Evolution 3.0 et le retour de Gaïa.

Voici près de 60 ans que le monde vit avec le paradigme évolutionniste dit de la synthèse moderne, que j’appellerai ici Evolution 2.0, et qui stipule que l’évolution biologique est due à la mutation aléatoire de gènes qui produisent ainsi de nouvelles caractéristiques adoptées dès lors qu’elles procurent un avantage – ce que l’on appelle la survie du plus apte.

Exemple type, une girafe dont un gène mute et lui procure un cou un peu plus long va mieux se nourrir et transmettre cette caractéristique avantageuse à ses enfants, et leur descendance à long cou prendra le dessus sur les girafes au cou moins long. C’est la théorie d’une évolution basée sur le gène, promue depuis des décennies par des biologistes tels Richard Dawkins et combattue depuis au moins aussi longtemps par les créationnistes de tous bords.

Evolution 2.0 fut précédée par la version 1.0, celle de Darwin qui, ne connaissant par la génétique, se contentait d’expliquer l’évolution en disant que les organismes varient (sans que l’on sache trop pourquoi ni comment), et que certaines variations sont bénéfiques au sens où elles permettent une meilleure adaptation de l’espèce à son environnement, ou confèrent une supériorité à certains individus qui finissent par évincer les moins « aptes ».

La version 2.0 est donc, en gros, la version 1.0 réduite à son facteur génétique et un ensemble de calculs complexes visant à démontrer qu’à partir de mutations aléatoires il est possible d’obtenir une évolution positive (de plus en plus « apte »).

A titre personnel, depuis la trentaine d’années que je m’intéresse à ces questions je n’ai jamais accepté le modèle 2.0 comme étant une explication suffisante du phénomène de l’évolution, ce pour une simple raison: la probabilité qu’une mutation génétique aléatoire soit nocive étant bien supérieure à la probabilité d’une mutation bénéfique (on voit rarement une maladie génétique « positive »), hors la présence d’un magicien au sein du système capable de bloquer les « mauvaises » mutations, ce qui nous renverrait à quelque chose de surnaturel voire divin, je ne vois absolument pas comment le système pourrait évoluer positivement.

Heureusement se met en place, depuis une quinzaine d’années, le modèle Evolution 3.0 et il semble bien que d’ici quelque temps il aura remplacé la version 2.0 en ramenant un peu de bon sens dans ce bazar. Et aura définitivement fait taire Richard Dawkins, enfin.

Le modèle 3.0 s’appuie sur les (relativement) récentes découvertes de l’épigénétique (1) et sur le constat que la culture, c’est-à-dire la capacité à apprendre et à transmettre de la connaissance, est en soi un facteur d’évolution biologique. Ces découvertes s’ajoutent à l’aspect purement génétique de la version 2.0 pour offrir un modèle bien plus compatible avec la réalité observée, là où les expériences des parents sont transmises à leur descendance sans modification génétique (l’épigénétique), où les êtres vivants impactent et modifient leur environnement selon leurs intérêts propres au moins autant, et sans doute bien plus, qu’ils ne s’y adaptent par pur opportunisme génétique, et où le vivant se révèle capable de modifier son phénotype (ses caractéristiques physiques) de manière très rapide, donc non génétique, afin de s’adapter à de rapides modifications environnementales.

Cette dernière capacité, dite de developmental plasticity (2) ou « plasticité développementale », est connue de longue date mais son impact réel sur l’évolution tout à fait sous-estimé. Cette capacité permet aux individus d’adapter au cours de leur vie leur système immunitaire, leur système nerveux et leur comportement aux conditions spécifiques qu’il rencontre.

On constate en outre que des individus obligés de modifier rapidement leur phénotype pour s’adapter à un nouvel environnement, tendent à développer les mêmes caractéristiques que les individus d’espèces voisines déjà bien adaptées à ce même environnement. La machine génétique, dès lors, servirait en fait à cimenter au niveau du génome une évolution qui a eu lieu tout à fait indépendamment d’une quelconque mutation génétique aléatoire. J’entends Richard Dawkins hurler d’ici.

Pire encore, ce même phénomène observé chez des insectes, des poissons et des amphibiens peut aller jusqu’au développement de formes devenues incompatibles, en termes de reproduction, avec leur forme antérieure. En ce sens la spéciation, la création de nouvelles espèces, serait aussi un processus parfois très rapide lié à une modification brutale de l’environnement.

Un autre élément constitutif de Evolution 3.0 est le « biais de développement » (3), l’observation comme quoi l’évolution semble suivre certains chemins de préférence à d’autres et qu’il faudrait peut-être non plus tant parler de la survie du plus apte, que de la survie du plus fréquent. Parmi tous les choix possibles que pourraient générer des mutations aléatoires tout aussi valables en termes de survie, on retrouve le plus souvent les mêmes « choix » au sein de groupes d’une même espèce mais isolés les uns des autres. Ce biais de développement serait une sorte de flèche de l’évolution donnant la préférence à certains choix plutôt qu’à d’autres.

Ainsi l’environnement fait évoluer les individus, qui en retour agissent sur cet environnement, le modifient, et de cette façon interviennent sur leur évolution future. Un oiseau qui construit un nid, qui réduit les écarts de température, réduit la nécessité d’améliorer la régulation physiologique de la température par ses œufs au profit d’une évolution de la performance du nid. Il impose de ce fait une certaine direction à son évolution.

D’où le retour de cette grande question: si un environnement donné est en même temps un vecteur d’évolution et le résultat de toutes les évolutions organiques qui agissent en son sein, peut-on dire que cet environnement se comporte tel un organisme? Peut-on dire que la Terre, l’environnement de tous les environnements, se comporte comme un organisme? Que John Lovelock avait finalement raison?

L’hypothèse Gaïa, le retour.

L’hypothèse Gaïa fut proposée par Lovelock et Margulis dès les années 70 mais déferla sur le grand public à l’aube du XXIème siècle avec la parution de La Terre est un être vivant, l’hypothèse Gaïa (4). L’idée de base, fruit de nombreuses observations, est que la biosphère terrestre s’auto-régule afin de maintenir les conditions nécessaires à la vie, un principe nommé homéostasie (5) qui décrit la faculté d’un système à priori déséquilibré à trouver de lui-même un nouvel équilibre.

Cette faculté fut étudiée dans les années 40 par le cybernéticien Ross Ashby qui construisit le Homeostat, une machine infernale à base de quatre électro-aimants récupérés sur des systèmes de largage de bombes de la RAF, où la position de chaque aimant était dépendante (par magnétisme) de la position des autres. A chaque fois placés dans des positions aléatoires au départ, les aimants mis sous tension partaient le plus souvent dans tous les sens, mais parfois trouvaient une position d’équilibre. Si pas, la machine s’arrêtait, modifiait chaque position de manière aléatoire, et recommençait. A chaque fois ce processus trouvait, à un moment ou un autre, une position d’équilibre et Ashby en tira la conclusion que cette « ultrastabilité », cette capacité à s’auto-réguler, était une caractéristique fondamentale de la nature.

L’hypothèse Gaïa est essentiellement une extension sophistiquée du principe homéostatique démontré par Ashby, mais en principe incompatible avec le modèle Evolution 2.0 qui dicte depuis si (trop) longtemps sa loi du tout-puissant déterminisme génétique. Dans le cadre de Evolution 3.0 par contre, avec ses systèmes d’adaptation et de feedback inhérents à tout système de régulation, tout redevient possible. Gaïa is back.

La surface terrestre est capable de maintenir, sur des milliards d’années et avec fort peu d’accidents, des niveaux stables d’oxygène, de carbone, d’azote, de phosphore – les briques de base de la vie. Sa température reste également extrêmement stable, juste là où l’eau reste liquide. Pourquoi la Terre passe-t-elle tant de temps dans cet état ultrastable alors qu’a priori elle pourrait faire varier ces paramètres de manière continue et violente?

La sélection par persistance.

La réponse pourrait s’appeler « sélection par persistance »: la Terre et la vie terrestre se sont rencontrées très tôt (6) et la vie organique a modifié l’état originel des océans et de l’atmosphère. Modifications ayant sans doute entraîné des catastrophes et la vie a dû s’y reprendre à plusieurs fois avant de trouver, à l’image de l’Homéostat de Ashby, une solution stable où le carburant de la vie était recyclé afin de maintenir la continuité du processus.

Une fois stabilisé, le mécanisme de régulation de la biosphère a le temps de s’affiner et de se stabiliser encore plus, phénomène qui fut le sujet d’une étude publiée récemment sous le titre Selection for Gaia across multiple scales (7) et dont l’abstract dit entre autres ceci (désolé c’est assez indigeste, ma traduction):

De récentes propositions de modèles et de mécanismes aident à expliquer le puzzle « Gaïa » de la régulation environnementale par médiation de la vie.

La sélection naturelle peut produire du recyclage de nutriments à l’échelle locale et la régulation de variables environnementales hétérogènes à l’échelle d’un écosystème. Néanmoins la régulation environnementale à l’échelle globale implique un découplage temporel et spatial des effets des acteurs qui rendent problématiques les explications évolutionnistes conventionnelles.

A leur place, une régulation globale peut émerger via une « sélection séquentielle » au sein de laquelle les systèmes qui déstabilisent leur environnement ne vivent pas longtemps et résultent en des extinctions et réorganisations jusqu’à la découverte d’un attracteur stable. De telles propriétés de renforcement de la persistance peuvent alors augmenter la probabilité d’acquérir de nouvelles propriétés (de renforcement de la persistance) via la seule sélection par la survie.

Donc, ces boucles (feedbacks) du système Terre fournissent un filtre favorisant les combinaisons persistantes d’innovations macroévolutionnaires.

Tout cela reste à démontrer mais le principe de la sélection par persistance est en passe de devenir une alternative prometteuse au paradigme de la survie du plus apte. Ce principe s’adresse à l’évolution de la biosphère mais également à l’évolution sociale et culturelle: une culture augmente son influence en se propageant plutôt que via une évolution conventionnelle par sélection naturelle.

Le nouveau modèle de l’évolution que j’ai appelé ici Evolution 3.0, mais que l’on nomme ailleurs « postmoderne », associé au principe de sélection par persistance, pourrait – s’il est validé – fournir une boîte à outils susceptible de fondamentalement modifier notre compréhension du phénomène de l’évolution, depuis les premières molécules organiques jusqu’à la biosphère terrestre.

En ces temps où l’humanité semble courir aveuglément vers le mur d’une modification drastique du climat, de meilleures méthodes d’évaluation de la régulation naturelle de la biosphère ne peuvent pas faire de mal.

Liens et sources:

(1)

(2) https://en.wikipedia.org/wiki/Developmental_plasticity

(3) https://fr.wikipedia.org/wiki/Biais_de_d%C3%A9veloppement

(4) https://fr.wikipedia.org/wiki/Hypoth%C3%A8se_Ga%C3%AFa

(5) https://fr.wikipedia.org/wiki/Hom%C3%A9ostasie

(6)

(7) https://www.cell.com/trends/ecology-evolution/fulltext/S0169-5347(18)30118-6

Sources de l’article: https://www.newscientist.com/article/mg24132220-200-gaia-rebooted-new-version-of-idea-explains-how-earth-evolved-for-life/ et https://www.newscientist.com/article/mg23130920-600-evolution-evolves-beyond-the-selfish-gene/

Voir également:

A propos Vincent Verschoore

Animateur de Ze Rhubarbe Blog depuis 2008.

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