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Archive de la catégorie ‘Biologie’

Mercredi 27 avril 2016 | Mise en ligne à 13h51 | Commenter Commentaires (51)

Combien y a-t-il de théories de l’évolution ?

992441-grande-partie-grace-agriculture-medecineUn seul texte, deux grandes questions. C’est un sacré bon ratio, je dois l’admettre — non sans une pointe de jalousie, d’ailleurs —, qu’a atteint cet article paru dans le dernier numéro de la revue Science, qui demande à la fois : peut-on faire de la bonne science si l’on est financé par de l’argent «gris» ? Et existe-t-il une seule théorie de l’évolution, ou plutôt deux ?

Le papier en question rapporte le malaise diffus entourant la subvention qu’ont reçu récemment des chercheurs américains, britanniques et suédois pour… comment dire… «revisiter» la théorie de l’évolution et possiblement l’«étendre». L’inconfort d’une partie de la communauté scientifique s’explique par le fait que l’argent, la jolie somme de 8,7 millions $, vient de la Fondation Templeton, une organisation très généreuse pour la recherche mais qui donne souvent dans le mélange des genres. La Fondation, mise sur pied dans les années 80 par un richissime fondamentaliste protestant, finance en effet la science dans la mesure où les projets peuvent éclairer les «grandes questions» comme la finalité de la vie humaine et amener de «nouvelles informations spirituelles».

Cela place sans doute l’organisation dans une zone grise, on pourra en discuter ici, mais je crois que le malaise est s’abord et avant tout un produit du contexte politique américain. Dans un pays où les créationnistes sont une minorité stridente et bien organisée qui a remporté son lot de victoires, on comprend aisément que les millions d’une Fondation qui mélange allègrement science et spiritualité fassent sourciller, surtout s’ils servent à déterminer si l’évolution est le résultat de mutations aléatoires ou s’il n’y a pas «autre chose» qui dirigerait lesdites mutations.

Mais le fait est que la Fondation Templeton a déjà répudié très publiquement le créationnisme et son rejeton nommé intelligent design, et qu’il existe des cas documentés de chercheurs dont les projets appuyés par Templeton ont abouti sur des résultats négatifs pour la religion sans que l’organisation en fasse de cas. Alors je me dis que le malaise tient bien davantage au contexte politique américain qu’aux agissements de la Fondation elle-même. Elle prête flanc à des interprétations méfiantes par ses visées spirituelles, soit, mais cela ne me semble pas être un cas de manipulation de la science. Corrigez-moi si je me trompe.

La seconde question me semble plus intéressante : y a-t-il — à quelques nuances près, inévitables dans les cercles académiques — une seule théorie de l’évolution, ou y en a-t-il une autre valable, nommée synthèse étendue de l’évolution, qui viendrait améliorer la première (et même «corriger» certains de ses principes fondamentaux) ?

Les différences entre la théorie de l’évolution telle qu’on l’entend généralement et cette synthèse étendue sont fort bien résumées dans cet article paru l’an dernier dans les Proceedings of the Royal Society – Biological Sciences (voir le tableau en page 2). Les voici en français, avec commentaires le cas échéants. Vous me direz ce que vous en pensez…

1. Sur la sélection naturelle. La théorie de l’évolution la considère (tant par le biais de la mortalité que par celui de la sexualité) comme le moteur principal, sinon unique, de l’adaptation des espèces à leur environnement. La synthèse étendue, elle, voit plutôt cela comme une relation à double sens : les organismes sont transformés par leur environnement, mais ils influencent également leur milieu de vie. Ce qui est tout à fait vrai : le simple fait qu’il y ait 20 % d’oxygène moléculaire dans l’atmosphère terrestre en témoigne. Avant l’arrivée des plantes/cyanobactéries et de la photosynthèse, il n’y en avait pas et l’air de la Terre aurait été asphyxiant pour les animaux actuels. Mais… mais je ne saisis pas trop comment l’évolution classique — à part en en faisant une lecture très rigide, presque caricaturale — exclut ces allers-retours. Enfin…

2. Sur les gènes. Pour la théorie classique, ils sont le seul vecteur par lequel une génération peut transmettre ses caractéristiques à la suivante. La synthèse étendue y ajoute la transmission épigénétique (les gènes demeurent les mêmes, mais leur expression peut être modulée sur plus d’une génération), physiologique (par exemple, par la qualité de l’alimentation qu’un parent fournit à ses enfants) et culturelle (les chimpanzés qui montrent à leurs enfants à se servir d’outils). Encore une fois, tout cela est vrai, mais… Les mécanismes de l’épigénétique ne sont-ils pas inscrits à quelque part dans les «vrais» gènes ? La capacité de certaines espèces de transmettre une culture qu’ont certaines espèces n’est-elle pas possible que parce que leurs gènes le permettent (et ont été sélectionnés «classiquement» dans le passé) ? Et sur le long terme, sur des milliers, voire des millions d’années, y a-t-il vraiment autre chose que les gènes qui persiste ?

3. Le hasard. La théorie classique dit que les mutations génétiques qui créent l’évolution surviennent de façon totalement aléatoire et que c’est l’environnement qui détermine lesquelles seront éliminées (la majorité) et lesquelles survivront. Pour la synthèse étendue, ce processus est biaisé par le développement des individus — j’imagine que les cerfs de l’île d’Anticosti, notoirement plus petits que leurs congénères continentaux à cause de la surpopulation de l’île mais pas vraiment différents d’un point de vue génétique, seraient une bon exemple, ici. Je comprends le point, mais de là à dire que ces histoires de développement peuvent diriger les mutations génétiques, il me semble qu’il y a un sacré pas… Non ?

4. Le rythme. En général, la théorie classique considère qu’à l’échelle des populations, les transformations se produisent lentement, alors que la synthèse étendue propose des rythmes différents d’une espèce à l’autre. Ou du moins, c’est de cette manière que les auteurs de l’article des Proceedings, tous des partisans de la synthèse étendue, décrivent les choses. Mais la théorie classique ne s’accomode-t-elle pas très bien de rythmes évolutifs différents selon l’espèce, et depuis longtemps ?

Les deux autres points me semblent être des variations sur les quatre que je viens de présenter. Alors nous en avons assez pour lancer la discussion, et votre avis là-dessus vaut certainement celui d’un journaliste : avons-nous vraiment une seconde théorie de l’évolution qui complète la première sur certains points, voire la corrige dans certains de ses fondements ? Ou est-ce que, comme le soulignent des biologistes cités dans Science, les «synthétistes» caricaturent la théorie de l’évolution, qui a déjà bien intégré les points qu’ils font valoir ?

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Lundi 25 avril 2016 | Mise en ligne à 11h19 | Commenter Commentaires (3)

Les petits clones des îles californiennes

(Image : WikiCommons)

(Image : WikiCommons)

Pas plus tard que la semaine dernière, on parlait sur votre blogue favori des méfaits de la consanguinité, qui aura raison d’ici peu de la plus longue expérience du monde en biologie — l’observation d’une petite population de loups captive d’une île dans le Lac Supérieur. Le hasard faisant parfois bien les choses, une autre étude sur un thème apparenté (’scusez le jeu de mots…) vient de paraître et offre une sorte de contre-exemple à la règle général : les renards des Channel Islands, au large de la côte californienne.

Appartenant à l’espèce des renards gris, on croit qu’ils ont été amenés par des autochtones sur les Channel Islands il y a quelques milliers d’années, puisqu’il est très improbable que ce petit canidé soit capable de nager les quelque 20 km qui séparent la plus proche de ces îles du continent. Une équipe dirigée par Robert K. Wayne, de UCLA, a séquencé sept renards de ces îles (un par île et deux pour l’île principal de San Nicolas) afin d’en mesurer l’«hétérozygoticité», comme disent les généticiens.

L’idée, ici, est que tous les animaux issus de la reproduction sexuée ont deux versions de chacun de leurs gènes — l’un provenant de la mère, l’autre du père. En séquençant ces deux versions chez un même individu, on se trouve à mesurer à quel point les parents étaient différents, génétiquement, l’un de l’autre, ce qui donne une idée de la diversité génétique de la population. De manière générale, d’une île à l’autre les renards sont suffisamment différents pour être considérés comme des sous-espèces (les îles sont trop éloignées pour permettre des échanges entre les populations), mais à l’intérieur de chaque île, ils sont entre 3 et 84 fois moins diversifiés que ceux du continents, ce qui n’est déjà (en théorie, du moins) pas une bonne nouvelle.

Mais, fait remarquable, ceux de San Nicolas sont presque des clones : leur ADN ne montre des différences en moyenne qu’une fois à toutes les 50 000 bases, ce qui en fait essentiellement des jumeaux qui se reproduisent entre eux, comme l’explique ce compte-rendu du NY Times. C’est dû à une sévère chute de la population survenue dans les années 70, pour des raisons que je n’ai vue explicitées nulle part. Mais quelle qu’en soit la cause, il semble que la population de San Nicolas soit descendu sous les 20 individus, ce qui a réduit à pratiquement plus rien une diversité génétique qui était déjà très faible. Résultat : c’est la population animale la moins diversifiée de toute la planète. Certes, le séquençage de deux individus est un bien mince échantillon, mais il vient corroborer d’autres études qui avaient montré que ces renards ne montrent pratiquement aucune variation en des endroits du génome qui sont pourtant connus pour en avoir beaucoup.

Or, autre fait remarquable, cette consanguinité extrême ne l’a pas empêchée de rebondir — jusqu’à 500 individus dans les années 80. Si bien que cette population est considérée comme une sorte d’exception à la règle voulant qu’une faible diversité soit un risque pour une population. En fait, le séquençage a montré que les renards de San Nicolas portent plusieurs mutations nuisibles, mais il est possible que l’absence de prédateurs dans l’île, de même que le peu de maladies qui peuvent faire le saut du continent, aient «empêché» ces petits canidés de payer pour leur homogénéité.

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Mardi 19 avril 2016 | Mise en ligne à 11h30 | Commenter Commentaires (31)

Père et fille, en même temps que… demi-frère et sœur

Le célèbre «mentons des Habsbourg»... Rangée du haut : Charles II (1661-1700) et Philippe IV (1605-1665). Rangée du bas : Charles Quint (1550-1558), à deux âges différents.

Le célèbre «mentons des Habsbourg»... Rangée du haut : Charles II (1661-1700) et Philippe IV (1605-1665). Rangée du bas : Charles Quint (1550-1558), à deux âges différents.

Il y avait déjà un certain temps que l’on savait les loups de l’Isle Royale, dans le Lac Supérieur, en grave danger. Objet de la plus longue expérience de biologie du monde, ces loups prisonniers de leur île et observés depuis près de 60 ans ne sont désormais plus en danger, techniquement parlant : les dernières observations ont transformé le «risque» qu’ils disparaissent en une certitude à tout fin utile complète.

Située dans le nord-ouest du Lac Supérieur, l’Isle Royale fait 72 km de long par 14 de large — un bon morceau de terre, donc, suffisant pour faire vivre une population de quelques centaines d’originaux qui, à son tour, suffi(sai)t à supporter une meute de loups. Comme l’île est séparée du continent par un bras d’eau de 24 km, une distance infranchissable même pour d’excellents nageurs comme les orignaux, et comme l’île n’est reliée au continent que très épisodiquement par un pont de glace (seulement lors des hivers particulièrement froids), cela en fait un endroit rêvé pour étudier les dynamiques de population de prédateurs et de proie, un labo naturel qui est observé en continu depuis 1958.

Or il faudra dans un avenir rapproché, selon toute vraisemblance, s’en servir pour étudier les conséquences du retrait des grands prédateurs. La consanguinité avait toujours été un problème pour les loups de cette île, tous descendants d’une seule femelle et de deux mâles. D’une vingtaine qu’ils étaient généralement depuis les années 50, ils n’étaient l’an dernier plus que trois, soit un couple avec un rejeton malingre et affublé d’une étrange queue rayée — signe probable d’une consanguinité très élevée. Et le dernier rapport gouvernemental sur cette «population» a toutes les allures d’un avis de convocation pour enterrement. Les loups ne sont maintenant plus que deux, le petit étant mort, mais il y a pire : d’après ce topo paru hier sur le site de Science, les deux adultes formant un couple sont en fait un père et sa fille… en plus d’être demi-frère et sœur, puisqu’ils sont nés de la même mère à deux ans d’écart. Il s’agit-là d’une telle consanguinité que les biologistes doutent beaucoup que ce «couple» parvienne à engendrer une descendance un tant soi peu viable.

Pour vous donner une idée de ce que cela représente, biologiquement, prenons comme point de comparaison la richissime et puissante famille des Habsbourg, qui a régné sur l’Espagne (entre autres pays d’Europe) de 1516 à 1700 et qui avait l’habitude de se marier entre cousins-cousines, oncles-nièces et autres variations sur le thème de «garder l’argent (et le pouvoir) dans’ famille». Sur une échelle de 0 (mariage entre deux étrangers) à 1 (mariage entre frère et sœur), cette vilaine habitude avait donné un coefficient de consanguinité de 0,2 à 0,25 à plusieurs unions de cette dynastie, au point de leur causer des problème de santé, de reproduction et peut-être même des traces de sélection naturelle pour éviter les pires effets de cette consanguinité extrême.

Les deux derniers loups de l’Isle Royale, eux, ont un coefficient de consanguinité de 0,438. Triste fin…

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