5 décembre 2014

Question de taille (sauts évolutifs, néodarwinisme)


Quelques réflexions en amateur, sur un sujet qui fâche (texte restructuré en aout 2017).

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(tout commentaire est bienvenu)

Au commencement...
Un mâle et une femelle font leur petite affaire, permettant à une ovule et un spermatozoïde de faire leur petite affaire. Il en sort d'abord ce qu'on appelle une morula soit deux, puis quatre, puis huit, puis éventuellement seize, puis éventuellement trente-deux, puis éventuellement soixante-quatre, cellules indifférenciées. On passe alors à la suite du programme, donc à autre chose. Les génération suivantes de cellules commencent à se différencier. Il en est ainsi chez tous les animaux pluricellulaires à reproduction sexuée. 

Cela suppose, quelque part dans les gènes (a priori) un compteur. A moins de nier l'évolution, cela suppose en outre que ce compteur a pu passer en une seule génération (de l'individu entier) à une génération de plus ou de moins (de cellules avant diversification). Mais est-ce que ce processus ne pourrait pas expliquer bien d'autres phases de la croissance et bien des mutations ? Est-ce que l'évolution procéderait par sauts brusques (c'est quand même ce que ça implique) ? En simplifiant à l'extrême, il semble globalement que oui. Par exemple la théorie des équilibres ponctués, de Stephen Jay Gould et Nils Eldredge, s'efforce de prendre en compte les longues périodes de stabilité suivies de changements soudains. En fait cela n'explique rien, c'est un constat. Peut-on aller plus loin ? En tout cas, j'essaie...  

Sören Lövtrup
Un article de La Recherche (on ne peut plus scientifique, et très sérieux), de juillet-aout 1977 (donc, pour nuancer, numéro estival où l'on regroupe les sujets douteux), s'intitule "La crise du darwinisme". Il a pour auteur Sören Lövtrup (professeur à l'université d'Umea, Suède). Précisons qu'il n'est pas question pour lui de remettre en cause l'évolutionnisme, ni même l'idée de sélection naturelle, mais seulement l'idée, également qualifiée de darwinienne, que l'évolution se ferait par "micromutations", donc très progressivement et aléatoirement. C'est précisément sur la question de la taille, plus exactement du poids, qu'il trouve une faille.

Il donne en exemple les chouettes et hiboux de l'Europe et de l'Amérique du nord, soit une bonne trentaine d'espèces, dont la taille varie de celle d'un moineau à celle d'un aigle. On pourrait penser que les tailles moyennes respectives de ces espèces se répartissent régulièrement entre ces extrêmes. Pas du tout. Elles se regroupent dans un certain nombre de paliers, et on passe d'un palier à un autre en doublant à chaque fois le poids. Bien sûr ce n'est pas exact au gramme près, il y a aussi des variations plus discrètes, mais enfin la corrélation est suffisamment frappante pour ne pas pouvoir être attribuée au hasard. Entre Glaucidium gnoma ou Micrathene whitneyi d'une part, Bubo bubo d'autre part, le rapport et de 1 à 128 (27). Seul le rapport 8 (23) n'est représenté par aucune espèce. Il y a donc 7 paliers avec chacun au moins trois espèces qui ne s'écartent jamais de plus de 25% du palier théorique.

On l'avait déjà constaté pour les diverses espèces fossiles de chevaux ou de chameaux, mais on pensait qu'il manquait les intermédiaires, que ce rapport deux était un hasard.

Ce rapport deux correspond à un doublement du nombre des cellules. Surtout, il ne peut survenir que d'un seul coup, en une seule génération.

On peut multiplier les exemples de ce passage d'un groupe d'espèces à un autre groupe d'espèces par doublement ou quadruplement de poids, à 20% près mais sans intermédiaire, sans continuité. Rien que chez les mammifères :

  • le Rat noir (Rattus rattus) et ses 200 grammes de moyenne par rapport aux 400 du Surmulot (Rattus norvegicus).
  • le Chacal (Canis aureatus), 7-13 kgs par rapport au Loup (Canis Lupus), 30-50 kgs.
  • les panthères, jaguars, pumas, par rapport aux lions et tigres (quadruplement du poids chez les mâles comme les femelles).

On peut trouver aussi cela chez les primates, et même les anthropoïdes, avec le Siamang (Hylobates syndactylus), deux fois plus lourd en moyenne que les autres gibbons.

Pourquoi cela est-il si peu connu ? Pourquoi le nom de Sören Lövtrup n'est-il pas dans tous les dictionnaires ? On ne peut qu'esquisser des éléments de réponse. La faculté de muter en taille (et de muter en général) n'est pas également répartie entre les espèces. Certaines sont au même point depuis des centaines de millions d'années. Surtout, bien des facteurs (individuels ou spécifiques) influent sur le poids. L'effet est donc souvent noyé parmi bien d'autres. De plus, un doublement de poids n'augmente la taille que d'un facteur 1,26 (racine cubique de deux) souvent insuffisant pour qu'on ait distingué deux espèces (Lövtrup a ainsi constaté que les représentants européens d'une certaine espèce de chouette étaient deux fois plus lourds que les américains, que nul n'avait distingués auparavant).

Dans le cas des chiens, l'espèce qui a connu les divergences de taille les plus marquées le plus rapidement, en quelques millénaires voire quelques siècles (qu'il s'agisse d'une sélection en partie artificielle et laxiste ne change pas le processus), il y a eu en outre des évolutions morphologiques qui brouillent les données. Mais si on se penche sur une sous-variété :

  • schnauzer nain : 5-8 kgs
  • schnauzer moyen : 12-15 kgs
  • schnauzer géant : 30-35 kgs

(fourchettes moyennes d'après trois ouvrages spécialisés).

Surtout, un doublement ou dédoublement de poids, c'est ce qu'on peut attendre s'il y a doublement ou dédoublement du nombre de cellules, comme au commencement. Nous allons voir à présent que cela semble concerner non plus l'ensemble de l'individu mais des parties dudit. Et d'abord avec une autre "affaire" qui a fait encore plus de bruit et de scandale.

Anne Dambricourt

Anne Dambricourt (née en 1959) est une chercheuse en paléoanthropologie au CNRS et dans diverses autres institutions. Un ouvrage sorti en 2000 raconte la genèse de sa principale découverte, et le clash qui a suivi avec la majorité de ses collègues.

Bref résumé simplifié de la découverte, dite contraction crânio-faciale : nous avons au milieu du crâne un os discret, peu connu, appelé sphénoïde, qui conditionne en fait la forme de l'ensemble de la tête. Et c'est l'évolution de cet os qui a fait que notre face s'est peu à peu aplatie, cette évolution s'étant faite non progressivement mais par à-coups, six paliers. Le dernier de ces à-coups a fait passer de neandertal-erectus à sapiens. Ou peut-être l'avant-dernier, le dernier... se déroulant sous nos yeux et obligeant un peu partout dans le monde à mettre aux enfants des appareils dentaires pour empêcher une malformation. Car cette recherche a été menée en coopération avec des spécialiste de la dentition, ce n'est pas une fantaisie marginale. Bien entendu, l'auteur remonte beaucoup plus loin dans l'arbre généalogique des primates. Et là encore on retrouve des paliers avec des paramètres (angulaires cette fois) prévisibles. Pour plus de détails sur la polémique féroce que cela a générés, la poussant vers l'Intelligent Design alors qu'elle était athée au départ, voir résumé de son ouvrage. On note que Sören Lövtrup aussi a été (s'est lui-même ?) impliqué dans l'Intelligent Design. Le point de vue, le paradigme, dominant (néodarwinisme) suppose que les mutations sont parfaitement aléatoires, qu'il n'y a pas lieu de mesurer, ce qui est pourtant la pratique scientifique la plus basique et la plus universelle. 

Et donc, de mon tout petit point de vue béotien je n'exclus ni que tout le monde ait raison, ni que tout le monde ait tort. Parce que cela peut aussi être vu comme une histoire de compteur.  

Queues
Les nombreuses espèces de mésanges sont réparties entre les familles des paridés et des aegithalidés. Une d'entre elles est la Mésange à longue queue (Aegithalos caudatus). De fait, sa queue est plus de deux fois plus longue que celle des autres mésanges et même des autres aegithalidés. Le point intéressant, c'est qu'il n'y a pas autant que je sache d'espèce à queue intermédiaire. Et il semble en être de même pour les pies par rapport aux autres corvidés (corbeaux, geais...), pour les aras par rapport aux autres perroquets, pour les bergeronnettes par rapport aux autres motacillidés (pipits...).

Têtes
Personne n'a jamais supposé un ancêtre commun que partageraient un sapajou, une vache, un rhinocéros "blanc" (gris en fait) mais que ne partageraient pas un chimpanzé, une chèvre, un rhinocéros "noir" (idem). Il n'empêche que les premiers ont des narines très écartées, dans les mêmes proportions, et pas les seconds. Il n'y a pas d'intermédiaire autant que je sache, c'est l'un ou l'autre.

Pattes et gueules
Une race de chiens bassets est apparue d'un seul coup, dans une seule portée de brunos du Jura (chiens de chasse courants à pattes normales). Les autres races de bassets sont issues d'autres origines, mais les paramètres (longueur des pattes par rapport au reste) semblent les mêmes. Il parait qu'il y a eu des rhinocéros bassets au Pliocène. Je cherche les "demi-bassets".

Toujours chez les chiens, les divers lévriers ne semblent pas avoir d'ancêtre lévrier commun. On peut peut-être retrouver les mêmes différences, avec les mêmes paramètres, sans intermédiaire, par exemple entre crocodiles et caïmans.

Histoires de bois
Parmi les exemples que j'ai dénichés de ce principe de doublement de poids (donc en une seule génération), il y a la famille Cervidés. On passe par doublement du Cerf de Virginie au Cerf élaphe, puis de ce dernier au Wapiti, puis par quadruplement du Wapiti au Mégacéros (fossile récent). Mais il s'y ajoute un autre paramètre : quand la taille globale augmente d'un facteur 1,26 (en gros), l'envergure des bois augmente, elle, de 1,41 (racine carrée de deux), les bois sont de plus en plus disproportionnés.
Il en est de même pour les oreilles des lagomorphes (pikas, lapins de diverses tailles, lièvres).


En conclusion

Tout cela mis bout à bout ne me rapproche pas de l'ID comme Anne Dambricourt, mais d'une idée (nouvelle ?) : il y a quelque part dans notre ADN un mécanisme qui régule le nombre de générations de cellules, donc de doublements du volume donc du poids, de tout ou partie d'un organisme. Si ce nombre est augmenté ou diminué d'une unité il y a doublement ou dédoublement du volume, donc automatiquement du poids. Ce doublement ou dédoublement entraine mathématiquement, si rien ne change par ailleurs (ce n'est bien sûr pas le cas général), une augmentation ou diminution de longueur de rapport 1,26 (ou exceptionnellement 1,41 si l'expansion est à deux dimensions). Quant à trouver le mécanisme, ce n'est pas à ma portée. Je ne peux pas tout faire.


Jean Roche
 

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