8 questions sur l’évolution, reloaded

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Sur le blog généralement excellent Passeur de sciences il y a une interview du paléontologue Jean-Sébastien Steyer sur le thème « 8 questions pour en finir avec les clichés sur la théorie de l’évolution ». Je n’ai pas trop aimé cette interview, à laquelle Tom Roud a aussi pas mal réagi sur Twitter. Plutôt que de râler sur ce que je n’ai pas aimé, ce qui risquait de ne pas être très constructif, j’ai décidé de donner mes propres réponses aux même questions (questions de Pierre Barthélémy en gras).

1/ Soit par une simplification excessive soit dans le discours des partisans créationnistes de l’« Intelligent Design », l’évolution est souvent représentée comme une ligne droite qui va de la bactérie jusqu’à l’homme. Que répondre à ceci et quelle autre représentation graphique serait plus correcte ?

D’abord, une ligne allant de nos ancêtres à nous n’est pas en soi fausse. Ce qui est faux, c’est de représenter des espèces actuelles le long du chemin. Nous ne descendons pas d’un chimpanzé, mais d’un primate qui est également l’ancêtre des chimpanzés. Nous ne descendons pas d’un poisson actuel, mais d’un ancêtre commun avec les poissons actuels. Nous ne descendons pas d’une bactérie actuelle, mais d’un ancêtre commun avec les bactéries. Ce qui complique la communication c’est que la plupart des gens, s’il pouvaient voir ces ancêtres, diraient « tiens un singe, tiens un poisson, tiens une bactérie ». Leurs caractères primitifs ne sont clairs que pour les spécialistes, d’autant plus quand ce sont des organismes très différents de nous, comme les bactéries.

Ensuite, l’évolution suit un arbre, avec des branchements. En soi, ce ne devrait pas être très difficile à montrer et mettre en avant, mais c’est fait très rarement parce qu’il y a reproduction d’un cliché bien ancré. De plus, on a souvent tendance à représenter les espèces très distantes de nous en bas de l’arbre (regardez les résultats Google Images pour « arbre évolution »). Donc la réponse est que la représentation correcte est un arbre, avec toutes les espèces au même niveau. Excellent exemple dans ce billet de SAFFT.

2/ L’évolution va-t-elle nécessairement vers plus de complexité comme on l’entend souvent ?

Ah bon, on entend souvent ça ? Bref, la réponse est en deux parties :

  1. L’évolution n’a pas de direction particulière. Parfois plus de complexité est mieux adapté, parfois moins de complexité est mieux adapté. Parfois la complexité émerge sans adaptation, par hasard (par exemple nos gènes dupliquent par hasard et on en a plus), parfois la simplicité émerge sans adaptation, par hasard (par exemple on perd des gènes par hasard).
  2. Comme noté par Stephen Jay Gould, si vous partez d’organismes très simples, ce qui était probablement le cas au début de la vie, et que vous évoluez au hasard plein d’organismes, la médiane va rester très simple (et en effet, la plupart des organismes sont des bactéries), mais la complexité maximum va augmenter avec le temps parce qu’on bougeant au hasard on va parfois s’éloigner de ce minimum de complexité où l’on a commencé. Il avait proposé une analogie avec un mouvement brownien (au hasard donc) de particules qui démarrent toutes près d’un mur (qui représente la complexité minimale de la vie). Bien que le mouvement soit au hasard, la limite extrême de distribution des particules s’éloigne progressivement du mur, parce qu’il n’y a pas d’autre possibilité de mouvement. Donc oui, il y a probablement d’une certaine manière complexification des organismes les plus complexes au fur et à mesure du l’évolution, sans « nécessité » intrinsèque, et alors que la stagnation est la règle et la simplification est fréquente.

3/ Un autre raccourci très courant dans la vulgarisation est qu’une forme apparaît pour réaliser une fonction. Comment reformuler les choses sans ce « pour » ?

C’est une façon naturelle de penser, et ce qui est révolutionaire dans la théorie de la sélection naturelle de Darwin est justement cette capactié contre-intuitive à générer de la fonction en l’absence d’intention. Parce que c’est contre-intuitif, il est très difficile de donner une formulation simple, claire et exacte. D’ailleurs dans mes cours de biologie, quand j’étais étudiant, les profs disaient souvent « tout se passe comme si telle molécule voulait faire telle fonction », pour faciliter leur exposé… ce qui a donné son nom légèrement cryptique à ce blog.

Proposition de formulation : « une forme qui réalise bien une fonction utile est préservée ». On peut ajouter « une variante d’une forme qui réalise mieux une fonction utile que la forme habituelle est mieux préservée. »

4/ L’image du chaînon manquant est elle aussi très ancrée dans l’imagerie populaire. Se justifie-t-elle sur le plan scientifique ?

Ca dépend comment on veut l’interpréter.

Si on veut dire qu’il nous manque des informations dans le registre fossile, c’est vrai et ça le sera toujours. Les fossiles sont incomplets.

Si on veut dire que ces manques sont critiques, et du coup on ne peut pas dire ce qui s’est passé dans l’évolution, c’est faux (dans les cas qui intéressent le grand public en tous cas). Dans les grandes transitions, du type apparition des vertébrés terrestres, on a suffisamment de fossiles de bonne qualité pour savoir ce qui s’est passé avec un bon niveau de détail.

Si on veut dire qu’il y a des séries de fossiles qui permettent de visualiser une transition, c’est souvent correct (ça dépend des cas), à condition de se rappeler que l’évolution fonctionne en suivant un arbre et non une ligne droite, voir ci-dessus. Excellent exemple avec Tiktaalik sur le blog Pharyngula (en anglais) ; compte rendu en français avec moins d’images sur le Dinoblog. Mais si on veut dire ça, pourquoi dire chaînon « manquant » ?

5/ Autre image d’Epinal, celle du fossile vivant, employée par exemple pour le cœlacanthe. Faut-il aussi lui tordre le cou ?

Là pour le coup, oui, totalement, il faut lui tordre le cou. Toutes les espèces présentes autour de nous ont la même durée évolutive les séparant de nos ancêtres que nous. Certaines espèces évoluent effectivement plus lentement que d’autres, mais : (1) aucune n’évolue pas du tout, donc elles seront toujours différentes des espèces fossiles disparues, et (2) l’évolution lente affecte généralement certains aspects, parfois frappants, mais pas d’autres.

6/ Dans les grandes étapes du vivant, il y a la « sortie des eaux » par les vertébrés. Comment la science la conçoit-elle aujourd’hui ?

Vu que j’ai donné l’exemple de Tiktaalik ci-dessus, j’y renvoie. En bref, il semble que cela se soit fait en plusieurs étapes sur une relativement longue durée.

Jusqu’ici je n’ai pas fait référence aux réponses de J-S Steyer, mais c’est quoi ce bazar de réponse où il essaye de dire que ce n’est pas important, à peine si on s’en fout pas ? Ce n’est pas unique bien sur, mais de tels cas où une lignée évolutive à envahi une nouvelle niche énorme, avec des innovations morphologiques et fonctionnelles clairement reliées à ce changement, existent et intéressent la biologie évolutive. On peut citer la diversification des plantes à fleurs, les autres passages au mileu terrestre, notamment chez les plantes et plusieurs groupes d’arthropodes (dont les insectes), ou à plus petite échelle les poissons des glaces. Et moins connus du grand public, l’apparition des eucaryotes ou de la photosynthèse.

7/ Parmi les grands chouchous du public, en matière de paléontologie, on trouve les incontournables dinosaures. L’image que la science en donne aujourd’hui est très différente de celle que nous en avions il y a quelques décennies…

Vu que je ne suis pas paléontologue, je ne vais pas trop rebondir sur cette question.

8/ Quelle était la place réelle des mammifères dans le monde animal avant la disparition des dinosaures non aviens ?

C’est encore débattu, voir mes billets Pas si petits, les mammifères du temps des dinosaures ? et Un petit débat scientifique pour #DarwinDay : fossiles contre ADN chez les mammifères, et les commentaires dessous. Mais cela semble quand même clair que de ce temps-là, les mammifères étaient moins divers qu’aujourd’hui.

Je ne comprends pas ce que J-S Steyer essaye de dire dans sa réponse. Ca fait longtemps que l’on sait que les mammifères existaient avant la disparition des dinosaures, et il dit à la fois que oui leur disparition a libéré des niches, mais que ce n’est pas si important. En quoi la disparition totale de la mégafaune et son remplacement par une nouvelle lignée de mégafaune n’est-il pas intéressant ? (Un truc que je trouverais intéressant à noter par contre, c’est que les descendants directs d’un groupe de dinosaures, les oiseaux, a continué à très bien se porter, et comporte aujourd’hui encore davantage d’espèces que les mammifères. Dino not dead. Cliquer sur dessin en haut de page.)

Voilà, je vous laisse lire les deux interviews, la vraie de M. Steyer, et ma vraie-fausse ci-dessus.

17 réponses à “8 questions sur l’évolution, reloaded

  1. Tout à fait d’accord que la réponse de J-S Steyer sur l’augmentation de la complexité manquait de pertinence.
    Le terme « ratchet » (en français un « cliquet ») est utilisé par les biologistes évolutifs pour désigner des situations où une augmentation de complexité, souvent non adaptive, peut empêcher toute possibilité de retour en arrière (car elle resulterait en la mort, ou un succès reproducteur réduit pour l’organisme). Parfois le retour en arrière serait possible, mais il est juste infiniment peu probable que des mutations aléatoires suivent cette direction.
    Les adaptations suivantes se bâtissent sur cette complexité irréductible et finissent par créer des « usines à gaz » certes complexes, mais pas d’un fonctionnement pas tout optimal. Il me semble que c’est l’hypothèse favorite pour expliquer l’évolution de certains méchanismes moléculaires très complexes, par exemple l’épissage alternatif chez les mammifères.
    http://www.sciencemag.org/content/330/6006/920.full
    Je trouve amusant de noter que, pris dans ce sens, la notion de complexité est connotée plutôt négativement, et ça c’est différent de ce que l’on entend souvent…

  2. Cyclofrancis

    Hi hi, très chouette à lire , du tac au tac, merci pour les réponses aux questions, on attend la sortie du bouquin parallèle (bd?) …
    À suivre, l’évolution.

  3. Parfaitement d’accord avec toi, notamment sur la notion de « complexité », que tu expliques beaucoup mieux et plus clairement que je ne suis capable de le faire ! Par contre je confirme qu’on entend très souvent, en discutant d’évolution avec le grand public ou en lisant des textes de fanas de l’intelligent design, qu’elle va vers plus de complexité… La plupart des gens, même pensant comprendre l’évolution, ont en fait une réflexion finaliste avec une vision de l’évolution progressant vers un but. Il y a quelques années, j’avais lu une excellente étude avec une série de questions posées au grand public sur l’évolution, qui (si je m’en souviens bien) montrait que même si la plupart des gens étaient à la fois d’accord avec des affirmations finalistes et non finalistes. Je vais essayer de remettre la main dessus 🙂

  4. Ben, c’est un peu querelle de spécialistes. 🙂
    Moi qui ne le suis pas, j’ai bcp aimé et ses réponses et les tiennes, sans vraiment voir de contradiction ailleurs que dans le détail.
    Votre différence me semble surtout dans vos interlocuteurs supposés. Autrement dit, il a l’habitude d’entendre certains avis, et c’est à ça qu’il réagit. Ce qui crée un biais.
    (mon dada : on n’a pas d’opinions, on n’a que des réactions 🙂 )
    Pour moi tu cherches la petite bête chez lui, ce qui est totalement normal. Entre spécialistes.

    Pour compter les points quand même :
    * ton explication de la complexité est clairement meilleure, et plus correcte, je trouve.
    * la question 3, je trouve que vous dites la même chose mais qu’il est plus clair (ah ben oui)
    * question 6, je pense que tu as raison mais que tu l’exprimes un peu maladroitement. Disons que tes exemples ne sont pas grand public (je ne les ai pas compris). En gros ce que tu dis c’est que c’est bien une étape intéressante à étudier, mais qu’il y en a d’autres, tout simplement. D’ailleurs du coup vous n’êtes pas si éloignés que ça, surtout que la notion de « intéressant » n’est pas hyper définie 😉

    Enfin pour le chaînon manquant ça m’a rappelé la définition de la BD, art séquentiel ou tout se joue dans l’inter-case. On comprend l’histoire, on sait tout ce qui se passe, mais on ne voit que des moments discrets d’une histoire continue, contrairement au dessins animé (et encore, là c’est notre oeil qui meuble, mais c’est une autre histoire). Case = fossile, histoire = évolution. And voilà!

    • Bin pour la question 3, je trouve qu’il ne répond pas sur le fait de proposer une meilleure formulation, et que le paragraphe sur l’exaptation n’apporte pas grand chose à la réponse sauf de la compliquer.

      • J’ai vu que des gens parlaient de ce mot, exaptation. Je l’ai zappé lors de ma lecture, je ne lis pas les mots compliqués 🙂

        (j’avais il y a quelques temps lu quelques trucs wikipedia sur le sujet, sans vraiment intégrer la définition)

        Non j’ai surtout aimé les exemples grand public genre pieds pour nager ou chaipakoi. Mais bon c’est de l’ergotage, vous dites la même chose.

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  7. Très très bon article.
    J’avais lu l’interview de Jean-Sébastien Steyer dans Le Monde, je l’avais trouvé pas mal et toujours sympa de faire la chasse aux fausses idées. Mais ton article est moult mieux.

    J’ai quand même un bémol sur la réponse à « une forme apparaît *pour* réaliser une fonction ». Tu précises que c’est contre-intuitif de se figurer une fonction ayant été générée sans but ; c’est bien vu. Par contre après tu cites ton prof qui disait « tout se passe comme si telle molécule voulait faire telle fonction », mais là je trouve que c’est trompeur car ça exprime que son vouloir est un candidat possible pour la genèse de la fonction.

    • Oui la phrase de mes profs était trompeuse. Mais je la trouve intéressante car symptomatique de la difficulté à comprendre et expliquer la fonction en biologie en l’absence d’intention.

      • C’est marrant moi j’avais toujours compris cette phrase titreuse de ton blog comme une référence au rapport entre réalité et science. De manière générale, pas comme tirée d’un cours sur les molécules fonctionnelles.

        Genre, tout se passe comme si e=mc2, et la science ne dit pas que c’est vrai ou pas, elle dit juste que, à toutes fins utiles, autant dire que c’est vrai.

        Ca me décevrait de savoir qu’elle vient d’un cadre si étriqué 🙂

  8. Toujours intéressant de parler de l’évolution mais une image, celle de l’arbre me parait non précise. Je n’ai encore jamais rencontré un chêne ou autre arbre où deux branches se reconcilient pour en former une nouvelle ou au moins un brin annexe. Or n’est ce pas reconcilier deux branches que de transférer de l’ADN de blé dans un marronier (voir l’article dans le dernier Scientific American sur le marronier Américain)?
    L’homme fait partie de cet arbre, et les mouvement d’ADN qu’il génère le font aussi après tout… non?

    http://www.scientificamerican.com/article/the-american-chestnut-genetic-rebirth/

    • Effectivement, l’image de l’arbre n’est pas complète, il existe des transferts de gènes entre espèces, et certains pensent qu’il faut revoir le modèle. Notamment : http://www.sciencemag.org/content/284/5423/2124.full (accès fermé, mais on peut trouver l’image en tapant « doolittle tree life » dans Google Images).

      Je vais citer Asimov :
      « John, when people thought the Earth was flat, they were wrong. When people thought the Earth was spherical, they were wrong. But if you think that thinking the Earth is spherical is just as wrong as thinking the Earth is flat, then your view is wronger than both of them put together. »
      http://hermiene.net/essays-trans/relativity_of_wrong.html
      En d’autres termes, l’image de l’arbre est fausse, strictement parlant, mais elle est nettement plus proche de la vérité que l’image de la série bactérie -> poisson -> singe -> humain. Tellement plus proche de la vérité que si tout le monde comprenait ça, on serait déjà bien content.

      • la citation est géniale. 🙂
        Mais j’ai été lire le texte… je recommande à tout le monde de le faire, c’est hilarant et intelligent 🙂
        Merci, professeur MRR!

      • Merci pour la référence, son essai est excellent!

        Mais pour en revenir a l’analogie de l’arbre et de la terre, peindre systématiquement l’image d’un arbre avec des branches horizontales comme dans l’article de Science, ceci chamboulerai la logique linéaire de l’Évolution: A produit B et C, B produit D et E, C produit F et G … Enfin comme vous le dites si seulement la moitié du peuple dans le pays où je vis comprenait déjà l’image d’un simple arbre pour décrire l’histoire de la vie ce serai sauté d’une courbure de zero à une courbure de 0.000126 per mile pour la surface de la Terre… 😉

        • Pour être tout à fait précise, chez un arbre, les branches peuvent se souder entre elles notamment si deux blessures sont en contact, ce n’est pas rare du tout… et heureusement pour nous d’ailleurs, sinon on ne pourrait pas greffer les arbres fruitiers 😉 En évolution, on parle d’évolution réticulée pour décrire ce mécanisme : deux espèces peuvent en s’hybridant en donner une nouvelle. C’est un mécanisme connu depuis très longtemps, notamment chez les plantes, mais on l’étudie peu sous l’angle phylogénétique, principalement d’ailleurs parce qu’il est très difficile de modéliser mathématiquement un arbre réticulé !

          Dans les publications d’évolution, les arbres phylogénétiques sont de plus en plus souvent représentés de manière circulaire. J’aime beaucoup cette représentation, qui a l’avantage de ne laisser aucune branche plus haute que l’autre. Qui peut dire quel est le point le plus haut sur un cercle ?

          Et pour l’anecdote, Charles Darwin utilisait dans ses carnets une autre analogie que cette de l’arbre. Il trouvait que le modèle « arbre » était trompeur car chez un arbre, l’intégralité de l’organisme est vivant, et pas uniquement les feuilles. Il parlait plutôt de corail de la vie. Certaines colonies de corail ressemblent beaucoup à un arbre, avec un « tronc » et des « branches », seulement, la majorité de la colonie est morte, seule l’extrémité de chaque « branche » est vivante. J’aime beaucoup cette analogie et je la trouve bien plus pertinente que celle de l’arbre 🙂