’homme non plus: «On pourrait pratiquer le sexe par curiosité, ça serait triste mais peut-être plus simple.»

* La Vie en rut, André Langaneyet Paul Carali, Hors-série Siné Hebdo, Les Editions de l’enragé, 66 p. (Lire LT du 26.06.2009).


Heurts et bonheurs de l’évolution
Lucia Sillig

La néphile mâle doit se livrer à des acrobaties à haut risque pour tenter de se reproduire avec sa femelle vorace, jusqu’à 800 fois plus volumineuse que lui



Vous trouviez la vie sexuelle du manchot empereur compliquée? Attendez d’entendre les acrobaties à haut risque auxquelles la néphile mâle doit se livrer pour tenter de se reproduire.

«Les néphiles sont des araignées dont les mâles ont au moins deux problèmes délicats, relève dans La Vie en rut le généticien André Langaney, de l’Université de Genève. D’abord, leurs pattes copulatrices sont situées sur la tête alors qu’ils émettent leur sperme, comme presque tout le monde, par le bas. Ensuite, les femelles, très myopes et très voraces, sont jusqu’à huit cent fois plus volumineuses que leur séducteur…» Le mâle tisse donc une toile sur laquelle il répand son sperme pour en enduire ses pattes copulatrices. Il doit ensuite jouer la sérénade avec les cordes de la toile de la femelle en espérant ne pas se faire dévorer. «Si la musique est bonne, elle s’immobilise, tétanisée», poursuit le spécialiste.
Le mâle dispose alors de quelques secondes pour «faire l’ascension par la face ventrale», s’accoupler avec la femelle, et – s’il a vraiment beaucoup de chance – repartir avant qu’elle ne sorte de sa torpeur et le mange tout cru.

C’est à se demander pourquoi l’évolution a sélectionné un système aussi dangereux. Si ce n’est pour maintenir un idéal masculin d’agilité, de rapidité et de mélomanie.

Dans les pas de Darwin: l’évolution aujourd’hui (3/6) mercredi12 août 2009
Le Temps (Genève)
por Lucia Sillig
(Mirjana Farkas)



La découverte de la génétique et de l’ADN a permis d’expliquer comment les êtres vivants changent de génération en génération. Mais on entrevoit aujourd’hui encore de nouveaux mécanismes de l’évolution


Le hasard ne fait pas forcément bien les choses: il les fait, c’est tout. Pas à pas, mutation génétique après mutation génétique, il produit d’infinies variations sur le thème du vivant. Le tribunal de la sélection naturelle permet ensuite à ces modifications de l’ADN de se répandre ou les condamne à disparaître, selon l’humeur du moment.

Lorsque Charles Darwin a exposé la théorie de l’évolution, il y a 150 ans, il lui manquait ce mécanisme de base. Celui qui entraîne ce qu’il appelait la «descendance avec modification». La découverte de la génétique et de l’ADN a remédié à cette lacune. Mais on découvre aujourd’hui encore de nouveaux rouages de l’évolution: transferts horizontaux, gènes sauteurs, épigénétique. Décryptage d’un système fascinant.

Loterie dactylographique

Lorsqu’on fait une copie, on fait des fautes. Surtout si le texte original fait 3 milliards de caractères – de paires de caractères même – comme l’ADN humain. Chaque fois qu’une de nos cellules et son code génétique sont dupliqués, il y a des erreurs. Il peut s’agir d’une lettre ou de tout un passage qui est faux, inversé ou répété. «Ces mutations surviennent au hasard mais aussi sous l’effet d’agents mutagènes, des virus, le soleil ou des produits chimiques, comme la cigarette», rappelle Virginie Népoux *, du Département d’écologie et d’évolution de l’Université de Lausanne.

L’erreur de copie entraîne parfois la mort de la cellule, mais elle peut aussi la modifier. Et si la mutation survient dans les cellules germinales, qui produisent les cellules reproductrices, les gamètes, elle est susceptible de se transmettre à la génération suivante. «Dans un gamète, chaque caractère de l’ADN a en moyenne une chance sur cent millions d’être modifié», explique Stylianos Antonarakis, du Département de médecine génétique et ­développement de l’Université de Genève. Chaque ovule ou spermatozoïde véhicule donc en théorie 30 lettres mutées.

Ces changements infimes n’ont souvent pas d’effet perceptible. Mais il y a aussi des mutations uniques qui sont spectaculaires. «Surtout si on touche aux gènes du ­développement embryonnaire», souligne Virginie Népoux. C’est le cas de la mutation antennapedia, induite en laboratoire sur la mouche du vinaigre, qui transforme les antennes en pattes.

Tremblements chromosomiques

«Mais cela ne fait pas encore une nouvelle espèce, fait remarquer Denis Duboule, du pôle Frontiers in Genetics. Les petites mutations entraînent une micro-évolution. J’ai toutefois de la peine à croire que c’est ce qui mène à la spéciation. Il s’agit probablement de quelque chose de beaucoup plus important: un véritable tremblement chromosomique, des chromosomes qui se cassent ou se recombinent.»

Il cite en exemple un événement survenu après la séparation de la lignée de la mouche de celle des vertébrés. Au début du développement de l’embryon de l’un des ancêtres des vertébrés, les chromosomes se sont dupliqués mais ne se sont pas séparés pour former deux cellules distinctes. Il s’est donc retrouvé avec deux fois plus de chromosomes. Cette anomalie s’est produite deux fois, si bien que les vertébrés ont hérité jusqu’à quatre copies d’un même gène.

«La mouche a environ 15 000 gènes, l’homme environ 25 000, souligne le spécialiste. Nous n’avons donc pas tout conservé en quatre exemplaires. Quand vous avez plusieurs copies d’un gène, vous en perdez certaines mais cela permet aussi de faire de l’innovation! Si un gène produit de l’insuline et qu’il mute, c’est embêtant. Mais s’il y a plusieurs copies de ce gène, cela ouvre de nouvelles possibilités.» Pour Denis Duboule, ces épisodes ont dû favoriser l’évolution de formes de vie très complexes.

Marche ou crève

Que les bouleversements génétiques soient grands ou petits, il faut pour qu’ils persistent qu’ils passent entre les mailles de la sélection naturelle. Quand on fait une faute de typo, le résultat est en général moins bon que l’original et finit rapidement à la poubelle. Mais une mutation peut aussi être neutre, voire avantageuse. C’est la sélection naturelle qui fait le tri. Les pressions externes (ressources alimentaires limitées, prédateurs, changements climatiques, etc., LT du 11.08.2009) éliminent les individus porteurs d’un handicap. Mais elles favorisent aussi la survie et donc la reproduction de ceux qui présentent une nouveauté avantageuse. La girafe qui, au hasard des mutations, naît avec un cou plus long que les autres pourra atteindre des feuilles plus hautes. Elle aura donc plus de chances de s’en sortir et d’avoir une progéniture. La mutation va se répandre via ses descendants et, à terme, devenir la norme. Mais tout n’est pas noir ou blanc. Certaines mutations sont avantageuses dans certains cas, pas dans d’autres. «C’est le cas d’un gène qui, hérité des deux parents, provoque une forme d’anémie répandue en Afrique, illustre Stylianos Antonarakis. Mais si l’enfant n’a hérité que d’une seule copie du gène, il sera au contraire avantagé pour lutter ­contre les complications de la malaria.» La sélection naturelle ne va donc ni éliminer ni généraliser cette mutation.

D’autres gènes ne sont avantageux que s’ils sont rares, relève Virginie Népoux. C’est le cas des molécules à la surface des cellules qui permettent au système immunitaire d’identifier ces dernières comme faisant partie de l’organisme. Si ces molécules sont rares dans une population, les virus et les bactéries auront plus de peine à infecter l’hôte. Elles vont donc se répandre… jusqu’à n’être plus rares. Mais elles ne seront dès lors plus avantageuses et leur fréquence va à nouveau baisser sous l’effet de la sélection naturelle. Et ainsi de suite.

«Il y a aussi des traits qui sont handicapants et que l’on doit traîner parce qu’ils sont indissociables au niveau moléculaire de traits fondamentaux», souligne Denis Duboule. Des sortes d’effets collatéraux. Le généticien rappelle en outre que la sélection sexuelle a favorisé le développement de caractéristiques aussi absurdes que la queue du paon ou des bois de cerf de 4,5 mètres d’envergure. Si elles ne facilitent pas la survie, au contraire, elles ont permis à leurs porteurs d’attirer plus de partenaires et se sont donc répandues.

De toute façon, ce qui est avantageux à un moment et un endroit donnés ne l’est pas forcément plus tard ou dans la vallée d’à côté. Des populations de la même espèce évoluent donc différemment selon les conditions dans lesquelles elles vivent. Jusqu’à ce qu’elles deviennent deux espèces distinctes, c’est-à-dire trop différentes pour se ­croiser et produire des individus fer­tiles.

Facéties de la vie, du sexe et de la mort

Mais les organismes évoluent aussi sans pression extérieure. «On a tendance à penser que tous les traits sont adaptatifs, c’est clairement faux», commente Virginie Népoux. Qu’une mutation se répande ou pas est souvent dû au hasard. Le hasard qui fait que le porteur de cette mutation ne se reproduit pas, qu’il meurt accidentellement avant d’avoir pu se reproduire ou qu’un gène, par la loterie de la reproduction sexuée, n’est pas transmis à ses descendants. Les mutations neutres, notamment, ni avantageuses, ni désavantageuses, se baladent dans le génome d’une population au gré des facéties de la vie, de la mort et du sexe. Cette dérive génétique participe aussi à l’évolution des ­espèces. Il est d’ailleurs difficile de déterminer quelle part est due à un processus d’adaptation plutôt qu’au hasard.

Auto-stoppeurs
de la galaxie génétique

Mais les mutations ne sont pas la seule source d’innovation. «Les mitochondries [ l’usine à énergie de la cellule ] étaient très probablement à l’origine des bactéries qui ont envahi les organismes vivants», rappelle Denis Duboule. Des êtres, même très différents, se passent en outre de l’ADN. Le génome de la vache, par exemple, contient un bout de génome de serpent, arrivé là apparemment par ce qu’on appelle transfert horizontal. Il semble que des virus jouent les passeurs, copiant et collant des morceaux de génome différents. Ils laissent aussi traîner leur propre séquence. «Près de la moitié de notre ADN est constitué de transposons, des bouts de séquences mobiles capables de sauter d’un endroit à l’autre du génome, relève Virginie Népoux. Certains sont des reliquats de virus, mais pas tous.» Parmi ces passagers clandestins, on trouve toutefois beaucoup de vestiges de rétrovirus, semblables au VIH, parce que ceux-ci insèrent leur code génétique dans celui de leur hôte pour le faire répliquer par la cellule. Certaines de ces séquences virales – comme le gène syncytin, vital pour la formation du placenta – ont désormais une fonction au sein du génome humain.

«Suivant où ils se placent, les transposons peuvent aussi provoquer des mutations ou modifier l’expression des gènes», poursuit la biologiste. Sont-ils strictement délétères ou participent-ils aussi au processus évolutif? «C’est un champ de recherche fertile, répond Denis Duboule. Je pense que d’ici cinq à dix ans, on découvrira à quoi servent ces envahisseurs. On constate en tout cas que chez beaucoup de vertébrés, il n’y a pas de transposons dans certaines zones du génome qui sont trop fragiles, comme les gènes du développement embryonnaire. C’est trop dangereux, parce qu’ils sont capables de provoquer des bouleversements majeurs, en favorisant des erreurs chromosomiques.»

Réglages fins

Un des prédécesseurs de Darwin, Jean-Baptiste de Lamarck, postulait la transmission des caractères acquis: la girafe a tellement tiré sur son cou pour atteindre les feuilles plus hautes qu’il s’est allongé. Et ses descendants ont ainsi eu un cou de plus en plus long. Darwin n’excluait pas ce mécanisme mais le jugeait secondaire. Avec la découverte de la génétique, ses successeurs l’ont totalement écarté: une caractéristique acquise pendant la vie d’un individu ne peut pas être transmise à ses enfants parce qu’elle n’est pas inscrite dans son génome.

Mais les scientifiques sont en train de revenir sur ce point avec la découverte de phénomènes appelés épigénétiques, littéralement «autour du gène». «Il s’agit de changements qui affectent l’expression des gènes, sans modifier la séquence», explique Ariane ­Giacobino, du Département de médecine génétique et développement de l’Université de Genève. Comme des variations sur l’interprétation d’une même partition de musique.

On a constaté que des femmes ayant souffert de malnutrition donnaient naissance à des enfants chétifs, qui eux-mêmes, pourtant nourris normalement, avaient une progéniture plus chétive. La tête de certains crustacés change sous l’influence d’une substance chimique libérée par leur prédateur et prend la forme d’un casque pointu. Même dans un environnement sans danger, leurs descendants auront le même casque. Pour l’instant, ces phénomènes n’ont été observés que sur deux ou trois générations.

Leurs mécanismes de transmission sont en outre encore mal connus. Faut-il considérer l’épigénétique comme un nouveau rouage de l’évolution? «Oui, mais à court terme, répond Ariane Giacobino. Comme ils sont réversibles, ces changements ne vont pas forcément s’inscrire dans la durée. Cette flexibilité permet toutefois l’adaptation même au cours d’une vie, ou de quelques générations.» Denis Duboule ajoute qu’il y a chez les plantes des variétés qui sont différentes depuis des centaines de générations à cause de facteurs épigénétiques.

«Je crois qu’on ne connaît pas encore toutes les règles, la théorie doit encore être développée, dit Stylianos Antonarakis. Il faut être ouvert aux surprises. La génétique explique beaucoup de choses, mais pas tout.»

*L’évolution du vivant expliquée
à ma boulangère, de Virginie Népoux, Ed. In Libro Veritas, 105p.


Heurts et bonheurs de l’évolution
Lucia Sillig

Il n’est pas possible qu’un organe aussi perfectionné que l’œil soit apparu au hasard des mutations. Ils estiment qu’il faut un grand architecte pour planifier une telle «œuvre»


«Supposer que l’œil puisse avoir été formé par la sélection naturelle semble, je le confesse librement, absurde au plus haut degré», écrivait déjà Charles Darwin dans L’Origine des espèces. Depuis, ses détracteurs aiment citer cet exemple, qui pour eux, démonte la théorie de l’évolution: il n’est pas possible qu’un organe aussi perfectionné soit apparu au hasard des mutations. Ils estiment qu’il faut un grand architecte pour planifier une telle «œuvre».

Pourtant, les scientifiques sont parvenus à recréer une chaîne de mutations qui ont pu mener de simples cellules photosensibles (qui distinguent l’absence et la présence de lumière) à un œil capable de discerner une image nette. Chacune des étapes de la chaîne existe dans la nature et présente un avantage évolutif. Même à un stade très primitif, ces ébauches de vision constituent d’ailleurs un tel avantage qu’elles se seraient très vite répandues. Il n’aurait fallu qu’un demi-million d’années pour aller d’un bout à l’autre de la chaîne théorique.

On considère aujourd’hui que les cellules photosensibles ont une origine unique dans le règne animal mais que celles-ci ont ensuite évolué de plusieurs façons différentes, arrivant par au moins 40 chemins distincts à des structures capables de former des images.

ABC (Madrid)


Un equipo de investigadores de la Agencia Espacial Europea (ESA, por sus siglas en inglés) ha descubierto que Marte elimina metano de su atmósfera a una velocidad 600 veces superior a la estipulada hasta el momento por los científicos. Para el común de los mortales esta afirmación no dice mucho, pero revela, en realidad, que algo se revuelve en el estómago del Planeta Rojo. De hecho, refuerza la teoría de quienes apuntan que podría tratarse de un planeta «biológica y geológicamente activo».
Según ha explicado la ESA, el «misterio» comenzó en diciembre de 2003 cuando la misión Mars Express alcanzó la superficie de Marte. Entonces, el Espectómetro Planetario Fourier (PFS) detectó la presencia de metano junto con otros gases cuya existencia «ya preveían», como el monóxido de carbono y el vapor de agua. «Este hallazgo nos impactó mucho porque no lo esperábamos», ha señalado el coordinador de la misión, Agustin Chicarro.

Lo «inesperado» del descubrimiento se atribuye a que en la Tierra la mayor parte del gas liberado ha sido a causa de la evolución de la vida biológica. En este sentido, a pesar de que existen otras formas de generar metano, como por efecto de los volcanes, los altos niveles de Marte «sugieren la posibilidad de la existencia de procesos biológicos en el planeta».

Desde hace 300 años

Igualmente, Chicarro ha explicado que la detección de este gas en la superficie marciana no es un «caso aislado». Así, mientras que la nave de la agencia espacial estaba en ruta, dos equipos de astrónomos independientes observaron señales de metano con la utilización de telescopios terrestres y, tras cinco años de estudio intenso, confirmaron su presencia. En esta línea, el colectivo cree que el gas «permanece estable en la atmósfera de dicho planeta desde hace más de 300 años».
Asimismo, con las evidencias recogidas en 2003, publicadas el pasado mes de enero por el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, se constata que el metano «se concentra en tres regiones distintas de Marte». En un principio, se creía que se entendía el comportamiento del metano en el Planeta Rojo pero luego, como explica uno de los miembros de la Mars Express, Franck Lefvre, «las medicaciones nos llevaron a creer que faltaba una pieza en el puzzle».

No obstante, para los científicos, las sospechas sobre la velocidad de eliminación del metano recaen en la zona «más superficial» de Marte. A tenor de los datos recogidos, consideran que, o bien el gas se queda atrapado en el polvo o la presencia de reactivos químicos muy potentes, como el 'peróxido de hidrógeno', son capaces de destruirlo. Si se validara esta última hipótesis, se confirmaría que se trata de «una zona mucho más hostil orgánicamente de lo que se creía».
La Agencia Espacial Europea recuerda que el pasado julio alcanzó un acuerdo con la NASA para emprender misiones a Marte de forma conjunta. Ahora, considera que el asunto del metano es «lo suficientemente importante» como para incluirlo en los proyectos futuros. «Llegar a entender completamente el comportamiento de este gas en la superficie marciana es una de nuestras principales prioridades», ha concluido el investigador Olivier Witasse.

Dans les pas de Darwin: l’évolution aujourd’hui (2/6)
Le Temps
por Olivier Dessibourg
(Mirjana Farkas)

Quelles sont les pressions sélectives externes qui permettraient à l’homme d’évoluer aujourd’hui? Ou quand la culture influe et se lit jusque dans les gènes

C’est l’histoire de deux brontosaures qui voient un T-Rex fondre sur eux. Et qui se mettent alors à courir aussi vite qu’ils peuvent. L’un des deux dit à son compère: «Pourquoi nous fatiguons-nous? Nous n’arriverons jamais à courir plus vite que le T-Rex!» Et l’autre, cyniquement: «Je ne cherche pas à courir plus vite que le T-Rex, juste à courir plus vite que toi!»

Cette fable, imaginée par l’éthologiste Richard Dawkins, n’a d’autre but que de rappeler un des points cruciaux liés à ce moteur de l’évolution qu’est la sélection naturelle: ce processus concerne une compétition qui a moins lieu entre espèces qu’au sein même de chaque espèce.

Aujourd’hui, cette règle s’applique-t-elle encore à l’homme, sa survie ne dépendant plus des avantages physiques induits par le patrimoine génétique, comme au temps des brontosaures? Non, a répondu Steve Jones, se rendant aussitôt célèbre. Et le généticien du University College de Londres de justifier que la chance qu’a aujourd’hui un nouveau-né de vivre jusqu’à l’âge de la reproduction, dans les pays développés du moins, est de toute façon de plus de 99%. Ainsi, les plus faibles à la naissance ne sont plus éliminés par la sélection naturelle… Le chercheur a même calculé que les changements dans les taux de survie et de reproduction avaient conduit à une baisse d’au moins 70% de chance qu’opère le processus de sélection naturelle, tel que l’a décrit Darwin.

Mais au fait, de quoi s’agit-il? La sélection naturelle per se correspond à un tri des individus les plus aptes à survivre ou à se reproduire. Elle repose sur trois principes: la variation génétique entre individus, leur adaptation à leur milieu, et leur capacité à transmettre leurs caractères avantageux à leurs descendants. Surtout, elle est stimulée par ce que les scientifiques appellent «pressions sélectives», ces soufflets attisant les braises de l’évolution.

Ces pressions peuvent être dues à plusieurs causes: l’environnement (isolement géographique par exemple), la sélection sexuelle, la présence de parasites ou de prédateurs, ou encore la disponibilité de nourriture. L’exemple le plus célèbre, décrit par Darwin, est celui des pinsons des Galápagos au gros bec qui, par temps de disette, avaient plus de facilité à consommer des graines que leurs homologues à bec plus fin, et qui ont fini par survivre.

«De tous les grands principes de la sélection naturelle de Darwin, presque aucun ne s’applique plus à l’homme aujourd’hui», coupe Denis Duboule, biologiste à l’Université de Genève et à l’EPFL. Pour autant, toutes les pressions sélectives sur Homo sapiens ont-elles disparu? Ou influent-elles encore sur les gènes humains de manière à générer une série de micro-évolutions?

Nombre d’anthropologues s’accordent à l’idée que, chez l’homme, la sélection est désormais bien plus culturelle que naturelle. «Par culture, nous n’entendons pas l’art ou la musique, mais plus largement l’aptitude humaine à acquérir et à transmettre des savoirs et des compétences, et à concevoir des solutions à des problèmes en tirant profit de ce réservoir commun de connaissances», explique dans La Recherche Kevin Laland, professeur à l’Université de St Andrews (Ecosse). Chez les hominidés, les premières pressions sélectives «culturelles» furent ainsi l’apparition de la vie en «civilisation», puis de l’agriculture. Dès lors que certains peuples se sont mis à élever des animaux, il leur est par exemple apparu que leur lait était une riche source d’éléments nutritifs. Ainsi, une mutation génétique est apparue il y a 8000 à 9000 ans en Europe du Nord et en Afrique de l’Est, qui a permis à l’homme de produire l’enzyme nécessaire pour digérer ce lait. Un avantage sélectif certain en termes de nutrition. Et aujourd’hui, ce gène est présent chez 80% des Européens, mais à peine 20% des habitants d’Asie.

Walter Wahli, professeur au Centre intégratif de génomique à l’Université de Lausanne, ne doute pas qu’aujourd’hui encore «des mutations ou modifications physiologiques similaires permettent de nous adapter à notre nourriture actuelle, souvent de mauvaise qualité et trop riche en calories.» Quant à l’hypothèse longtemps suivie que les régimes nutritionnels conduisent à une augmentation moyenne de la taille humaine, elle a été infirmée par diverses études.

«Nous observons bien un tel accroissement, dans les zones urbanisées surtout», avise André Langaney, généticien à l’Université de Genève. Pourquoi? «La seule hypothèse qui tient encore est celle d’une différence des interactions sociales entre villes et campagnes, qui agiraient sur le cortex et induiraient, par effet de dominos dans le cerveau, une stimulation de l’hypophyse, la glande qui sécrète l’hormone de croissance.»

L’agriculture pourrait aussi avoir ouvert d’autres brèches pour l’évolution de l’homme en permettant de nourrir une population de plus en plus croissante, qui commençait alors à s’agglutiner dans des villages. Agglomérations dans lesquelles les virus, parasites et autres agents pathogènes pouvaient se répandre à la vitesse du feu. C’est ainsi que s’est accrue la lutte évolutive entre le système immunitaire humain et ses assaillants microscopiques. Un combat qui se poursuit aujourd’hui: plusieurs études ont montré que la fréquence du gène CCR5-Δ 32, une variante d’un ancien gène protecteur contre la variole qui prémunit désormais contre le virus du sida, augmentait parmi la population. Autrement dit: la présence de ce gène dans le code génétique d’un individu lui confère un avantage sous cette pression sélective qu’est la présence d’un virus.

De même pour la malaria: la maladie n’est vieille que de 35 000 ans. «Or dans les régions où elle est endémique, les habitants ont petit à petit développé 25 nouveaux gènes qui les protègent», dit John Hawks (Université de Wisconsin) dans la revue Discover. De quoi conclure que ces microbes exercent tout de même une pression sur l’évolution, surtout dans les pays où les traitements médicaux sont lacunaires.

L’un dans l’autre, la plupart des pressions sélectives sur l’homme sont liées à des facteurs environnementaux. La pollution, notamment, n’est pas le moindre. Le Programme national de recherches «Perturbateurs endocriniens», achevé en 2007, a montré à quel point les divers produits chimiques dispersés dans l’environnement, tels les pesticides, chamboulent chez l’animal les fonctions des hormones endogènes, liées notamment à la fertilité. Les parallèles avec l’homme restent ardus à tirer, car certaines données manquent. «Selon la littérature, des liens pourraient être faits entre l’exposition fréquente à des pesticides et la baisse du nombre de spermatozoïdes décomptés dans chaque millilitre», avertit Marc Germond, du Centre de procréation médicalement assistée à Lausanne. «Nous avons aussi de fortes présomptions que ces substances chimiques ont des activités œstrogéniques qui agissent déjà sur les testicules en formation dans le ventre de la mère.» Des constats qui ont des impacts en termes de reproduction, et donc d’évolution? «Impossible à dire. Car pour cela, il faudrait suivre durant des années des couples qui ont un projet parental, et exclure tous les autres facteurs influençables. C’est très difficile.»

En France, Lyliane Rosetta, du Laboratoire Dynamique de l’évolution humaine au CNRS, s’intéresse, elle, aux effets de la pollution atmosphérique sur la fertilité féminine. Un millier de femmes de 18 à 44 ans vont livrer régulièrement leur urine. Leur profil hormonal sera déterminé tandis que leurs cheveux, «archives» de la qualité de l’air, renseigneront sur le degré de pollution de leur milieu. Les scientifiques vont ensuite chercher des corrélations. En termes d’évolution, «si la pollution affecte la probabilité de grossesse, les femmes les plus fertiles s’en «sortiront» mieux que les femmes les moins fertiles qui, elles, auront plus de difficultés à se reproduire». Résultats attendus en 2010.

Autre «pression sélective» possible: les changements climatiques. Des chercheurs néo-zélandais ont montré, dans un article paru dans les Proceedings of the Royal Society B, que parmi 130 paires de mêmes petits mammifères vivant à des latitudes différentes, l’ADN de ceux qui vivaient dans des climats plus chauds changeait avec une fréquence plus rapide. L’idée n’est pas nouvelle – elle a déjà été étudiée chez les plantes, et expliquerait pourquoi les espèces foisonnent sous les Tropiques – mais c’est la première fois qu’elle est testée sur des mammifères. Les scientifiques y vont de leur explication: c’est parce que les autres organismes (plantes et parasites) avec lesquels interagissent les mammifères testés évoluent plus rapidement que ceux-ci subissent une pression co-évolutive afin de ne pas être «lâchés en route».

Et ce mammifère qu’est l’homme, subit-il le même sort sur une planète de plus en plus fébrile? «Dans un premier temps, il va tout faire pour contrer les changements dans son environnement, tempère Daniel Cherix, professeur d’écologie et d’évolution à l’Université de Lausanne. Mais dès que ce ne sera plus possible, il devra trouver des parades évolutives.»

Toutes ces «pressions sélectives» sur Homo sapiens ont ceci en commun qu’elles découlent, de près ou de loin, d’un façonnage de l’environnement par l’homme. Cette idée a donné naissance à une théorie dite de «construction de niche», dont Kevin Laland est un des auteurs, et qui s’appliquerait à tous les organismes vivants. «Ceux-ci ne sont pas passifs, explique-t-il dans La Recherche. Ils n’attendent pas que la sélection naturelle les élimine, mais choisissent ou se construisent un environnement plus favorable. Celui-ci doit donc être vu comme évoluant de conserve avec ces organismes, sur lesquels il exerce à son tour une pression sélective. Et ceci n’est nulle part aussi évident que chez l’homme: c’est en grande partie notre prédisposition pour la culture qui fait de nous de tels constructeurs de niche. Et les deux concepts se renforcent mutuellement. A cet égard, l’évolution humaine est unique: la construction de niche la conduit et la dirige bien plus que chez les autres espèces.»

D’où la sombre question: l’homme peut-il provoquer sa propre fin? Il y a deux raisons de penser que oui: «Premièrement, la culture augmente aussi fortement l’aptitude à la destruction de la niche, illustrée de manière alarmante par nos guerres de «haute technologie». Ensuite, les adaptations culturelles peuvent aller bien plus vite que les adaptations génétiques.»

Grâce aux progrès réalisés dans le domaine des biotechnologies, l’homme s’est en effet fabriqué une ultime «pression sélective» sur sa propre évolution: celle de pouvoir manipuler son patrimoine génétique. Imaginons de futurs parents feuilletant un catalogue sur Internet et cliquant pour choisir la couleur des yeux, le sexe, voire les capacités de leur enfant à naître après fécondation in vitro. A cela s’ajoutent les possibilités d’altérer les gènes d’un individu, dans un but thérapeutique ou non. «Un jour, nous aurons la possibilité de créer une nouvelle espèce humaine!» estime Peter Ward, auteur du livre Future Evolution, dans la revue Scientific American. Belle «pression sélective» que cette capacité-là. Mais qui ne concernerait qu’une infime partie, aisée, des couples dans le monde, rétorquent ceux qui n’y croient pas. Rien, donc, de significatif à l’échelle globale. Ainsi, pour André Langaney, «on n’en est pas encore à pouvoir prévoir l’ensemble des caractéristiques d’un individu, encore moins à pouvoir les choisir avec des techniques génétiques. Car le moindre trait physique est le fruit de l’interaction de plusieurs gènes.»

Denis Duboule y souscrit, mais en partie seulement. Car selon lui, «actuellement, c’est notre culture qui nous empêche d’évoluer dans ce sens, et «fixe» l’espèce humaine. Mais cela peut changer, si un jour l’homme s’autorise le clonage, la transgénèse, la modification de son espèce à vaste échelle… L’évolution humaine pourrait alors faire un immense bond substantiel, pour le meilleur ou pour le pire.»

Le sociologue français Edgar Morin le résume bien: «L’évolution culturelle continue l’évolution génétique. Par d’autres moyens.»



Heurts et bonheurs de l’évolution
Lucia Sillig

Le cerveau humain est, par rapport au corps, beaucoup plus grand que celui de la plupart des autres mammifères

«Nous avons une mauvaise vue, une mauvaise ouïe et un mauvais odorat, relève Denis Duboule, du pôle Frontiers in Genetics. Mais nous sommes un tout, et dans cet ensemble, c’est surtout notre
cerveau qui nous a donné un avantage. C’est ce qui rend notre histoire si intéressante.» Le cerveau humain est, par rapport au corps, beaucoup plus grand que celui de la plupart des autres mammifères: il a triplé de volume depuis notre dernier ancêtre commun avec le chimpanzé. C’est aussi un glouton qui consomme au repos jusqu’à la moitié de notre énergie.

Il semble que la nécessité de gérer la complexité de la vie en groupe ait été un facteur déterminant dans son évolution, comme le montre encore aujourd’hui une étude de l’Université de Genève. Des travaux indiquent une corrélation chez les primates entre la taille de l’organe et celle des sociétés dans lesquelles ils vivent. Mais ce n’est pas forcément la taille qui compte. Le développement intellectuel humain a explosé ces 50 000 dernières années sans qu’elle change significativement. L’apparition de l’agriculture ou du partage des tâches dans les sociétés sédentaires aurait favorisé la sélection de certaines capacités mentales. Le passage d’un régime surtout végétarien à une alimentation riche en protéines animales aurait aussi, selon certains, amélioré la connectivité entre les neurones.