Auteur : Anonymous Date : 21 sept.14, 19:59 Message : Je remets mon sujet qui a été fermé sans mon consentement à la demande de personnes qui n'ont absolument apporté aucun, mais je dis bien, AUCUN contre argument à cette simple question qui plaque les partisans de l'évolution des espèces.
Sont les bienvenus sur ce sujet seulement CEUX qui ont quelques arguments ou contre arguments sérieux à opposer.
Les insulteurs, les moqueurs, les "rabaisseurs" ne sont pas les biens venus, je préviendrais la modo à chaque fois que le sujet ne sera pas respecté, Merci de respecter les autres et vous-mêmes !.
Auteur : Ptitech Date : 21 sept.14, 20:07 Message :
Remarque désobligeante sur la personne.
Ceci dit si le sujet ne te plais pas tu n'est pas obliger de l'alimenter par des propos blessants.
Medico
(attention c'est long à lire, l'évolution ne se limite pas à une simple question "l'oeuf ou la poule")
La poule était là avant l'oeuf, arguments scientifiques à l'appui
Royaume-Uni - Qui de la poule ou de l'œuf est arrivé le premier ? Si la question restait sans réponse depuis des siècles, des scientifiques des universités de Sheffield et Warwick pensent aujourd'hui être capables d'y répondre. Selon les chercheurs, c'est la poule qui serait arrivée la première. Ils ont en effet découvert que la formation de la coquille d'œuf dépend d'une protéine trouvée uniquement à l'intérieur des ovaires de la poule. Le raisonnement est simple : sans poule, pas d'ovaires ; sans ovaires, pas de protéine ; sans cette protéine, pas de coquille et sans coquille, pas d'œuf. Ou autrement dit, un œuf ne peut voir le jour qu'à l'intérieur d'une poule.
La protéine en question, appelée ovocledidine-17, ou OC-17, agit comme un catalyseur accélérant le développement de la coquille, indispensable pour abriter le futur poussin et lui permettre de se développer. Grâce au super-ordinateur HECToR basé à Édimbourg, les chercheurs ont mis en évidence que l'OC-17 était cruciale dans les premières étapes de la cristallisation de la coquille.Pour le Dr. Colin Freeman de l'université de Sheffield : "On a longtemps suspecté l'œuf d'être arrivé le premier mais maintenant, nous avons la preuve scientifique que c'est en fait la poule qui était là avant."
Auteur : Anonymous Date : 21 sept.14, 20:11 Message : Le Dr Hans-Joachim Zillmer prouve que le monde académique, piégé par les dernières découvertes scientifiques, veut maintenir à tout prix la théorie de l'évolution, car autrement tous les manuels scolaires seraient non seulement à réécrire, mais les forceraient aussi à reconnaître que d'autres civilisations ont vécu avant nous, et qu'elles ont été toutes décimées par des catastrophes régulières.
Dans Darwin: le mensonge de l'Évolution, le Dr Zillmer montre que les scientifiques ont :
1) ouvertement triché au cours de ces 50 dernières années pour maintenir le public dans l'ignorance des nouvelles découvertes archéologiques allant contre la thèse de l'évolution ;
2) qu'ils n'ont pas hésité à fabriquer des fausses preuves darwiniennes ( au point que certains ont même été traduits en justice comme faussaires )
3) qu'ils se servent de procédés bien peu scientifiques dès qu'il s'agit de garantir, par tous les moyens, la véracité de la thèse darwinienne qui s'étiole pourtant chaque jour.
La raison ? L'effondrement de la théorie de l'évolution remettrait en cause la totalité de la pensée et de la philosophie actuelles, et focaliserait trop sur les divers cataclysmes qui ont bouleversé notre planète à plusieurs reprises ce qui explique pourquoi on retrouve des outils, des métaux, des os et des traces de pas et de mains qui ne coïncident pas avec la chronologie darwinienne. UN LIVRE CHOC.
Modération de rappel : merci de ne pas sans cesse changer de taille de police qui deviennent agressives, c'est un principe de la Netiquette
Auteur : Anonymous Date : 21 sept.14, 20:14 Message :La face cachée de l'évolution théorie trompeuse
"L'Homme du Nebraska fut le nom attribué par la presse populaire à Hesperopithecus haroldcookii, une espèce putative de grand singe. Hesperopithecus signifie «singe du monde occidental», il a été présenté comme le premier primate supérieur de l'Amérique du Nord. Bien que n'étant pas une mystification délibérée, la classification a été prouvée comme étant une erreur.
Le Muséum d'histoire naturelle de Grande-Bretagne dut reconnaître que l'homme de Piltdown était une supercherie : Those who took part in the excavation at Piltdown had been the victims of an elaborate and inexplicable deception1. Perfides, des quotidiens européens et américains se complurent à relater que « L'Anglais le plus vieux n'était qu'un singe ».
Des spécimens du Siwalik, autrefois attribués au genre Ramapithecus (le ramapithèque), sont maintenant considérés par la plupart des chercheurs comme appartenant à une ou à plusieurs espèces du genre Sivapithecus. Le ramapithèque n'est plus considéré comme un ancêtre potentiel des humains. La face cachée de l'évolution théorie trompeuse
Auteur : Anonymous Date : 21 sept.14, 20:22 Message : Pour ceux qui veulent se marrer sur la soi-disant explication de l'origine des espèces, c'est à se tordre de rire
L'odyssée de l'espèce
Réalisé par Jacques Malaterre
Avec Charles Berling
Directeur scientifique : Pr. Yves Coppens
Il y a dix millions d'années, en Afrique tropicale, parce que la forêt disparaît, quelques grands primates se lèvent et se mettent à marcher sur deux pieds. Face aux dangers de la savane, comme tous les êtres vivants, ils se défendent et s'adaptent. Leur cerveau grandit, leur conscience se développe. Ils inventent, ils s'organisent, ils parcourent la terre et les océans. Ils conquièrent le Monde.
Auteur : Anonymous Date : 21 sept.14, 20:30 Message : La soi-disant grande honnêteté de ces grands évolutionnistes et de ces grands, de ces très grands scientifiques
L'homme de Piltdown, "le chaînon manquant", une belle escroquerie scientifique qui a duré plus de 40 ans.
L'homme de Piltdown est bien la preuve que les scientifiques nous mentent...
L'homme de Piltdown, vaste supercherie...Cette histoire, qui date quand même de 1912, est tout à fait vraie. Les chercheurs de l'époque se sont fait berner par la pseudodécouverte d'un crâne humain associé à une mâchoire inférieure d'orang-outan.
Oui il y a bien eu tromperie et fraude. Et ce faux ancêtre de l'homme, appelé Homo (Eoanthropus) dawsoni a été repris dans de nombreuses communications scientifiques. La plupart des scientifiques se sont, à l'époque, fait avoir.
Il est toujours impossible de savoir qui est le faussaire de l'époque et de nombreux noms ont été cités: Dawson, Sir Arthur Conan Doyle, Teillhard de Chardin.... En 1920 un anatomiste démontra la supercherie mais il faudra attendre 1953 pour que des analyses irréfutables apportent la preuve que le fossile était faux. A l'heure actuelle une telle mystification serait démasquée immédiatement.
La fraude scientifique. On la cache, on la nie. Pourtant, elle existe. Les cas sont plus nombreux que l’on ne pense.
Scientifiques de renom ou chercheurs à la popularité plus modeste, ils ont manipulé leurs recherches et leurs résultats pour confirmer une conviction, se faire (re)connaitre, devenir pionniers dans leur domaine ou par pure folie.
Auteur : Anonymous Date : 21 sept.14, 20:37 Message : La preuve et la démonstration par A + B de la signature d'un créateur et d'un concepteur intelligent qui a conçu toutes choses !. Le hasard n'a aucune place dans la création
Empreinte Digitale du Créateur-Designer
Auteur : Ptitech Date : 21 sept.14, 20:39 Message :
Remarque sur la personne contraire à la charte'
medico
Auteur : Anonymous Date : 21 sept.14, 20:53 Message :Le témoignage du registre fossile
A. Les fossiles sont la seule preuve directe de l’évolution
Comme Darwin l’avait reconnu en son temps, la doctrine de l’évolution tient ou tombe avec les fossiles. Selon cette théorie, si elle est vraie, une quantité colossale de fossiles de créatures intermédiaires doit être enfermée dans les strates géologiques.
Ces fossiles sont l’unique preuve possible de l’existence, à un moment donné du passé, du passage entre espèces différentes.Or, cette preuve unique était absente à l’époque de Darwin. Darwin reconnaissait cette absence de formes intermédiaires, mais il l’attribuait au faible nombre de fossiles découverts et à l’extrême rareté de leur formation.
Darwin pensait, espérait que les recherches paléontologiques confirmeraient sa théorie ; de son vivant, il se cramponnait à cette hypothèse devenue sa vision du monde. Mais aujourd’hui les muséums du monde entier contiennent plus de 200 millions de fossiles, de sorte qu’il est impossible d’avancer que le registre fossile est incomplet.
Comme Carl Werner l’écrit en citant de nombreux paléontologues réputés, « les archives fossiles sont complètes, équilibrées, précises et impressionnantes[4] ».
Que nous enseignent donc, aujourd’hui, les fossiles après cent cinquante ans de recherches et de fouilles intenses ?
Il est possible d’affirmer que les fossiles témoignent d’une histoire de la Terre marquée par des catastrophes de grande ampleur, de la discontinuité, de la complexité et de la stabilité des espèces.
La discontinuité du registre fossile
Pratiquement toutes les nouvelles espèces fossiles découvertes depuis les années 1860, représentant des milliers d’espèces différentes, montrent soit des formes voisines ou identiques aux espèces connues, soit des types, des groupes uniques de parenté inconnue.
L’absence de nombreuses formes intermédiaires exigées par la théorie de l’évolution est remarquable. Dès le début de leur apparition dans les archives fossiles, les onze grands types d’invertébrés sont complètement distincts les uns des autres.
Ces groupes fondamentaux sont donc apparus sans histoire évolutive. Les fossiles démontrent les fossés énormes qui existent entre toutes les espèces, passées et présentes.
Ces faits bruts justifient un verdict sans appel de la part des scientifiques évolutionnistes les plus renommés :
George Neville : « … le registre fossile continue toujours d’être composé principalement par des fossés[5]. »
Stephen Jay Gould : « … L’archive fossile avec ses transitions abruptes ne soutient en rien un changement graduel… Tous les paléontologistes savent que l’archive fossile contient précisément peu de formes transitoires ; les transitions entre les groupes majeurs sont caractéristiquement abruptes[6]. »
Steven M. Stanley : « … le registre fossile connu ne documente pas un seul exemple d’évolution phylogénique accomplissant une transition morphologique majeure et donc n’offre aucune preuve que le modèle gradualiste puisse être valable[7]. »
Autrement dit, les fossiles ne témoignent en rien d’une histoire transformiste graduelle mais bien plutôt d’apparitions soudaines de créatures entièrement formées et fonctionnelles, soit de créations spéciales.
Rappel de modération : la couleur rouge est réservée pour la modération, merci. Trop de tailles de polices changeantes rendent les messages agressifs et difficiles à lire. Merci de respecter la Netiquette.
Auteur : Ptitech Date : 21 sept.14, 21:00 Message : J'ai l'impression d'avoir à faire à
Auteur : Anonymous Date : 21 sept.14, 21:10 Message : Super contre argument
La première étape insurmontable: l'origine de la vie
La théorie de l'évolution prétend que toutes les espèces vivantes proviennent d'une seule cellule vivante qui apparut sur terre il y a de cela 3.8 milliards d'années. Comment une seule cellule aurait-elle pu produire des millions d'espèces aussi diverses et complexes?
Si une telle évolution a vraiment eu lieu, pourquoi ses traces ne sont-elles pas observées dans les fossiles répertoriés?
Ces questions font certainement parties de celles auxquelles la théorie ne peut pas répondre.
Avant tout, il nous faut attirer l'attention sur cette prétendue première étape du processus évolutionniste et se demander comment cette "première cellule" a bien pu se produire.
Puisque la théorie de l'évolution nie la création et rejette toute sorte d'intervention surnaturelle, elle se doit de maintenir que "la première cellule" est le produit du hasard, soit qu'elle n'est rien d'autre que le résultat des lois naturelles, sans conception, plan ni arrangement préalable.
Selon la théorie, la matière morte aurait donc par hasard produit une cellule vivante. Cela n'est pourtant qu'une prétention incompatible avec les règles de base de la biologie.
La vie provient de la vie
Dans son livre, Darwin n'a jamais fait référence au concept de l'origine de la vie. Dû au niveau primitif de connaissance scientifique de son temps, Darwin se devait de partir du principe que les êtres vivants étaient composés d'une structure très simple.
Depuis le Moyen Age prévalait une théorie se nommant "génération spontanée", qui soutenait que des matières inorganiques pouvaient former des organismes vivants après avoir été réunies par hasard.
On croyait communément que les insectes se formaient à partir de restes d'aliments et les souris à partir de blé. Des expériences intéressantes ont été réalisées pour confirmer cette théorie, comme le fait de placer du blé dans un chiffon sale et d'attendre à ce qu'une souris en sorte après qu'un certain laps de temps s'est écoulé.
Parallèlement, on était persuadé que les petits vers provenant d'une viande avariée était la preuve irréfutable de la théorie de la "génération spontanée". Cependant, peu de temps après, il s'avéra que ces vers n'apparaissaient pas de façon spontanée mais qu'ils y étaient amenés par des mouches sous forme de larves invisibles à l'œil nu.
Même à l'époque où Darwin écrivit The Origin of Species, la croyance que les bactéries pouvaient être produites à partir de matière inorganique était largement répandue dans le monde scientifique.
Et pourtant il ne fallut que 5 ans après la publication du livre de Darwin à Louis Pasteur pour réfuter cette croyance, qui n'était rien d'autre que la base de la théorie de l'évolution.
Pasteur a réitéré sa conclusion après des recherches et des expériences sur une plus longue durée: "La prétention que la matière inorganique puisse produire la vie est enterrée dans l'histoire pour toujours."
Les avocats de la théorie de l'évolution se sont longtemps opposés aux découvertes de Pasteur. Cependant, le développement de la science a révélé à quel point la structure d'une cellule d'un être vivant était complexe, reléguant aux oubliettes l'idée que la vie pouvait être le résultat du hasard. Dernier rappel de modération : la couleur rouge est réservée pour la modération, merci. Trop de tailles de polices changeantes rendent les messages agressifs et difficiles à lire. Merci de respecter la Netiquette.
Auteur : Ptitech Date : 21 sept.14, 21:11 Message : Je ne cherche plus à argumenter.
Auteur : Anonymous Date : 21 sept.14, 21:22 Message :Les efforts avortés du 20ème siècle
Le premier évolutionniste qui étudia la question de l'origine de la vie au 20ème siècle fut Alexandre Oparin, le biologiste russe de renom. A partir diverses thèses qu'il avança dans les années 1930, il chercha à prouver que la cellule d'un être vivant pouvait bel et bien être produite par hasard.
Ces études étaient cependant condamnées à l'échec et Oparin finit par faire la confession suivante:
Malheureusement, l'origine de la cellule reste une question qui est en réalité le point le plus sombre de toute la théorie de l'évolution.
Les disciples évolutionnistes d'Oparin ont à leur tour continué de mener des expériences pour tenter de résoudre le problème de l'origine de la vie. La plus connue d'entre elles fut réalisée par le chimiste américain Stanley Miller en 1953.
En mélangeant les gaz qu'il prétendait existants dans l'atmosphère de la terre à ses débuts dans une installation expérimentale et en y ajoutant de l'énergie, Miller réussit à synthétiser plusieurs molécules organiques (des acides aminés) présentes dans la structure des protéines.
A peine quelques années plus tard, cette expérience qui était alors présentée comme un pas important au nom de l'évolution, fut invalidée, car l'atmosphère recréée dans l'expérience était très différente des conditions réelles de la terre.
Après un long silence, Miller finalement avoua que les conditions atmosphériques dont il s'était servi étaient irréalistes.
Tous les efforts évolutionnistes proposés le long du 20ème siècle pour expliquer l'origine de la vie se sont soldés par un échec.
Jeffrey Bada, le géochimiste de l'Institut Scripps de San Diego, en accepta d'ailleurs les conséquences dans un article publié dans le magazine Earth en 1998:
Aujourd'hui, alors que nous quittons le vingtième siècle, nous nous trouvons toujours face au même problème fondamental et non résolu que nous avions lorsque nous sommes entrés dans le vingtième siècle: comment la vie s'est-elle produite sur terre?
La structure complexe de la vie
La raison principale pour laquelle la théorie de l'évolution s'est trouvée face à une telle impasse lorsqu'elle essaya de prouver l'origine de la vie est que même les organismes vivants considérés comme étant simples ont des structures incroyablement complexes. La cellule d'un être vivant est plus complexe que tous les progrès technologiques développés jusqu'à présent par l'homme.
Aujourd'hui, et ceci même dans les laboratoires les plus développés du monde, une cellule vivante ne peut pas être produite par un assemblage de matériaux inorganiques.
Les conditions exigées à la formation d'une cellule sont trop nombreuses pour qu'elles puissent être expliquées par de simples coïncidences. La probabilité pour que les protéines, les composantes des cellules, soient synthétisées par hasard est de 1 pour 10950 pour une protéine moyenne composée de 500 acides aminés. Selon les mathématiques, une probabilité plus petite que 1 pour 1050 est déjà pratiquement considérée comme impossible.
La molécule d'ADN, qui est placée dans le noyau de la cellule et qui stocke toutes les informations génétiques, est une banque de données incroyable. On a calculé que si les informations inscrites dans l'ADN étaient mises sur papier, cela représenterait une bibliothèque géante, une sorte d'encyclopédie de 900 volumes à raison de 500 pages chacun.
Un dilemme très intéressant nous apparaît à ce stade: l'ADN ne peut se reproduire qu'à l'aide de quelques protéines spécialisées (les enzymes). Mais la synthèse de ces enzymes ne peut être réalisée à son tour que grâce aux informations codées contenues dans l'ADN. Ainsi, étant donné qu'ils dépendent l'un de l'autre, ils doivent exister en même temps pour que la reproduction ait lieu.
Ce fait met le scénario darwiniste, soit que la vie s'est produite de par elle-même, dans une impasse. Le professeur Leslie Orgel, un évolutionniste renommé de l'Université de San Diego, en Californie, admet ce fait dans le numéro de septembre 1994 du magazine Scientific American:
Il est extrêmement improbable que des protéines et des acides nucléiques, qui sont tous deux structurellement complexes, aient surgi spontanément au même endroit, en même temps. Il semble cependant impossible d'avoir l'un sans l'autre. Donc, l'on pourrait a priori conclure que la vie n'aurait jamais pu apparaître suite à des réactions chimiques.
S'il est impossible que la vie soit apparue suite à des causes naturelles, alors l'on se doit d'accepter que la vie a été "créée" de façon surnaturelle. Ce fait infirme explicitement la théorie de l'évolution, dont le but principal est de nier l'idée de création.
Auteur : Ptitech Date : 21 sept.14, 21:33 Message : La théorie de l'évolution n'a pas vocation à expliquer l'apparition de la vie. Il y a confusion avec l'abiogénèse qui tente d'expliquer la génération de la vie à partir de matière inanimée.
Dans la théorie de l'évolution la vie existe déjà.
Mais ca c'est un amalgame que font tous les créationnistes.
Auteur : Anonymous Date : 21 sept.14, 21:35 Message :Les mécanismes imaginaires de l'évolution
Le deuxième point important qui remet en cause la théorie de Darwin est qu'il s'est avéré que les deux concepts avancés comme "des mécanismes de l'évolution" n'avaient en fait aucun pouvoir d'évoluer.
Darwin a basé toute sa théorie de l'évolution sur le mécanisme de "la sélection naturelle". L'importance qu'il a placée sur ce mécanisme est mise en évidence par le nom de son livre: The Origin of Species, By Means Of Natural Selection (De l'origine des espèces au moyen de la sélection naturelle)…
La sélection naturelle soutient que seuls les êtres vivants les plus forts et les mieux adaptés aux conditions naturelles de leur environnement survivront dans leur lutte pour la vie. Prenons l'exemple d'un troupeau de cerfs menacé d'être attaqué par des animaux plus sauvages et voraces. Selon la théorie, seuls survivront ceux qui pourront courir assez vite pour échapper à leurs prédateurs. Finalement, le troupeau de cerfs ne sera constitué que des individus les plus rapides et les plus forts. Cependant, et incontestablement, ce mécanisme n'entraînera aucune évolution chez le cerf et encore moins sa transformation en une autre espèce vivante, par exemple, en cheval.
Ainsi, le mécanisme de la sélection naturelle n'a aucun pouvoir évolutif. Darwin était du reste très conscient de ce fait et a dû finalement l'affirmer dans son livre The Origin of Species:
La sélection naturelle ne peut rien faire tant que des variations favorables n'ont pas la chance d'avoir lieu.
Le mensonge de l'évolution humaine
Le sujet le plus souvent évoqué par les défenseurs de la théorie de l'évolution est celui de l'origine de l'homme. La prétention darwiniste soutient que les hommes modernes d'aujourd'hui proviennent de quelques créatures ressemblant aux singes.
Durant le processus évolutionniste avancé, et qui est supposé avoir commencé il y a 4 à 5 millions d'années, ils prétendent que "des formes transitionnelles" entre l'homme moderne et ses ancêtres ont existé. Selon ce scénario complètement imaginaire, quatre "catégories" de base sont listées:
1. l'Australopithèque
2. l'Homo habilis
3. l'Homo erectus
4. l'Homo sapiens
Les évolutionnistes appellent les prétendus premiers ancêtres de l'homme, ceux encore identiques aux singes, "Australopithèque", ce qui signifie "singe sud-africain".
Ces créatures ne sont en réalité qu'une ancienne espèce de singe qui s'est depuis éteinte. Les recherches étendues faites sur divers spécimens d'Australopithèques par deux anatomistes anglais et américain célèbres, Lord Solly Zuckerman et le Professeur Charles Oxnard, ont démontré que ceux-ci appartenaient à une espèce de singe ordinaire qui s'est éteinte et qu'ils n'avaient par ailleurs aucune ressemblance avec les hommes.
Les évolutionnistes classifient l'étape suivante de l'évolution humaine par le terme "homo", qui signifie "homme". Selon l'affirmation évolutionniste, les êtres vivants appartenant aux catégories de l'Homo sont plus développés que ceux de l'Australopithèque.
Les évolutionnistes conçoivent un schéma évolutif imaginaire en classifiant les différents fossiles de ces créatures dans un ordre particulier. Cette classification est imaginaire car aucune relation évolutionniste n'a jamais été démontrée entre ces différentes classes. Ernst Mayr, l'un des principaux défenseurs de la théorie de l'évolution au 20ème siècle, admit ce fait en disant que "la chaîne remontant à l'Homo sapiens est en réalité perdue".
En schématisant la chaîne de lien de la façon suivante: "Australopithèque > Homo habilis > Homo erectus > Homo sapiens" les évolutionnistes déduisent que chacune de ces espèces est l'ancêtre de la suivante. Pourtant, les découvertes récentes des paléoanthropologues ont révélé que l'Australopithèque, l'Homo habilis et l'Homo erectus ont vécu dans différentes régions du monde et ceci au même moment.
De plus, un certain segment des humains classifiés dans la catégorie "Homo erectus" aurait vécu jusqu'aux temps les plus modernes. Quant à l'homme de Neandertal, classé parmi la catégorie "Homo sapiens", ainsi que l'Homo sapiens sapiens (l'homme moderne), ils auraient tous deux coexisté dans la même région.
Cette situation infirme donc la prétention qu'ils seraient ancêtres les uns des autres. Stéphane Jay Gould, un paléontologue de l'Université d'Harvard, explique l'impasse dans laquelle s'est trouvée la théorie de l'évolution bien qu'il soit lui-même un évolutionniste:
Qu'est-il donc arrivé à notre échelle si trois lignées d'hominiens se retrouvent coexistants (l'A. africanus, le robuste Australopithèque et l'Homo habilis) et qu'aucun ne provient clairement d'un autre? De plus, aucune de ces trois n'a démontré de tendances évolutionnistes pendant leur existence sur terre.
En bref, le scénario de l'évolution humaine, qu'on cherche à soutenir à l'aide de divers dessins de créatures imaginaires "mi-singe, mi-homme", tous paraissant dans les médias et dans les livres scolaires, n'est donc rien d'autre qu'un mensonge sans fondement scientifique animé d'une forte propagande.
Lord Solly Zuckerman, l'un des scientifiques les plus célèbres et respectés du Royaume-Uni, a effectué pendant des années des recherches sur ce sujet et a tout particulièrement étudié pendant 15 ans des fossiles d'Australopithèques. Il a finalement conclu, bien qu'il soit lui-même un évolutionniste, qu'il n'existe en fait aucun arbre généalogique constitué de ramifications reliant directement des créatures similaires aux singes aux hommes.
Zuckerman a également établi un nouveau "spectre de la science" qui est très intéressant. Ce spectre s'étend des domaines qu'il considéra comme étant scientifiques à ceux considérés comme non-scientifiques. Selon le spectre de Zuckerman, les domaines les plus "scientifiques", soit ceux basés sur des champs de données scientifiques concrètes, sont la chimie et la physique. Après ceux-ci viennent la biologie puis suivent les sciences sociales. A l'autre extrémité du spectre, soit la partie considérée comme étant la moins "scientifique", se trouve "la perception extrasensorielle" - des concepts tels que la télépathie et le sixième sens - et finalement "l'évolution humaine". Zuckerman en explique le raisonnement:
Nous nous déplaçons alors directement du registre de la vérité objective vers ces champs de la science biologique présumée, comme ceux de la perception extrasensorielle ou de l'interprétation de l'histoire des fossiles humains, où, pour le fidèle (l'évolutionniste), tout est possible et où le croyant ardent (en l'évolution) est parfois capable de croire en même temps à plusieurs choses contradictoires.
Le mensonge de l'évolution humaine ne repose que sur des interprétations pleines de préjugés, basées sur la découverte de quelques fossiles déterrés par certaines personnes qui adhérèrent aveuglément à leur théorie.
Auteur : Anonymous Date : 21 sept.14, 21:47 Message :
Ptitech a écrit :La théorie de l'évolution n'a pas vocation à expliquer l'apparition de la vie..
C'est pourtant la seule vraie question à poser !.
Les évolutionnistes évitent ce genre de question, qui est la question la plus importante en réalité, mais comme personne ne peut y répondre et l'expliquer clairement et concrètement, ils passent outre, ben voyons !!.. Mais, personne n'est dupe de leur supercherie qui crève les yeux de ceux qui comme moi, les ont grand ouverts !.
Partir d'un postulat de "singes/hommes" qui grognent sur deux pattes et dont personne ne sait rien, ni qui ils sont, ni d'où ils viennent, ni pourquoi ils existent ou par quelle "magie" ils auraient commencé à exister dans le temps sur la terre, et être obligés de croire et d'accepter sans broncher, comme un axiome, ce mensonge éhonté, me fait marrer au plus haut point.
Auteur : Ptitech Date : 21 sept.14, 21:53 Message : Nan mais là on ne peux plus rien pour toi tu refuses de raisonner.
Auteur : Anonymous Date : 21 sept.14, 21:58 Message : Sans blague
Auteur : medico Date : 21 sept.14, 22:56 Message : Je rappel que les intervenants ne sont pas le sujet.
Auteur : Estrabolio Date : 21 sept.14, 23:23 Message : Remarque postée sur un autre fil.
Les évolutionnistes partent du principe que l'évolution s'est faite par mutation génétique.
Le principe étant, si une mutation génétique est favorable à l'espèce, les mutants vont l'emporter sur les non mutants et la norme va devenir la mutation avant la prochaine mutation et, de mutation en mutation, on arrive à une nouvelle espèce.
Or, et c'est le paysan qui parle, lorsqu'un animal a une particularité génétique favorable, si on le croise avec un animal n'ayant pas cette même particularité, la particularité se perdra très rapidement. On arrive à fixer la mutation génétique par croisement d'individus ayant la même mutation génétique. On peut évidemment obtenir ce résultat par la consanguinité qui concentre la qualité ou le défaut génétique.
Bon, mais admettons.... maintenant prenons un cas tout bête, toujours avec notre brave poule. Selon les évolutionnistes, notre gallinacée a pour lointain ancêtre le ptérodactyle,(et de manière général les dinosaures) un animal possédant une forte dentition, des griffes aux coudes des ailes et au bout des ailes et aux pattes, donc au total 6 assortiments de griffes permettant d'attraper tout et n'importe quoi.
Ce terrible ptérodactyle aurait, au fil des mutations génétiques, perdu ses dents, les griffes des ailes pour ne garder qu'un bec et des griffes aux pattes. SI l'on suit bien la logique, il y aurait donc eu un temps où auraient cohabité des oiseaux sans dents et des oiseaux avec dents or, selon la théorie de la survie de la bestiole la mieux adaptée, les "avec dents" ne pouvaient que l'emporter sur les "sans dent" beaucoup moins adaptés à la survie !
Et alors là, on se retrouve avec un argument de poids, pour vaincre sa faiblesse à cause de son manque de dents, l'oiseau sans dent s'est mis à se reproduire plus que les oiseaux avec dent et à réussi à ainsi survivre malgré la bagatelle de 60 millions d'années avant d'arriver à prendre le dessus !
Perso, je sais que si je laisse mes poules dormir dehors, il ne faudra pas 1 mois pour qu'elles aient totalement disparu mais bon, c'est la remarque d'un brave paysan qui ne voit pas plus loin que le bout de son fusil quand le renard présente ses dents (que lui il a eu l'intelligence de garder !)
Auteur : Ptitech Date : 22 sept.14, 00:01 Message : Personnellement je pense qu'on essai de débattre d'un sujet scientifique très pointu sur lequel nous n'avons pour la plupart d'entre nous aucune connaissance solide et que par conséquent il est totalement vain d'essayer d'apporter une explication (dans un sens comme dans l'autre).
Personnellement je pense que Dieu existe bien et je ne vois pas d'objection à ce qu'il ait utilisé l'évolution biologique pour arriver à ses fins. Pour moi l'évolution est dirigée, après je me trompe peut être en partie ou totalement mais je n'ai pas suffisamment de connaissance pour être objectif sur la pertinence des preuves/non preuves, donc je fais un minimum confiance aux scientifiques sur la question. Si un jour il y'a un concensus qui dit que "les scientifiques se sont trompés, il n'y a pas eu d'évolution" et bien ok je l'admettrais. En tout état de cause, depuis 150 ans que cette théorie existe elle n'a jamais été abandonnée au profit d'une autre, donc je me dis après tout ils ont peut-être raison!
La science à permis d'envoyer des robots sur Mars, de greffer des organes, de guérir des maladies, de séquencer le génome humain, de construire toute sorte de chose ultra complexe et tout ça grâce à des personnes qui réfléchissent ... Qui suis-je avec mon pauvre bac pro pour venir renverser sans argumentation solide 150 ans de recherche ?
Auteur : Anonymous Date : 22 sept.14, 00:20 Message : La seule réponse logique est qu'il y a quelqu'un qui a créé toutes choses, c'est le contraire qui est impossible, enfin, posez-vous la question sérieusement :
Comment de rien quelque chose peut apparaître ou exister ???
Comment à partie de quelque chose qui ne vit pas ou n'existe pas, une vie peut se révéler et/ou naître du néant ???
Zéro multiplier à l'infini reste zéro, même pour avoir une seule petite cellule vivante "théorie de l'évolution", il faudrait un concepteur intelligent, croire que personne ne puisse être à l'origine de tout, est une totale ineptie, c'est juste, impossible tout simplement.
J'ai dû mal à comprendre que des gens intelligents se laissent berner par ce genre de "théorie" fumeuse qui enlève tout espoir de vie future avec le vrai Dieu et surtout, le pire pour moi, c'est qu'il n'y a pas de réelle preuve concrète et tangible pour soutenir une telle "théorie", parce que c'est bien ça, elle est là la vérité : il n'y a rien chez les évolutionnistes qui expliquent comment la vie est apparue !.
Auteur : Estrabolio Date : 22 sept.14, 00:23 Message : Oui Ptitech, je comprends tout à fait ton opinion mais je vais te donner un exemple que je connais très bien : la recherche scientifique dans la chimie agricole. Le milieu scientifique était persuadé que la science ne pouvait que faire progresser l'agriculture et, dans un premier temps, elle y est arrivée mais, au final (et pour faire court) aujourd'hui on en revient à remettre totalement en cause un siècle d'"avancées scientifiques" !
Je vais te prendre un exemple assez pointu mais très parlant. Il existe un acarien suceur du poirier. Cet acarien invisible à l'oeil nu devient visible lorsqu'il se trouve en grande colonie où il forme des plaques rouges. Il ne fait pas beaucoup de dégâts mais peut faire baisser la vitalité de l'arbre. Pas de problème, la science a trouvé la solution : un acaricide. Effet immédiat, on tue tout. Très bien mais, au bout de quelques temps, on s'est aperçu que les acariens rouges revenaient, on a donc multiplié les traitements, ce n'est pas grave, ce sont justes des insecticides toxiques pour la faune et l'homme mais bon, il faut ce qu'il faut. Et puis, un jour, quelqu'un a eu l'idée de ne pas traiter une parcelle et là, surprise, les acariens rouges disparaissaient peu à peu alors que dans les parcelles traitées ils étaient de retour !
C'est alors qu'on s'est aperçu que l'acarien rouge avait un prédateur naturel, l'acarien blanc et que ce dernier était très sensible au insecticide. Autrement dit, en traitant, on supprimait tous les bons mais on laissait quelques mauvais qui pouvaient alors se multiplier en toute tranquilité n'ayant plus de prédateur !
Pourquoi une telle erreur ? Tout simplement parce que dés le départ, la science a cherché une solution sans chercher à comprendre le mode de fonctionnement. Génie scientifique certes mais pas de simple bon sens !
Dans le cas de la théorie de l'Evolution, le milieu scientifique est parti du principe qu'il avait trouvé l'explication à l'origine de la vie et il cherche à confirmer cette idée. C'est un procès à charge, la science peut tout.
Or dans mon exemple, la science a été au contraire un frein à la connaissance en méprisant le bon sens et en ayant une confiance aveugle dans sa solution qui était forcément la meilleure puisque la plus réfléchie en apparence !
Auteur : medico Date : 22 sept.14, 00:30 Message : Et pour enfoncer le clou la liste des produits miracles des années 70-80 se rétrécis de plus a plus vue les dégâts caussés a la nature.
Auteur : Anonymous Date : 22 sept.14, 00:34 Message : «La fin du hasard» Grasset
Émission audio : Igor et Grichka Bogdanov sur rFi
LE VISAGE DE DIEU
Auteur : Estrabolio Date : 22 sept.14, 00:38 Message :
Arlitto 1 a écrit :
J'ai dû mal à comprendre que des gens intelligents se laissent berner par ce genre de "théorie"
Mon cher Arlitto, tu oublies un facteur : le manque de modestie !
Dans mon travail si tu savais combien de personnes m'ont regardé de haut et qui aujourd'hui ne comprennent pas mes résultats !
En réalité, il y a l'idée que toute chose trop simple est fausse, qu'il faut aller plus loin, trouver d'autres solutions mais ils sont incapables de remettre en cause leurs propres bases !
Je te donne un exemple, j'ai décidé d'essayer de ne plus faire aucun traitement et de me passer de cuivre et de souffre. Je n'ai pas décidé ça comme ça mais parce que j'ai acquis la conviction que la Création avait un équilibre et que cet équilibre était modifié par un traitement au cuivre ou au souffre.
Or, tout le monde m'a dit : il est impossible de se passer de cuivre et de souffre, c'est comme ça, c'est un fait scientifique. Pour ma part, je suis passé par dessus tous mes à priori, par dessus mes connaissances et j'ai appliqué le bon sens empirique : j'essaye, j'étudie, je compare et aujourd'hui, je n'utilise plus aucun produit à base de cuivre et de souffre sur mes arbres et ils se portent très bien !
Savez-vous ce qui m'a été répondu par des scientifiques ? Vous avez de la chance ! A partir du moment où j'attaque un dogme de base, j'ai forcément tort. J'ai beaucoup de chance puisque mon verger a aujourd'hui 14 ans
Eh oui, certains parlent de rigueur scientifique mais pour ma part j'ai testé la rigidité scientifique !
Tiens au passage, j'ai eu une hémiplégie et c'est tout seul (avec l'aide de ma mère) que nous avons trouvé l'origine de mon problème. Là encore, ils nous a fallu du temps, combattre certains milieux scientifiques mais nous avons trouvé la solution.
La Bible a raison, la clef de tout, c'est la modestie, accepter le fait qu'on ne connaisse rien, qu'on ne comprend rien, de tout remettre à plat, il n'y a que comme ça qu'on avance.
Auteur : Anonymous Date : 22 sept.14, 01:25 Message :
La Bible a raison, la clef de tout, c'est la modestie, accepter le fait qu'on ne connaisse rien, qu'on ne comprend rien, de tout remettre à plat, il n'y a que comme ça qu'on avance.
Auteur : coalize Date : 22 sept.14, 05:07 Message : Je suis tombé sur le cul
Auteur : Anonymous Date : 22 sept.14, 06:07 Message : Toujours à la pointe de l'argumentation, bravo
Auteur : coalize Date : 22 sept.14, 10:02 Message : Bon, allez, je me lance, puisque tu insistes...
La question posée est "L'oeuf ou la poule" ?
J'affirme que, pour classique qu'elle soit, la question est mal posée intentionnellement, car elle implique qu'il y ait une définition claire sur ce que fut la "vraie" première poule, en d'autre terme, qu'un jour, hop une poule est arrivée, comme ca, et c'était la toute première, sans qu'il y ait eu jamais d'oeuf avant ou que hop, un oeuf est arrivé comme cela, sans qu'il y ait jamais eu de poule avant. Bref, que l'un des deux fut apparu de façon magique, ce qui est la position créationniste...et c'est pour cela que tout le monde, te dis, à raison, qu'une telle question ne peut sortir que du cerveau d'un créationniste.
Pourquoi j'affirme cela ?
En effet, l'évolution est est un processus graduel non-mesurable, et la spéciation de la poule ne s'est pas déroulé que sur une génération. Si tu regardes l'oeuf qui est supposé être arrivé le premier, alors tu constateras que ses parents et sa descendance font immanquablement partie de la même espèce. Et ceci à chaque génération! Immanquablement!
Aujourd'hui, nous avons établi une classification des êtres vivants, sur la base de la distanciation génétique, avec pour point de départ les espèces qui nous étaient accessibles, c'est à dire celles qui sont vivantes à notre époque. En effet, La distance génétique entre deux individus nous permet de mesurer la viabilité et la fertilité de la progéniture provenant de leur union, et cette distance génétique nous permet donc de déterminer clairement des frontières biologiques entre espèces.
Par contre, effectuer une telle classification deviendrait un vrai casse tête, si tu tentais de prendre en compte l'intégralité des ancêtres d'un organisme et de leur diversité génétique. En effet tu te retrouverais avec une chaîne continue d'organismes, qui seraient, par continuité, tous capables de se reproduire de façon viable avec ceux qui leur sont proches (au sens de la mesure génétique), mais qui s'éloigneraient (toujours au sens de la mesure génétique) graduellement de tel sorte que pour tout organisme, à un point assez éloigné de la chaîne, tu trouveras un individu d'une autre espèce.
Il existerait donc bien des individus d'espèces différentes, mais il serait pourtant impossible de définir des frontières entre espèces par la simple distance génétique et notre système de classification actuel serait donc inapproprié. Ce que j’appelle le syndrome du spectre de la lumière..
C'est pour cela que j'affirme que ta question initiale, pour toute classique qu'elle est, est mal posée : elle emploie un système de classification inadapté à la question posée!
Et finalement, la seule réponse valable c'est : Ni l'un ni l'autre!
Pour revenir au spectre de la lumière, ta question revient à demander en regardant un arc-en ciel, "Qu'est ce qui est le plus vert? le bleu ou le jaune?
Auteur : Marmhonie Date : 22 sept.14, 11:51 Message : Excellent, cher coalize
Cela me rappelle une blague.
Un enfant se promène avec son papa et voit un prunier. L'enfant demande alors :
- Papa, c'est quoi cet arbre ?
- C'est un prunier à prunes rouges.
- Alors pourquoi elles sont jaunes ?
- Elles sont jaunes parce qu'elles sont encore vertes.
L'oeuf et la poule sont associés pour la survie de l'espèce. Si donc vous séparez l'un de l'autre, c'est comme séparer le nombril du mammifère. Qui a commencé à exister : le nombril ou le mammifère ? Cela n'a aucun sens puisqu'ils sont unis, un processus de vie tel quel. Et il y a d'autres modèles comme en effet les mammifères, par exemple.
Preuve que le sujet posé n'est pas maitrisé par son auteur qui s'est égaré et demande le chemin pour poursuivre droit devant dans son impasse. Impossible.
Tout simplement
Auteur : Inti Date : 22 sept.14, 12:38 Message :
Marmhonie a écrit :Tout simplement
Et le coeur terrestre aurait enfanté le coeur humain. Aussi inséparable que le nombril et le mammifère. Et si c'était vrai ça donnerait un sacré coup dans le tibia aux origines surnaturelles d'Homo sapiens. Vaut mieux enterrer tout ça.
Auteur : Anonymous Date : 22 sept.14, 19:19 Message :
Preuve que le sujet posé n'est pas maitrisé par son auteur qui s'est égaré et demande le chemin pour poursuivre droit devant dans son impasse. Impossible.
Sans blague
J'ai posé la question enfantine, pour ne pas dire infantile, exprès pour mettre les partisans du tout existe par lui-même sans que rien n'en n'a jamais été à l'origine ou sans aucune cause première en face de leurs propres contradictions avec une question aussi ridicule qui a mit à genoux tous les évolutionnistes.
L'œuf ou la poule n'est que le préambule, la mise en avant et en matière d'une question générique qui s'applique à tous les commencements de ce qui existe dans le monde, à toutes les causes première, cette question est faite pour confondre ceux qui affirment avec force que tout est venu de rien, d'un hasard que personne, je dis bien personne au mode, ne peut expliquer !!.
Aucun scientifique ou évolutionniste au monde, ne peut expliquer l'apparition de la vie sur terre, je le redis, AUCUN !.
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Auteur : Ptitech Date : 22 sept.14, 19:28 Message : Il y a des hypothèses à l'heure actuelle qui sont en cours d'expérimentation sur l'apparition de la vie. En revanche pour ce qui concerne l'évolution biologique ce n'est plus une hypothèse mais un cadre théorique qui explique très bien les mécanismes de l'evolutio n.
Il y à des théories concernant l'origine de l'univers et soit disant le commencement qui explique qu'en fait l'univers aurait toujours existé mais sous une autre forme. Ce qu'on appelle commencement serait plus le commencement de l'histoire de notre univers telle que nous le connaissons.
Dieu serait donc un concepteur et non un créateur au sens radical : il aurait utilisé la matière pré existante pour concevoir l'univers, il n'aurait pas fait apparaître comme par magie la matière.
Mais je comprends pas quel est le but de marteler à ce point le fait que les scientifiques ne savent pas comment la vie est apparue ?
Auteur : Anonymous Date : 22 sept.14, 19:34 Message :
Mais je comprends pas quel est le but de marteler à ce point le fait que les scientifiques ne savent pas comment la vie est apparue ?
Parce que c'est la vérité, renseigne-toi et tu verras qu'ils n'avancent que des hypothèses, rien de concret !.
Auteur : Ptitech Date : 22 sept.14, 19:35 Message : C'est ce que je viens de dire dans ma première phrase ! Pour l'instant il n'y a que des hypothèses à ce sujet.
Auteur : Anonymous Date : 22 sept.14, 19:38 Message :
coalize a écrit :Bon, allez, je me lance, puisque tu insistes...
La question posée est "L'oeuf ou la poule" ?
J'affirme que, pour classique qu'elle soit, la question est mal posée intentionnellement, car elle implique qu'il y ait une définition claire sur ce que fut la "vraie" première poule, en d'autre terme, qu'un jour, hop une poule est arrivée, comme ca, et c'était la toute première, sans qu'il y ait eu jamais d'oeuf avant ou que hop, un oeuf est arrivé comme cela, sans qu'il y ait jamais eu de poule avant. Bref, que l'un des deux fut apparu de façon magique, ce qui est la position créationniste...et c'est pour cela que tout le monde, te dis, à raison, qu'une telle question ne peut sortir que du cerveau d'un créationniste.
Pourquoi j'affirme cela ?
En effet, l'évolution est est un processus graduel non-mesurable, et la spéciation de la poule ne s'est pas déroulé que sur une génération. Si tu regardes l'oeuf qui est supposé être arrivé le premier, alors tu constateras que ses parents et sa descendance font immanquablement partie de la même espèce. Et ceci à chaque génération! Immanquablement!
Aujourd'hui, nous avons établi une classification des êtres vivants, sur la base de la distanciation génétique, avec pour point de départ les espèces qui nous étaient accessibles, c'est à dire celles qui sont vivantes à notre époque. En effet, La distance génétique entre deux individus nous permet de mesurer la viabilité et la fertilité de la progéniture provenant de leur union, et cette distance génétique nous permet donc de déterminer clairement des frontières biologiques entre espèces.
Par contre, effectuer une telle classification deviendrait un vrai casse tête, si tu tentais de prendre en compte l'intégralité des ancêtres d'un organisme et de leur diversité génétique. En effet tu te retrouverais avec une chaîne continue d'organismes, qui seraient, par continuité, tous capables de se reproduire de façon viable avec ceux qui leur sont proches (au sens de la mesure génétique), mais qui s'éloigneraient (toujours au sens de la mesure génétique) graduellement de tel sorte que pour tout organisme, à un point assez éloigné de la chaîne, tu trouveras un individu d'une autre espèce.
Il existerait donc bien des individus d'espèces différentes, mais il serait pourtant impossible de définir des frontières entre espèces par la simple distance génétique et notre système de classification actuel serait donc inapproprié. Ce que j’appelle le syndrome du spectre de la lumière..
C'est pour cela que j'affirme que ta question initiale, pour toute classique qu'elle est, est mal posée : elle emploie un système de classification inadapté à la question posée!
Et finalement, la seule réponse valable c'est : Ni l'un ni l'autre!
Pour revenir au spectre de la lumière, ta question revient à demander en regardant un arc-en ciel, "Qu'est ce qui est le plus vert? le bleu ou le jaune?
Cela ressemble à une longue litanie qui n'explique rien et ne démontre rien !.
Auteur : Ptitech Date : 22 sept.14, 19:49 Message : L'évolution ne peut pas s'expliquer en 10 phrases.
Auteur : Anonymous Date : 22 sept.14, 20:15 Message : Les plus grands scientifiques de tous les temps croyaient en Dieu
Ces scientifiques croyaient en Dieu car ils considéraient qu’ils avaient suffisamment de preuves pour reconnaître l’existence d’un créateur et non pas car ils ne comprenaient pas certaines choses qu’ils attribuaient par conséquent à Dieu. En effet, c’est en analysant les mécanismes de certains phénomènes naturels que la plupart des ces scientifiques en sont arrivés à conclure qu’il est évident qu’une Intelligence soit derrière tout cela.
1/ Nicolas Copernic (1473-1543)
Nicolas Copernic est un célèbre astronome polonais considéré comme étant l’un des pionniers de la cosmologie et connu pour avoir découvert que la Terre et les planètes tournaient autour du soleil. Il mentionnait de temps en temps Dieu dans ces oeuvres et ne considérait pas que ses découvertes scientifiques étaient en contradiction avec la religion.
On rapporte que Nicolas Copernic a dit :
«Le fait de connaître les œuvres grandioses de Dieu, d’essayer de comprendre Sa sagesse, Sa majesté et Son pouvoir et d’apprécier d’une certaine manière le fonctionnement de Ses lois, est certainement une manière d’adorer Dieu, pour qui l’ignorance ne peut pas être plus reconnaissant que la connaissance» (cité dans «les chevaliers parmi les nations» (1907) de Louis E. Van Norman, p. 290)
2/ Johannes Kepler (1571-1630)
Selon le livre de Peter Barker et Bernard R.Goldstein intitulé «Les fondations théoriques de l’astronomie de Kepler», Johannes Kepler croyait en Dieu. Il pensait grâce à ses recherches et à la découverte des lois de mouvement des planètes avoir révéler comment fonctionnait l’un des plans géométriques de l’univers créé par Dieu. Dans un livre écrit par J. H. Tiner sur Johannes Kepler, il est rapporté que celui ci glorifiait souvent Dieu dans ses oeuvres en disant :
«Gloire à Dieu notre Seigneur, Son pouvoir et sa Sagesse n’ont pas de limite» (cité dans «Johannes Kepler, un Géant de la foi et de la science» (1977) de J. H. Tiner, p. 178)
Dans le même livre, l’auteur rapporte une autre parole de Kepler :
«Nous voyons maintenant comment Dieu, tout comme un architecte, a créé le monde avec une telle précision et minutie»
(cité dans «Johannes Kepler, un Géant de la foi et de la science» (1977) de J. H. Tiner, p. 193)
3/ Galilée (1565-1642)
Grand physicien, mathématicien et astronome italien, Galilée est considéré comme le fondateur de la physique expérimentale moderne. Il est notamment connu pour avoir formulé la loi mathématique décrivant la chute des corps, pour avoir donner une première formulation du principe d’inertie, pour avoir perfectionner la lunette astronomique et pour avoir découvert le sattelite de Jupiter.
Il est important aussi de rappeler que Galilée ne fut pas condamné parce qu’il pensait que la terre était ronde mais parce qu’il défendait le système de Copernic (l’héliocentrisme) qui stipulait que la terre tournait autour du Soleil tandis que l’inquisition défendait le système appelé le géocentrisme qui stipule l’inverse, à savoir que le soleil tournait autour de la terre…)
En 1981, Paul Poupart est nommé à la tête d’une commission chargée de réexaminer le procès de Galilée. Il écrit à la suite de cela plusieurs livres sur Galilé dont un intitulé «Galileo Galilei» dans lequel figure une parole très intéressante De Galilée :
«Lorsque je médite sur toute les choses merveilleuses que les êtres humains ont saisi, recherché, et fait, j’ai tendance à reconnaître encore plus clairement que l’intelligence humaine ne peut qu’être le résultat d’un Créateur» (Cité dans «Galileo Galilei» de Paul Poupard, p 101)
4/ Sir William Harvey (1578-1657)
Sir William Harvey est un médecin et physiologiste anglais, considéré comme l’un des pionniers de la médecine moderne. Il fut le premier à décrire complétement et dans le détail le système de circulation sanguine. Il découvrit aussi le rôle primordial du coeur dans la propulsion du sang et effectua de nombreux travaux remarquable dans le domaine de l’embryologie en examinant le corps de certains animaux.
Dans son livre écrit en 1651 intitulé «Les exercices anatomiques sur les génération des animaux», Harvey déclare :
«Nous reconnaissons Dieu, le Créateur suprême et tout puissant, d’être responsable pour la création de tous les animaux et Sa création et Ses travaux pointent vers Son existence. Toute chose vivante est confectionnée et ordonée avec une sagesse divine unique et avec une habilité incompréhensible des plus remarquables. Ces attributs de perfection ne peuvent que se référer qu'au Tout puissant» (William Harvey, «Les exercices anatomiques sur les génération des animaux» édition de 1989, 443)
5/ Robert Boyle (1627-1691)
Robert Boyle est un chimiste et physicien irlandais considéré comme l’un des fondateurs de la chimie moderne. Il fut le premier chimiste à isoler et à recueillir un gaz et à faire une distinction entre les acides, les bases et les sels. Il a aussi découvert une loi physique selon laquelle, dans des conditions de température constante, la pression et le volume d’un gaz sont inversement proportionnels. Cette loi est appelée aujourd’hui la loi Boyle.
Boyle pensait que l’étude de la nature et des attributs de Dieu était le but le plus noble de la vie. Dans l’un de ses écrits intitulé «L’excellence de la théologie comparée à la philosophie naturelle», Boyle déclare :
«La grandeur, beauté et l’ordre des corps celestes; la structure excellente des animaux et des plantes ainsi que d’autres phénomènes naturels ne peuvent qu’amener un observateur intelligent et sans préjudice à conclure qu’il existe un auteur suprême, puissant, juste et bon» (Robert Boyle, «L’excellence de la théologie comparée à la philosophie naturelle» cité dans un article de Raymond J. Seeger dans le journal de l’affiliation scientifique américaine,1985,183-184)
Ses recherches scientifiques lui faisait encore plus réaliser la grandeur de Dieu, comme il le déclare lui même :
«Lorsque j’observe le livre de la nature à la lumière de la chimie, je me trouve souvent contraint d’exclamer :”Quel magnifique travail,
Oh Seigneur ! Avec quelle sagesse tu as créé tout cela!» (Robert Boyle, cité dans «la relation entre la science et la religion d’après Robert Boyle» de David Woodall,p.32)
6/ John Ray (1627-1705)
John Ray est un naturaliste Anglais considéré comme le fondateur de la biologie et de l’Histoire naturelle moderne. Il fut le premier à donner une définition biologique du terme “espèce”. Il a aussi publié d’importants travaux en botanie et en zoologie et établit une classification des plantes qui aboutira plus tard à la naissance de la taxonomie moderne. En 1651, il écrit un livre intitulé «La sagesse de Dieu se manifestant dans Sa création» dans lequelle il déclare :
«Il n’y a pas d’argument plus grand, du moins plus palpable et convaincant au sujet de l’existence d’une divinité, que l’art admirable et la Sagesse qui se manifeste dans la fabrication et la constitution, l’ordre et la disposition ainsi que dans les fins et utilisations de toutes les parties et les membres de cette structure majestueuse regroupant le ciel et la terre» (John Ray, “La sagesse de Dieu se manifestant dans Sa création»)
Une autre parole aussi intéressante de John Ray :
«Il existe pour un homme libre pas d’occupation plus agréable et importante que de contempler les sublimes œuvres de la nature ainsi que
d’honorer la sagesse infinie et la bonté de Dieu» (John Ray, cité dans «Les scientifiques qui ont la foi» de Dan Graves p.66)
7/ Isaac Newton (1642-1727)
Considéré comme le deuxième homme le plus influent de tous les temps par Michael H.Hart dans son livre «Les 100, un classement des personnes les plus influentes de l’Histoire», Isaac Newton est un mathématicien et physicien Anglais qui a découvert les lois de la gravitation universelle. En plus de cela, il a éclaircit également les mystères de la lumière et de l’optique et fut l’inventeur de la branche des mathématiques appelée calcul infinitésimal.
Dans une oeuvre principal intitulé «Principa», Newton déclare :
«Ce système si merveilleux qui est l’univers avec le soleil, les planètes et les comètes ne peut que provenir de la volonté et du pouvoir
d’un être intelligent…Cet être gouverne toute chose et pas seulement le monde. Reconnaissant son pouvoir sur toute chose, on se doit de l’appeler «Seigneur Dieu» ou «Le souverain universel»…Ce Dieu suprême est un être éternel, infini et absolument parfait» (Isaac Newton, Principia, livre N°3, cité dans «Une selection des écrits de Newton» de H.S. Thayer,p.42)
8/ Louis Pasteur (1822-1895)
Louis Pasteur est un chimiste et physicien français considéré comme le fondateur de la microbiologie et de l’immunologie. Il trouva un remède contre la rage, effectua d’importants travaux sur la fermentation, développa une théorie sur les germes, fut le premier à établir une vaccination, découvrit comment éliminer la maladie des vers à soie et inventa le procédé de pasteurisation.
Après six années de recherches, Louis pasteur refuta la théorie de la «Génération spontanée» ( idée à la base de la théorie de l’évolution) selon quoi la vie pouvait apparaître à partir de rien, et les microbes être générés spontanément. Pasteur prouva donc la loi de la biogenèse (un être vivant ne peut provenir que d’un autre être vivant) en renversant l’idée matérialiste de son époque basée sur la génération spontanée.
«Plus j’étudie la nature et plus je suis émerveillé par les travaux de Notre Créateur. La science me ramène plus proche de Dieu»
(Louis Pasteur, cité dans un livre de John Hudson Tiner «Louis Pasteur, fondateur de la médecine moderne», 1990) «Un peu de science vous éloigne de Dieu. Beaucoup vous y ramène» (Louis Pasteur, cité dans «Dieu et la science» de Jean Guitton, 1991)
9/William Thomson Kelvin (1824-1907)
William Thomson Kelvin est un physicien, mathématicien et ingénieur irlandais reconnu comme étant l’un des pionniers de la thermodynamique (branche de la Physique qui étudie les phénomènes thermiques). IL contribua aussi à améliorer les boussoles magnétiques et à poser la première ligne télégraphique traversant l’Océan Atlantique, en 1866, depuis le Royaume-Uni.
Ces découvertes sur la conversion de la chaleur l’ont amené à definir une nouvelle échelle de température, appelée échelle de température absolue. L’unité de cette échelle de température porte son nom : le Kelvin. En 1871, William Thomson Kelvin devient président de
l’association britannique pour l’avancée de la science et cette même année, lors d’un discours présidentiel, il déclara :
«Il existe des preuves débordantes d’un dessein intelligent tout autour de nous et si certaines perplexités, métaphysiques ou scientifiques,
peuvent à un moment donné nous détourner de ces preuves, elles reviennent inévitablement avec une force irrésistible, nous montrant ainsi
notre nature ainsi que l’influence de notre libre arbitre, et nous enseignent que tous les êtres vivants dépendent d’un souverain et créateur»
(William Thomson, cité dans un article de Raymond J. Seeger dans le journal de l’affiliation scientifique américaine, Juin 1985, 99-101)
10/ Albert Einstein (1879-1955)
Albert Einstein est un physicien Allemand considéré comme le plus connu et le plus grand scientifique du 20ème siècle. Il reçut le prix Nobel de physique en 1921 et est à l’origine de la fameuse équation E=mc2, qui établit une équivalence entre la matière et l’énergie d’un système. Bien qu’il n’a jamais cru en un Dieu personnel ( c’est à dire en un Dieu qui intéragit avec les affaires de l’Homme) il a tout de même reconnu l’impossibilité d’un univers né au hasard.
L’Encyclopedie Britannica dit de lui: «En niant fermemant l’athéisme, Einstein a exprimé une croyance dans le Dieu de Spinoza qui se révèle dans l’harmonie de ce qui existe» Cette réalité a motivé son intérêt pour la science, comme il l’a dit un jour à un jeune physicien:
«Je veux savoir comment Dieu a créé ce monde, je ne suis pas intéressé par tel ou tel phénomène, dans le spectre de tel ou tel élément.
Je veux connaître Ses pensées, le reste sont des détails» (Albert Einstein, cité dans «Une conversation avec Einstein» de E. Salaman,(1955) 370-371)
On rapporte de plus qu’en 1943, lors d’une conversation avec William Hermanns, Einstein a dit :
«Tout comme je l’ai dit de nombreuses fois, Dieu ne joue pas aux dés avec ce monde»
(Albert Einstein, cité dans le livre de Hermanns «Einstein et le poète»)
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Auteur : Ptitech Date : 22 sept.14, 20:31 Message : Affirmer que Dieu existe parce que des scientifiques de renom y croit n'a absolument aucune valeur.
L'existe de Dieu repose sur la foi et non sur des experiences scientifiques. On ne peut pas prouver l'existence de Dieu par l'expérimentation. Lorsqu'on attribu à Dieu telle ou telle chose cela relève de la foi mais cela ne veux en aucun cas dire que Dieu existe.
Il y a une nuance entre conviction et réalité. Personnellement J'ai la conviction que Dieu existe, maintenant est-ce la réalité ? Je ne sais pas !
1.17 parce qu'en lui est révélée la justice de Dieu par la foi et pour la foi, selon qu'il est écrit: Le juste vivra par la foi.
1.18 La colère de Dieu se révèle du ciel contre toute impiété et toute injustice des hommes qui retiennent injustement la vérité captive,
1.19 car ce qu'on peut connaître de Dieu est manifeste pour eux, Dieu le leur ayant fait connaître.
1.20 En effet, les perfections invisibles de Dieu, sa puissance éternelle et sa divinité, se voient comme à l'œil, depuis la création du monde, quand on les considère dans ses ouvrages. Ils sont donc inexcusables
Auteur : Ptitech Date : 22 sept.14, 20:42 Message : Affirmer que Dieu existe car la Bible le dit n'a pas plus de valeur.
Si Dieu est si parfait que ça, pourquoi laisse-t-il l'humanité d'entre tuer depuis des millénaires ?
A froid comme ça je dirai personnellement qu'en effet il doit y avoir un être supérieur, en revanche il ne me donne pas l'impression qu'il s'intéresse à nous !
Après je me trompe peut être !
Auteur : Anonymous Date : 22 sept.14, 20:44 Message : Et en plus, tu blasphèmes en accusant Dieu du mal que les hommes font.
Auteur : Ptitech Date : 22 sept.14, 20:49 Message : Je ne l'accuse pas de causer du mal directement aux humains, je me pose la question de savoir pourquoi est-ce qu'il ne semble rien faire depuis des milliers d'années ?!
Non assistance à personne en danger ca te dit quelque chose ?
Quand bien même tu n'es pas responsable du fait que des personnes ce soit plantées en voiture tu pourrais finir par le devenir si tu reste passif sur le trottoir à les regarder mourir !
Je ne pense pas que Dieu prenne mon raisonnement pour un blasphème.
Auteur : Anonymous Date : 22 sept.14, 21:01 Message : Oui, tu te trompes et grandement, Dieu a un plan de rédemption qui fait suite à ce qu'il a subi de la part d'une de ses créatures "satan" qui s'est opposée à lui en l'insultant de menteur devant une autre de ses créatures "Ève", qu'Adam a suivi.
L'homme a choisi sa voie, Dieu a respecté son choix !.
Auteur : Anonymous Date : 22 sept.14, 21:28 Message : La réalité, c'est qu'à part votre bla-bla habituel, il n'y aucune preuve ou démonstration concrète qui est faite, relisez-vous, il n'y a rien !
Aucun scientifique nommé, aucune preuve soi-disant scientifique, aucune démonstration de la part d'un tel ou de.... Rien, je vous dis, si ce n'est les insultes, le mépris et le rabaissement, relisez-vous
Auteur : Anonymous Date : 22 sept.14, 21:37 Message :Un Dieu Dans L'Univers
Chaque jour de nouvelles découvertes de la science donnent de plus en plus à penser à une explication spirituelle de l'univers.Comment l'univers a pu surgir du néant sans cause intelligente? Des scientifiques se penchent sur la question
Auteur : medico Date : 22 sept.14, 21:46 Message : Rappel de la charte : les membres ne sont pas le sujet de la discussion.
Auteur : medico Date : 22 sept.14, 21:58 Message : Non mais la charte parle que les intervenants ne sont pas le sujet.
Tu fais ici de l'acharnement contre l'auteur du sujet.
Ça commence a bien faire.
Auteur : Ptitech Date : 22 sept.14, 22:23 Message : Tu as un côté dictatorial Medico, et partial, c'est pas beau pou un modérateur !
Auteur : Anonymous Date : 22 sept.14, 22:23 Message : Dieu existe-t-il? Einstein
Réponse d'Albert Einstein à son professeur alors qu'il était encore sur les bancs d'école.
Auteur : coalize Date : 22 sept.14, 22:25 Message : Et sinon, en parlant de HS....
50 000 copier-coller, vidéo, etc, mais pas un seul qui traite de la question posée...
"l'oeuf ou la poule"?
Auteur : Anonymous Date : 22 sept.14, 22:27 Message : Isaac Newton, son ami athée et la création de l'Univers ...
L'histoire d' Isaac Newton et son ami athée à propos de la création de l'univers.
Auteur : medico Date : 22 sept.14, 22:29 Message : Par contre je ne suis pas sûr que cette histoire et bien vrais.
Auteur : Anonymous Date : 22 sept.14, 22:31 Message :
coalize a écrit :Et sinon, en parlant de HS....
50 000 copier-coller, vidéo, etc, mais pas un seul qui traite de la question posée...
"l'oeuf ou la poule"?
L'œuf ou la poule n'est que le préambule à la question du commencement des choses, de la cause première !.
Auteur : coalize Date : 22 sept.14, 22:34 Message :
Arlitto 1 a écrit :
L'œuf ou la poule n'est que le préambule à la question du commencement des choses, de la cause première !.
C'est le préambule de que dalle...
C'est une question simpliste, comme tu le dis toi même...
Alors, j'attends ta réponse à une question très simple : l'oeuf ou la poule?
Auteur : Anonymous Date : 22 sept.14, 22:34 Message : DIEU DES MERVEILLES
Ce reportage est fait par des scientifiques reconnaissant (ou plutôt avouant) que l'univers ne peux être le fruit du hasard, du big bang, ou de l'évolution, par conséquent YAHWEH (DIEU) en est le Créateur.
Auteur : Anonymous Date : 22 sept.14, 22:35 Message :
coalize a écrit :
C'est le préambule de que dalle...
C'est une question simpliste, comme tu le dis toi même...
Alors, j'attends ta réponse à une question très simple : l'oeuf ou la poule?
3ème message
Auteur : coalize Date : 22 sept.14, 22:39 Message :
Arlitto 1 a écrit :3 éme message
Ca c'est une hypothèse probable, pas une réponse argumentée
Alors je repose ma question : l'oeuf ou la poule ?
Auteur : Anonymous Date : 22 sept.14, 22:44 Message : Le fœtus ou l'homme ???. C'est du même acabit !.
Auteur : coalize Date : 22 sept.14, 23:19 Message :
Arlitto 1 a écrit :Le fœtus ou l'homme ???. C'est du même acabit !.
Tiens là je suis d'accord avec toi.. du même acabit.. la question n'a pas plus de sens.. Et tu n'as pas répondu à la mienne non plus... "Qu'est ce qui est le plus vert, le bleu ou le jaune?"
Et puis pour ton article de maxi-science... Je suis allé voir sur le site de l'université de warwick et de sheffield, là où travaille les chercheurs, source beaucoup plus sérieuse (y a même pas de comparaison" que slate ou maxisciences...
Et que disent vraiment les auteurs de l'étude scientifique ( disponible en entier ici : http://libgen.org/scimag/get.php?doi=10 ... .201000679 ) suite à la sortie dans la presse (non scientifique) d'une "résolution de la question de l'oeuf et de la poule?
"The researchers found that 'chicken', or at least a particular chicken protein, came first in this context. There is however a further twist in that this particular chicken protein turns out to come both first and last."
Traduction : Les chercheurs on trouvé que la "poule" (entre guillemets!) ou tout du moins une protéine particulière de la poule, est venue en premier dans ce contexte. Il y a cependant ud'autres études dans lesquelles cette même protéine se révéle être apparue en premier ou en dernier.
Auteur : Anonymous Date : 23 sept.14, 00:58 Message :
Does this really prove the chicken came before the egg? Well this actually further underlines that it's a fun but pointless question
Traduction : "Ceci prouve t-il que la poule est apparue avant l'oeuf? Bien ceci souligne surtout que cette question est amusante, mais inutile. "
Elle est inutile pour ces gens-là, tout simplement parce qu'ils sont coincés par cette question infantile et ne peuvent pas y répondre concrètement, tant elle les plaque au sol et les renvoie à leur stupide évolution à partir de rien, chose, qui est totalement impossible !!.
Et tu n'as pas répondu à la mienne non plus... "Qu'est ce qui est le plus vert, le bleu ou le jaune?"
Est-ce bien nécessaire.
Auteur : coalize Date : 23 sept.14, 01:19 Message :
Arlitto 1 a écrit :
Elle est inutile pour ces gens-là
"Ces gens-là" dont tu rejettes le point de vue, tu te gènes pourtant pas de les citer, quand tordre leur dire va dans ton sens...
Donc je repose la question, car de fait tu n'y as donc pas répondu, car tu viens juste d'invalider le message 3
La poule ou l'oeuf ?
Arlitto 1 a écrit : Est-ce bien nécessaire.
non, répond déjà à ta propre question....
Auteur : Anonymous Date : 23 sept.14, 01:24 Message : Je répondrai quand tu répondras à cette question qui mets le monde scientifique à genoux : le fœtus ou l'homme en premier ???
Auteur : coalize Date : 23 sept.14, 01:27 Message :
Arlitto 1 a écrit :Je répondrai quand tu répondras à cette question qui mets le monde scientifique à genoux : le fœtus ou l'homme en premier ???
Ouvre un nouveau post...
Là on est sur :
La poule ou l'oeuf ?
J'attends...
Auteur : Anonymous Date : 23 sept.14, 01:45 Message : Déjà, le titre du sujet est : l'œuf ou la poule et pas la poule ou l'œuf
Titre générique qui est valable pour tout les commencements des premières créatures qui sont venues à l'existence.
Alors, fœtus ou homme ???
Ps : Je rappelle que pour la poule "œuf fécondé" tout comme pour la femme "ovule fécondé", il faut deux êtres, le coq pour la poule, et l'homme pour la femme !.
Auteur : coalize Date : 23 sept.14, 01:48 Message :
Arlitto 1 a écrit :Déjà, le titre du sujet est : l'œuf ou la poule et pas la poule ou l'œuf
ah oui... quand même!!!!! Bon..
Alors l'oeuf ou la poule ?
Auteur : Anonymous Date : 23 sept.14, 01:49 Message : Alors, fœtus ou homme ???
Formation du fœtus Preuve Scientifique ou TÉMOIGNAGE de l'existence d'un créateur
Formation du fœtus : fantastique : L'impossible hasard : Posez vous les bonnes questions : Honnêteté ou Mauvaise foi : Faites une pause : Il suffit d'observer pour comprendre : Les preuves sont autour de nous.....
Auteur : coalize Date : 23 sept.14, 01:57 Message : Tu n'a toujours pas répondu à cette question si simple!!!!
l'oeuf ou la poule ?
Auteur : Anonymous Date : 23 sept.14, 02:09 Message : Demande aux grands scientifiques auxquels tu voues un culte, ils sont incapables de répondre honnêtement à cette simple question !. J'suis MDRire
Auteur : coalize Date : 23 sept.14, 02:12 Message :
Arlitto 1 a écrit :Demande aux grands scientifiques auxquels tu voues un culte, ils sont incapables de répondre honnêtement à cette simple question !. J'suis MDRire
Je note que visiblement toi non plus....
Auteur : Anonymous Date : 23 sept.14, 02:23 Message : Dieu est le créateur de toutes les espèces vivantes, espèces protéger par ses lois à tel point, que personnes ne peut les mélanger pour en créer d'autres. CQFD !.
Auteur : coalize Date : 23 sept.14, 02:24 Message :
Arlitto 1 a écrit :Dieu est le créateur de toutes les espèces vivantes, espèces protéger par ses lois à tel point, que personnes ne peut les mélanger pour en créer d'autres. CQFD !.
c'est bien joli, mais...
l'oeuf ou la poule ?...
Auteur : Anonymous Date : 23 sept.14, 02:28 Message : Devine
Auteur : coalize Date : 23 sept.14, 02:31 Message : [mode arlitto="on"] ah ah ah ah même pas capable de donner une réponse claire à une question aussi simple. Le créationnisme c'est vraiment une escroquerie!!! MDR... cot cot cot codec[/mode]
Auteur : Anonymous Date : 23 sept.14, 06:48 Message : No comment !
Nous continuons la série « Evolution pour les nuls » par ce billet publié par Dennis Venema sur le site Biologos (http://biologos.org/blog/evolution-basi ... ogeography). Il y est question des premières observations de Darwin sur la distribution géographique des espèces et en particulier sur les îles. Ces observations amèneront Darwin à remettre en cause la théorie de l’époque selon laquelle la distribution des espèces est le résultat d’actes de création divins indépendants à différentes localisations géographiques (appelés centres de création). Deux observations vont mettre à mal cette théorie : l’absence de certaines espèces sur les îles (pourquoi celles-là et pas les autres ?) et le fait que les espèces trouvées dans ces îles de manière exclusive (espèces endémiques) ressemblent en fait à des espèces trouvées sur le continent le plus proche.
Bonne lecture ! (Pascal Touzet, traducteur et professeur en génétique à l’Université de Lille)
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Les premières observations de Darwin sur la biogéographie
Dans les billets précédents nous avons discuté comment une théorie scientifique commence au stade d’hypothèse pour former ensuite un cadre explicatif éprouvé. Avec le temps, lorsqu’une hypothèse est utilisée pour faire des prédictions, et que ces prédictions s’avèrent validées par l’expérimentation, les scientifiques sont assez confiants pour utiliser cette hypothèse pour effectuer des prédictions sur le monde naturel. Cela signifie que toute théorie scientifique actuellement acceptée est passée par ce processus dont on peut retracer l’histoire. Comme n’importe quelle théorie scientifique, l’idée de Darwin du rôle de la sélection naturelle dans l’évolution est au tout départ une hypothèse. Dans ce billet nous regarderons les observations faites par Darwin sur la biogéographie : c’est-à-dire l’étude de la distribution des espèces sur le globe. Ces observations conduiront Darwin à considérer que les espèces émergent à travers un processus naturel de changement graduel au cours du temps, plutôt que par la création indépendante de ces espèces à chaque localisation géographique où elles sont trouvées.
La curieuse absence des mammifères
Engagé comme naturaliste sur le navire HMS Beagle, Darwin au cours de son voyage étudie un grand nombre d’environnements différents pour lesquels il répertorie les espèces présentes. Le Beagle, engagé dans une mission de cartographie des côtes d’Amérique du Sud, est amené à croiser un grand nombre d’îles, dont des îles très éloignées du continent (îles dites océaniques). Darwin observe que sur les îles océaniques qu’il étudie, il n’y trouve aucun mammifère terrestre. Un travail plus tardif, après son voyage, confirmera la généralité de cette règle. Les îles océaniques sont dépourvues d’espèces mammifères terrestres, si l’on excepte les petits mammifères introduits par l’homme. Par contre, des mammifères volants tels que les chauves-souris sont trouvés sur les îles océaniques, ces espèces étant souvent endémiques, c’est à trouvées exclusivement sur l’île en question.
Darwin trouvent ces observations difficiles à concilier avec son hypothèse de travail d’alors qui est que les espèces ont été crées indépendamment (et spécifiquement) dans les lieux où elles ont été trouvées. Il discute des observations et des questions qu’elles suscitent dans deux chapitres intitulés « Distribution géographique » dans son livre « L’origine des espèces ». Après avoir discuté du cas similaire des amphibiens (tels que les grenouilles, les tritons etc..) qui ne sont pas non plus trouvés sur les îles océaniques, il tourne son intention sur les mammifères « manquants » :
« Les mammifères offrent un autre cas analogue. Après avoir compulsé avec soin les récits des plus anciens voyageurs, je n’ai pas trouvé un seul témoignage certain de l’existence d’un mammifère terrestre, à l’exception des animaux domestiques que possédaient les indigènes, habitant une île éloignée de plus de 500 kilomètres d’un continent ou d’une grande île continentale, et bon nombre d’îles plus rapprochées de la terre ferme en sont également dépourvues. Les îles Falkland, qu’habite un renard ressemblant au loup, semblent faire exception à cette règle; mais ce groupe ne peut pas être considéré comme océanique, car il repose sur un banc qui se rattache à la terre ferme, distante de 450 kilomètres seulement; de plus, comme les glaces flottantes ont autrefois charrié des blocs erratiques sur sa côte occidentale, il se peut que des renards aient été transportés de la même manière, comme cela a encore lieu actuellement dans les régions arctiques. On ne saurait soutenir, cependant, que les petites îles ne sont pas propres à l’existence au moins des petits mammifères, car on en rencontre sur diverses parties du globe dans de très petites îles, lorsqu’elles se trouvent, dans le voisinage d’un continent. On ne saurait, d’ailleurs, citer une seule île dans laquelle nos petits mammifères ne se soient naturalisés et abondamment multipliés. On ne saurait alléguer non plus, d’après la théorie des créations indépendantes, que le temps n’a pas été suffisant pour la création des mammifères; car un grand nombre d’îles volcaniques sont d’une antiquité très reculée, comme le prouvent les immenses dégradations qu’elles ont subies et les gisements tertiaires qu’on y rencontre; d’ailleurs, le temps a été suffisant pour la production d’espèces endémiques appartenant à d’autres classes; or on sait que, sur les continents, les mammifères apparaissent et disparaissent plus rapidement que les animaux inférieurs. Si les mammifères terrestres font défaut aux îles océaniques presque toutes ont des mammifères aériens. La Nouvelle-Zélande possède deux chauves-souris qu’on ne rencontre nulle part ailleurs dans le monde; l’île Norfolk, l’archipel Fidji, les îles Bonin, les archipels des Carolines et des îles Mariannes, et l’île Maurice, possèdent tous leurs chauves-souris particulières. Pourquoi la force créatrice n’a-t-elle donc produit que des chauves-souris, à l’exclusion de tous les autres mammifères, dans les îles écartées? D’après ma théorie, il est facile de répondre à cette question; aucun mammifère terrestre, en effet, ne peut être transporté à travers un large bras de mer, mais les chauves-souris peuvent franchir la distance au vol. On a vu des chauves-souris errer de jour sur l’océan Atlantique à de grandes distances de la terre, et deux espèces de l’Amérique du Nord visitent régulièrement, ou accidentellement les Bermudes, à 1000 kilomètres de la terre ferme. M. Tomes, qui a étudié spécialement cette famille, m’apprend que plusieurs espèces ont une distribution considérable, et se rencontrent sur les continents et dans des îles très éloignées. Il suffit donc de supposer que des espèces errantes se sont modifiées dans leurs nouvelles stations pour se mettre en rapport avec les nouveaux milieux dans lesquels elles se trouvent, et nous pouvons alors comprendre pourquoi il peut y avoir, dans les îles océaniques, des chauves-souris endémiques, en l’absence de tout autre mammifère terrestre. »
(Il faut noter que lorsque Darwin parle de « force créatrice », il n’est pas en train d’argumenter contre l’existence de Dieu en tant que créateur, mais plutôt contre l’idée d’une vision classique de la création à l’époque, à savoir que Dieu crée épisodiquement des espèces à des localisation géographiques spécifiques (qu’on appelait « centres de création ») et que les patrons biogéographiques observés peuvent s’expliquer par une dispersion limitée des espèces à partir de ces centres de création. Darwin lui-même au début de son voyage sur le Beagle partage cette idée, et c’est ce modèle qu’il tente de réfuter dans son livre, puisqu’elle représentait l’idée dominante parmi les scientifiques de l’époque. Darwin et beaucoup de scientifiques de son époque n’ont aucunes difficultés à voir les processus naturels comme faisant partie de l’action régulière de Dieu dans le monde, comme le montrent les correspondances de Darwin au botaniste américain Asa Gra par exemple).
Donc pour Darwin, ces observations sur la biogéographie sont conformes à ses idées plus tardives sur la colonisation des îles et le changement des espèces colonisatrices à travers la sélection naturelle. Par contre elles semblent en contradiction avec le modèle de création indépendante. Un grand nombre d’îles océaniques sont très anciennes, et pourtant aucun mammifère n’y a été créé. Un grand nombre d’îles océaniques constituent des habitats favorables pour les mammifères (ou en fait pour les amphibiens, comme il le note) et pourtant aucune de ces espèces n’a été créée dans cet environnement favorable.
Les espèces endémiques insulaires et leurs espèces “alliées” continentales
Darwin note qu’il y a plus que l’absence de certaines espèces sur les îles océaniques. Il remarque aussi une caractéristique intéressante sur les espèces qui sont rencontrées : une espèce endémique sur une île océanique a souvent de fortes similarités avec une espèce trouvée sur le continent le plus proche. De plus, cette association d’espèces île-continent va à l’encontre de l’idée que des espèces similaires devraient se trouver sur des environnements semblables. Ces observations vont conduire Darwin à réfléchir sur les mécanismes possibles qui ont permis l’émergence des espèces insulaires proches de ces espèces continentales alliées. Comme Darwin l’écrit dans son livre « L’origine des espèces », ce patron va fortement le marquer et l’amener à douter de l’idée que les espèces insulaires endémiques ont été crées individuellement sur les îles océaniques. Sa visite des îles Galapagos s’avère jouer un rôle crucial sur ce point :
« Le fait le plus important pour nous est l’affinité entre les espèces qui habitent les îles et celles qui habitent le continent le plus voisin, sans que ces espèces soient cependant identiques. On pourrait citer de nombreux exemples de ce fait. L’archipel Galapagos est situé sous l’équateur, à 800 ou 900 kilomètres des côtes de l’Amérique du Sud. Tous les produits terrestres et aquatiques de cet archipel portent l’incontestable cachet du type continental américain. Sur vingt-six oiseaux terrestres, vingt et un, ou peut-être même vingt-trois, sont considérés comme des espèces si distinctes, qu’on les suppose créées dans le lieu même; pourtant rien n’est plus manifeste que l’affinité étroite qu’ils présentent avec les oiseaux américains par tous leurs caractères, par leurs moeurs, leurs gestes et les intonations de leur voix. Il en est de même pour les autres animaux et pour la majorité des plantes, comme le prouve le docteur Hooker dans son admirable ouvrage sur la flore de cet archipel. En contemplant les habitants de ces îles volcaniques isolées dans le Pacifique, distantes du continent de plusieurs centaines de kilomètres, le naturaliste sent cependant qu’il est encore sur une terre américaine. Pourquoi en est-il ainsi? Pourquoi ces espèces, qu’on suppose avoir été créées dans l’archipel Galapagos, et nulle part ailleurs, portent-elles si évidemment cette empreinte d’affinité avec les espèces créées en Amérique? Il n’y a rien, dans les conditions d’existence, dans la nature géologique de ces îles, dans leur altitude ou leur climat, ni dans les proportions suivant lesquelles les diverses classes y sont associées, qui ressemble aux conditions de la côte américaine; en fait, il y a même une assez grande dissemblance sous tous les rapports. D’autre part, il y a dans la nature volcanique du sol, dans le climat, l’altitude et la superficie de ces îles, une grande analogie entre elles et les îles de l’archipel du Cap-Vert; mais quelle différence complète et absolue au point de vue des habitants! La population de ces dernières a les mêmes rapports avec les habitants de l’Afrique que les habitants des Galapagos avec les formes américaines. La théorie des créations indépendantes ne peut fournir aucune explication de faits de cette nature. Il est évident, au contraire, d’après la théorie que nous soutenons, que les îles Galapagos, soit par suite d’une ancienne continuité avec la terre ferme (bien que je ne partage pas cette opinion), soit par des moyens de transport éventuels, ont dû recevoir leurs habitants d’Amérique, de même que les îles du Cap-Vert ont reçu les leurs de l’Afrique; les uns et les autres ont dû subir des modifications, mais ils trahissent toujours leur lieu d’origine en vertu du principe d’hérédité. »
Beaucoup de fait analogues pourraient être donnés: en effet, c’est une règle quasiment universelle que les espèces trouvées sur les îles sont proches de celles trouvées sur le continent le plus proche ou d’autres îles à proximité.
Repenser l’idée de création indépendante
Pour Darwin, ces deux observations (l’absence de mammifères sur les îles océaniques et le fait que les espèces insulaires endémiques ressemblent aux espèces du continent le plus proche) ont une même explication : son hypothèse est que les espèces océaniques endémiques sont les descendants modifiés d’espèces colonisatrices provenant du continent le plus proche. Ceci explique aussi l’absence d’amphibiens et de mammifères terrestres du fait simplement de leur faible capacité de dispersion à travers de larges étendues océaniques. Les espèces capables de migrer et de coloniser les îles océaniques vont subir des modifications dans ce nouvel environnement, et les espèces incapables de coloniser ces îles en seront absentes.
Dans la pensée de Darwin, cette explication est bien plus satisfaisante que l’hypothèse selon laquelle Dieu a créé indépendamment chaque espèce endémique à l’endroit où elle se trouve et considéré inutile d’y créer des amphibiens ou des mammifères.
Malgré cette réflexion de Darwin sur les patrons biogéographiques observés qui le conduit à suggérer un changement ayant eu lieu sur les espèces au cours du temps, il lui faudra encore du temps pour imaginer le mécanisme de ce changement : l’idée de sélection naturelle qu’il présentera et défendra lors de son livre «De l’origine des espèces».
Introduction (Pascal Touzet, traducteur et Professeur en génétique à l’université de Lille)
Voici le premier article de la série “Evolution basics” rédigée par Denis R Venema publiée sur le site Biologos ( http://biologos.org/blog/evolution-basi ... fic-theory) , que nous appellerons ici « L’évolution pour les nuls ». Il y est question de ce qu’est une théorie scientifique, bien plus qu’une intuition….
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Une théorie, pas une intuition
En langage courant, le terme « théorie » signifie quelque chose comme « supposition» ou « intuition ». Il sous-entend l’idée de quelque chose de spéculatif, d’incertain. Hors en science, le sens de ce mot est tout à fait différent. En effet, une théorie scientifique est une idée qui a connu l’épreuve du temps. Cette différence de définition est une source fréquente de confusion pour les non scientifiques. Ainsi, en science, une théorie est une idée testée, éprouvée, un cadre explicatif qui permet de donner sens aux faits que l’on observe et qui continue de faire de bonnes prédictions sur le monde naturel.
Les théories commencent d’abord par une idée ou une hypothèse. L’étymologie de ce mot signifie « moins que » (hypo) une théorie (thèse). Ce que les scientifiques appellent une hypothèse est ce que les non scientifiques appellent une « théorie ». C’est une idée qui a du sens et qui est conforme à ce que l’on sait déjà, mais qui n’a pas encore beaucoup (ou pas du tout) de support expérimental. Ce qui différencie la science des autres approches de la connaissance c’est le test d’hypothèse. Ainsi au lieu de se contenter d’une idée intéressante, les scientifiques utilisent cette hypothèse pour faire des prédictions spécifiques sur le monde naturel, puis tester si ces prédictions peuvent être validées par des preuves expérimentales. Si la prédiction est supportée par les résultats de l’expérience, les scientifiques utiliseront la même hypothèse pour faire (et tester) de nouvelles prédictions. Si l’hypothèse s’avère juste par rapport à ce que les choses sont vraiment, alors cette hypothèse va continuer à faire de bonnes prédictions. Avec le temps, alors que l’idée gagne de plus en plus de support expérimental, les scientifiques enlèvent le préfixe « hypo » et commencent à considérer cette idée comme une théorie – un cadre explicatif éprouvé qui continue à faire de bonnes prédictions sur le monde naturel.
Des théories éprouvées mais provisoires
Bien que ce soient des idées bien éprouvées, les théories en science ne sont jamais acceptées comme vraies de manière absolue. Il faut comprendre que le test d’hypothèse ne peut conduire qu’à deux résultats possibles : le scientifique rejette l’hypothèse si elle ne fait pas de bonnes prédictions, ou le scientifique ne peut pas la rejeter parce qu’elle n’a pas conduit à de mauvaises prédictions. Le point important est que le scientifique ne peut pas accepter une hypothèse. Autrement dit, la science peut montrer que certaines idées sont « fausses » (si elles ne permettent pas de faire de bonnes prédictions sur le monde naturel), mais la science ne peut pas montrer qu’une idée est « juste » ou « vraie ». Dire qu’une hypothèse est « juste » impliquerait qu’elle résisterait à tous les tests de prédictions futurs, ce qui n’est pas possible, étant donné qu’il y aura toujours de nouveaux tests à faire. La science ne peut que dire si une idée n’a pas encore été démontrée comme étant fausse. Par conséquent, toutes les théories en science sont considérées comme provisoires, et sont révisées au gré de nouvelles informations. Ainsi, les théories en science restent des théories – elles ne changent pas de statut, comme celui d’une « «loi » par exemple.
Une théorie est donc une entité intéressante en science – elle est reconnue pour être à la fois un cadre explicatif puissant et provisoire, sujet à des révisions futures (ou même à l’abandon, si une meilleure idée est découverte). En pratique, certaines théories scientifiques sont si bien supportées par les faits qu’il est hautement improbable que ses idées de base en soient un jour modifiées. Ces théories sont des idées qui sont de très bonnes approximations de ce que les choses réelles sont, et en tant que telles, elles ne devraient pas changer de manière siginificative. Une fois qu’une théorie atteint ce niveau, la science l’accepte comme une donnée et change de domaine, pour se tourner vers les frontières de ce qui n’est pas encore connu.
Apprendre du passé
Peut-être un exemple tiré de l’Histoire peut être utile ici. Prenez la théorie de l’héliocentrisme – l’idée que le soleil est au centre du système solaire. (Si vous trouvez surprenant de considérer cette idée comme une théorie, rappelez-vous que nous l’utilisons ici dans le sens d’une théorie en science. De manière évidente, l’héliocentrisme est une idée bien supportée, et ne devrait vraisemblablement pas changer dans le futur, mais il reste une théorie dans le sens scientifique). Lorsque l’héliocentrisme a été conçu pour la première fois en opposition à l’idée d’un système solaire géocentrique, centré sur la Terre, il y avait peu de faits pour le supporter. En fait, cette idée était populaire uniquement parmi les mathématiciens, du fait de sa simplicité et de son élégance. Une fois l’idée articulée, des faits apparurent pour la conforter: l’observation par Galilée que Vénus avait plusieurs phases comme la lune (une observation incompatible avec le modèle géocentrique de l’époque) et que Jupiter avait quatre lunes dans son orbite (conforme au modèle de corps célestes en mouvement autour d’un plus grand corps). Si les observations de Galilée permettaient à la science de rejeter le modèle géocentrique standard, elles ne permettaient pas de rejeter un modèle géocentrique alternatif proposé par Tycho Brahe. L’héliocentrisme faisait cependant une prédiction clé. Dans le modèle de Brahe, comme dans tous les modèles géocentriques, la Terre était prédite comme étant stationnaire. Dans le modèle héliocentrique, la Terre était prédite décrivant une orbite autour du soleil. Malheureusement pour Galilée, il faudra attendre les années 1720 pour des preuves physiques directes du mouvement terrestre, lorsque sera observée avec succès l’aberration stellaire (l’effet du mouvement terrestre sur la lumière des étoiles). Il faudra attendre encore un siècle (dans les années 1830) pour la première mesure de la parallaxe stellaire, la légère modification des positions relatives des étoiles due au changement de perspective engendré par le mouvement de la Terre dans l’espace. Quand enfin cette observation fut faite, l’héliocentrisme devenait une théorie – un cadre éprouvé qui fait de bonnes prédictions, dont celle de la parallaxe stellaire. Bien sûr, dans les années 1830, l’héliocentrisme avait fait un long chemin depuis ses modestes débuts, et continua d’être modifié ensuite en accord avec de nouvelles observations. Quoiqu’il en soit, en tant qu’idée, l’héliocentrisme a passé avec succès le test du temps puisque il est une représentation raisonnablement fidèle de ce que les choses sont réellement. Nous l’acceptons (provisoirement) puisqu’il est un cadre productif et utile. Ses idées centrales ne vont vraisemblablement pas changer même si nous ajoutons des nuances que Galilée ne pouvait imaginer. Cela semble difficile à imaginer, mais il est possible qu’un jour nous rejetions cette théorie au profit d’un meilleur cadre – mais le combat pour qu’une nouvelle théorie s’impose sera rude.
L’évolution, une théorie
En quoi cela a à faire avec l’évolution, me direz-vous? Et bien simplement en cela : malgré ce qu’ont pu dire beaucoup de chrétiens évangéliques, l’évolution est une théorie dans le sens entendu par la science. Elle a commencé comme une simple hypothèse. Les scientifiques ont essayé de la rejeter sans succès. Aujourd’hui, l’évolution est un cadre explicatif qui a résisté à 150 ans de tests et qui continue à faire de bonnes prédictions sur le monde naturel. Comme pour l’héliocentrisme, nos idées sur l’évolution se sont développées de manière significative avec le temps depuis les années 1850. Dans le prochain billet de cette série, nous verrons quelques lignes d’évidence ont été présentées par Darwin dans son livre « Origin of species », avant de continuer à examiner l’état actuel des preuves.
Cette série d’articles de Denis Vennema, généticien, et collaborateur de la Fondation BioLogos (article original ici), est destinée à introduire les concepts de base de l’évolution aux non spécialistes. Dans cet article, nous explorons les principales idées de Darwin : la variation au sein d’une espèce est héréditaire, les variants ne se reproduisent pas avec la même fréquence, et c’est ce qui engendre des changements au sein des populations naturelles
L’évolution pour les nuls (3): une introduction à la variation, à la sélection naturelle et artificielle
Dans le dernier article de cette série, nous avons décrit comment les études de Darwin concernant la répartition géographique des espèces avaient joué un rôle important dans sa découverte du fait que les espèces ne sont pas fixes, mais qu’elles peuvent se transformer en d’autres espèces au cours du temps. Pourtant, Darwin n’avait aucun mécanisme à proposer permettant d’expliquer comment ces changements graduels pouvaient se produire. Puisque ses observations (a) montraient des variations, ou des différences, entre des espèces proches parentes, et (b) que cela suggérait que ces variations étaient apparues par des petites modifications graduelles de deux populations séparées, Darwin a justement pressenti que la compréhension de ces variations pourraient aider à expliquer la formation de nouvelles espèces. C’est ainsi que Darwin s’est intéressé de très près aux variations héréditaires chez les espèces domestiquées. Ses études l’ont conduit à apprécier l’importance de la sélection dans la formation de nouvelles races domestiques, et il a compris plus tard que la nature pouvait agir en tant que force sélective.
Ces deux concepts, des variations héréditaires et la sélection naturelle, sont encore aujourd’hui les idées au coeur de la biologie moderne de l’évolution. Etant donnée l’importance de ces concepts, nous allons les examiner de plus près avant de décrire comment Darwin est en venu à envisager leur rôle dans la formation de nouvelles espèces.
L’évolution en deux concepts simples: des variations héréditaires et la reproduction différentielle.
Dans n’importe quelle population d’organismes, domestiquée ou non, il existe des différences héréditaires. Aujourd’hui, nous savons que ces différences héréditaires proviennent de différences dans l’information génétique (i.e. des variation dans des séquences de l’ADN), mais ceci n’était pas connu à l’époque de Darwin. Sans connaître la biologie moléculaire, Darwin a réussi a apprécier le fait que les descendants ont en moyenne davantage tendance à ressembler à leurs parents qu’au reste de la population. De cette observation, il a déduit à juste titre que les variations étaient héréditaires: elles se transmettent des parents à leur descendance.
Comme nous le verrons plus bas, Darwin pouvait aussi remarquer que si la variation était soumise à la sélection, ces traits caractéristiques moyens pouvaient dériver avec le temps. La sélection est simplement l’observation que les différents variants d’une même population ne se reproduisent pas tous au même taux. Dans le cas de la sélection artificielle, un agent humain décide des variants qui vont se reproduire à un taux plus élevé que les autres en permettant un croisement sélectif. Si la sélection est poursuivie génération après génération, certains variants seront plus nombreux en proportion dans une population, et d’autres moins fréquents.
C’est en résumé le principe central de la théorie de l’évolution: les changements dans des variations héréditaires peuvent au cours du temps changer les caractéristiques d’une population, et ce succès reproductif différentiel (sélection) est un moteur essentiel permettant les changements d’une génération à une autre. Bien que notre compréhension de l’évolution ait beaucoup progressé depuis l’époque de Darwin, ces principes de base demeurent les fondements de la biologie de l’évolution. En dépit de leur simplicité, Darwin mit plusieurs années de travail avant de les assembler en un cadre cohérent.
Les études de Darwin sur les variation 1837 – 1838
Comme Darwin le relate dans son Autobiographie, après son retour en Angleterre de son voyage sur le Beagle, il a entrepris des études systématiques pour accumuler des informations sur les variations au sein des “races” de plantes et d’animaux domestiqués, ainsi que des variations dans les populations naturelles. (Soit dit en passant, dans les années 1800, le mot “race” était admis en temps que terme scientifique pour ce que nous appellerions aujourd’hui “croisement” ou “sous espèce”. Le mot “race” a pris plus tard la connotation qu’il a aujourd’hui – une expression réservée aux humains- mais ce n’était pas le cas à l’époque de Darwin, comme nous le montreront en citant des articles de cette époque. Les tentatives pour présenter les travaux de Darwin comme racistes sont infondés, mais elles persistent chez ceux qui ne connaissent pas les tournures anglaises de l’époque victorienne, étant donné que le titre complet de son livre est De l’origine des espèces par le moyen de la sélection naturelle, et la préservation des races favorisées dans le combat pour la vie.) Etant donné que Darwin a beaucoup conversé avec ceux qui croisaient les plantes et les animaux (par exemple, il a passé beaucoup de temps avec les éleveurs de pigeons et il s’est documenté sur la façon dont ils créaient de nombreuses sous espèces exotiques), il a été impressionné par la puissance de la sélection artificielle à produire des changements au sein d’une sous-espèce au cours du temps. Impressionné par cette force, il lui restait encore à comprendre comment la nature pouvait agir en tant que puissance sélective:
A mon retour en Angleterre, il m’est apparu qu’en suivant l’exemple de Lyell en géologie, et en collectant tous les faits qui se rapportaient de près ou de loin à la variation des animaux et des plantes domestiqués ou pas, certaines lumières pourraient peut-être être projetées sur le sujet dans son ensemble. J’ai ouvert mon premier carnet de notes en juillet 1837. J’ai travaillé sur la base de principes baconiens, et sans aucun cadre théorique, j’ai rassemblé les faits à grande échelle, plus spécialement ceux qui concernent les productions domestiquées, sous la forme de documents imprimés, de conversations avec des éleveurs et des jardiniers. Quand je vois la liste de tous les livres de toutes sortes que j’ai lus et médités, y compris des séries entières de journaux et de contrats, j’en suis moi-même étonné. J’ai rapidement compris que la sélection était la clé du succès humain à fabriquer des races d’animaux et de plantes. Mais la façon dont la sélection pouvait être appliquée à des organismes vivants dans la nature demeura un mystère pour moi pendant un moment.(Autobiography, pp. 119 -120)
Plus tard, cette idée centrale l’a frappé: la nature pourrait bien appliquer la sélection naturelle à peu près de la même façon que les éleveurs lorsqu’ils sélectionnent les individus qui vont se reproduire, l’habileté de différents variants à se reproduire dans un environnement naturel donné ferait que certains se reproduisent plus que d’autres. Comme leurs caractéristiques sont héréditaires, ceci entrainerait un changement au cours du temps dans une population expérimentant la “sélection naturelle”, un terme que Darwin a introduit par analogie à la sélection artificielle.
Darwin a réalisé que, dans la nature, les organismes engendrent plus de descendants que ceux capables de survivre, et ceci fut la dernière pièce du puzzle (une idée de Thomas Malthus). Il y avait donc compétition entre les membres d’une même espèce pour des ressources limitées. La compétition pouvait aussi avoir lieu entre les membres de différentes espèces. Ces sources de compétition créaient une “bataille pour l’existence” qui favorisait certains variants et leur reproduction:
En octobre 1838, c’est à dire quinze mois après avoir entamé mon enquête systématique, je me suis mis par distraction à lire Malthus à propos de la population , et comme j’étais bien préparé à apprécier le combat pour la vie qui est omniprésent dans les observations sur les habitudes des animaux et des plantes, j’ai tout à coup était frappé par le fait que dans de telles circonstances, les variations favorisées auraient tendance à survivre, alors que les autres seraient détruites. (Autobiography p. 120)
Plus tard, dans l’origine des espèces, il explicitera cette idée en grand détail. Dans le premier chapitre, Darwin donne de nombreux exemples de variations héréditaires chez les animaux domestiques. Il se tourne ensuite vers les variations héréditaires dans les populations naturelles dans le deuxième chapitre, citant encore de nombreux exemples, et comparant ses découvertes avec les variations dans les espèces domestiques. Dans le troisième chapitre, il décrit le “combat pour l’existence” dans la nature, puis associe ces trois idées ensemble: si les éleveurs humains sont capables d’utiliser la sélection pour “accumuler” les variations au cours du temps, alors, la sélection naturelle pourrait aussi le faire:
Dans ce combat pour la vie, n’importe quelle variation, aussi petite soit-elle et quelque soit sa cause, si celle ci est profitable à n’importe quel degré à un individu de n’importe quelle espèce, dans ses relations infiniment complexes avec les autres organismes et avec la nature, contribuera à la préservation de cet individu, et sera généralement héritée par ses descendants. Ce descendant aura à son tour une meilleure chance de survivre, parce que dans une population donnée, seul un petit nombre de nouveaux nés peuvent survivre. J’ai appelé ce principe, par lequel chaque petite variation, si elle est utile, est préservée, par l’expression Sélection Naturelle, pour souligner sa relation avec la puissance de la sélection exercée par l’homme. Nous avons vu que l’homme, par la sélection, peut produire de grands résultats, et peut adapter des organismes à son utilisation propre, par l’accumulation de petites variations, que la main de la Nature lui a donnée. Mais comme nous le verrons après, la Sélection Naturelle est une force incessante prête à l’action, et est infiniment supérieure aux faibles efforts humains, car le travail de la nature est celui d’un art.(Origin, p. 61)
La sélection artificielle, ici et maintenant
Ayant trouvé sa “théorie lui permettant de travailler », Darwin a passé des dizaines d’années à accumuler les preuves de ses idées avant de publier l’Origines des espèces en 1859. Rassembler les preuves montrant la sélection naturelle et artificielle a été le but majeur de tous ses efforts. Dans le prochain article de cette série, nous parlerons de certaines des observations de Darwin concernant la sélection artificielle et la domestication des chiens, et nous examinerons certains résultats fournis par la génomique récente qui montre dans les détails moléculaires comment la sélection artificielle a façonnée le génome du chien au cours du temps.
Introduction (Pascal Touzet)
La domestication est un processus qui conduit à la transformation par la sélection humaine d’espèces sauvages animales ou végétales en des espèces domestiquées ou cultivées. L’homme a tiré avantage de variations présentes dans la nature qu’il a choisies (consciemment ou inconsciemment) pour « créer » des animaux plus dociles par exemple, ou des plantes plus faciles à récolter. Le billet de Dennis Vennema nous parle de l’animal domestiqué le plus ancien: le chien. Il montre comment Darwin a utilisé l’exemple de la domestication du chien pour comprendre et expliquer l’action de la sélection naturelle. Les progrès de la génétique permettent aujourd’hui de retracer l’histoire de cette domestication à partir du loup gris et d’identifier les gènes impliqués dans ce processus.
Les chiens domestiques
Il devient (lentement) le meilleur ami de l’homme.
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Image du Webster’s New Illustrated Dictionary, publié en 1911.
Le chien domestique a cette particularité d’être le seul animal connu a avoir été domestiqué par les hommes avant l’agriculture. En tant que tel, le chien n’est pas seulement le meilleur ami de l’homme dans le royaume des animaux, mais aussi son plus ancien. Bien que l’origine précise des chiens fût un mystère à l’époque de Darwin, Darwin décida de les utiliser comme exemple d’une sélection artificielle familière à ses lecteurs, puisque la standardisation des races était familière à son auditoire :
Mais quand nous comparons le cheval de trait et le cheval de course, le dromadaire et le chameau, les différentes races de moutons adaptées à la terre cultivée ou à la pâture de montagne, la laine d’une race bonne pour un usage et celle d’une autre race bonne pour un autre usage ; quand nous comparons les nombreuses races de chiens, chacune bonne pour l’homme en des manières très différentes… Nous ne pouvons pas supposer que toutes les espèces ont soudainement été produites dans cet état parfait et utile que nous connaissons aujourd’hui ; en effet, dans plusieurs cas, nous savons que ce n’a pas été leur histoire. La clé est la puissance de l’homme de la sélection accumulative : la nature donne des variations successives : l’homme les ajoute dans une certaine direction qui lui est utile. C’est en ce sens qu’on peut dire qu’il fait des races qui lui sont utiles.
Remarquez que Darwin prend le soin de souligner que la variation en tant que telle est due à l’hérédité : si les humains peuvent « ajouter » des variations à travers le temps en sélectionnant les accouplements, ils ne peuvent pas produire la variation sur laquelle ils agissent. Cette idée était importante pour Darwin, puisqu’il soutiendrait plus tard que la sélection naturelle agit sur cette même variation héréditaire à travers le temps et de façon cumulative.
L’utilisation de Darwin des chiens était cependant gênée par son ignorance : il ne savait pas si tous les chiens descendaient d’une seule espèce ancestrale ou si différentes races avaient été domestiquées indépendamment d’autres espèces. Darwin (de façon erronée, comme nous le verrons bientôt), présumait la seconde hypothèse, peut-être en partie à cause de différences morphologiques drastiques entre les races de chien. Mais il envisage la possibilité d’une dérivation d’une espèce commune de races canines largement différentes, et écrit que si elle était démontrée, une telle découverte serait une preuve significative du fait que les espèces « alliées de près » dans la nature étaient en fait liées :
Quand nous essayons d’estimer la quantité de différences structurelles entre les races domestiques des mêmes espèces, nous doutons immédiatement de nos hypothèses, parce que nous ne savons pas si elles descendent d’une ou de plusieurs espèces parentes. Ce point, s’il pouvait être éclairé, serait intéressant : si, par exemple, on pouvait montrer que le lévrier, le chien de Saint-Hubert, le terrier, l’épagneul et le bulldog, qui propagent leur race si généreusement, étaient le point de départ de quelque espèce singulière – par exemple, des nombreux renards – qui habitent différents lieux dans le monde. Je ne crois pas, comme nous le verrons immédiatement, que tous nos chiens descendent de quelque espèce sauvage ; mais dans le cas d’autres races domestiques, certains indices fiables voire solides tendent à convaincre du contraire…
Tout le sujet doit je crois rester vague; cependant, je puis établir sans entrer dans les détails que d’après des considérations géographiques et autres, je crois qu’il est hautement probable que nos chiens domestiques descendent de plusieurs espèces sauvages.
Il se trouve que Darwin avait tort sur ce point – nous savons aujourd’hui que toutes les races de chien ne dérivent que d’une seule espèce sauvage, le loup gris (Canis lupis). Des études de séquences de génomes permettent d’identifier les chiens et les loups gris comme des parents très proches, ce qui est à peine surprenant, puisqu’ils sont encore pleinement capables de se reproduire entre eux. Mais les comparaisons de génome vont plus loin qu’établir les loups comme les parents sauvages les plus proches des chiens : elles commencent aussi à révéler comment la sélection humaine artificielle a amené les chiens à être.
Déterminer la base génétique pour étudier le processus de domestication devient de plus en plus possible maintenant que le génome de chien a été complètement séquencé (publié en 2005). Cette séquence complète permet des comparaisons détaillées entre les chiens et les loups gris, ainsi que des comparaisons entre les races de chiens. Les deux études apportent un éclairage sur la façon dont la sélection artificielle a formé les chiens tout au long de leur histoire partagée avec les humains. Des comparaisons avec les loups nous permettent de déterminer quelles étapes de sélection ont eu lieu lors du début du processus de domestication, tandis que des comparaisons entre les races nous permettent d’examiner les étapes de sélection qui ont donné à chaque race sa série unique de caractéristiques.
Du loup au chien : les premières étapes du processus de domestication.
Bien que les génomes de loup et de chien soient particulièrement similaires l’un à l’autre, il existe des différences subtiles entre eux. Des travaux de recherche récents ont cherché à identifier les régions du génome de chien qui étaient sélectionnées pendant le processus de domestication. Ces régions devaient montrer moins de variation que ce que l’on voyait dans le reste du génome de chien. Souvenez-vous de notre première discussion : la sélection réduit la variation dans une population en choisissant certaines variantes et en favorisant leur reproduction plutôt que d’autres. En examinant le génome du chien, nous pouvons ainsi chercher des régions qui ont peu de variation (c’est-à-dire quand tous ou presque tous les chiens ont la même séquence dans la même région) par contraste avec d’autres régions où les chiens en tant que population ont plus de variation. Nous pouvons aussi comparer ensuite ces régions supposées sélectionnées avec le génome du loup, pour découvrir les régions qui ont une variation réduite entre les chiens et diffèrent de ce qu’on voit dans les loups (puisque nous sommes intéressés par des régions qui contribuent aux différences entre les loups et les chiens). Une fois trouvées les régions du génome du chien qui correspondent à ces critères, il est possible d’examiner les sortes de gènes trouvés en elles et de formuler des hypothèses quant à pourquoi la sélection sur ces gènes spécifiques peut contribuer aux différences morphologiques et comportementales que l’on observe.
Les résultats de cette analyse sont frappants dans la mesure où la principale catégorie de gènes trouvés dans ces « régions de domestication candidates » sont des gènes impliqués dans le développement et la fonction du système nerveux. Ces résultats soutiennent l’hypothèse selon laquelle la priorité dans les premiers processus de domestication était la sélection pour des comportements, comme une agressivité réduite et l’acceptation de se soumettre à une structure sociale dominée par les humains.
Des petits changements génétiques s’ajoutent.
Aux premières étapes de la domestication des chiens (ainsi que, nous le verrons, à des étapes plus récentes de la création de races), des conclusions similaires peuvent être tirées : des petits changements au niveau du génome peuvent avoir de très grands effets sur la morphologie et le comportement de l’organisme dans son ensemble. Nous avons discuté ce point déjà dans le contexte de la comparaison entre les génomes humain et du chimpanzé, et avons tiré les mêmes conclusions – de petites perturbations dans un système complexe peuvent avoir pour effet un changement substantiel sur une échelle temporelle assez courte. (Par court, j’entends d’un point de vue géologique.) Les chiens et les loups sont dans le processus de séparation depuis environ 100 000 ans, ce qui signifie que le processus de domestication du chien et la création qui a suivi des races de chien a eu lieu en un clin d’œil d’un point de vue géologique. Si des paléontologues futurs trouvaient un teckel dans les données fossiles, il semblerait être apparu de nulle part et n’avoir qu’un rapport distant aux loups, malgré notre connaissance du fait que les chiens et les loups appartiennent à la même espèce (avec toute l’imprécision inhérente à ce terme).
La sélection, artificielle ou naturelle, est sélection.
Le pouvoir de la sélection artificielle fut un argument utile pour Darwin dans les années 1850, puisqu’il démontrait la flexibilité remarquable qu’une espèce pouvait avoir dans des environnements sélectifs différents, et révélait la variation inhérente à l’intérieur de populations sur lesquelles on pouvait agir pour conduire à un changement significatif au cours du temps. Au début du XXIe siècle, nous commençons à voir les soubassements génétiques de la sélection artificielle à l’échelle du génome, et les résultats sont absolument conformes aux idées de Darwin : les populations contiennent des diversités significatives et la sélection artificielle peut agir sur cette diversité au cours du temps pour promouvoir la reproduction de certaines variantes plutôt que d’autres, et ainsi déplacer la norme des caractéristiques d’une population. Et tout comme Darwin dessinait des parallèles entre la sélection naturelle et artificielle, de même nous le pouvons : les preuves que nous avons suggèrent que la sélection naturelle agit essentiellement de la même façon que la sélection artificielle – en favorisant la reproduction de certaines variantes plutôt que d’autres.
Dans le prochain article de cette série, nous examinerons la façon dont la sélection artificielle a formé la création de races de chien spécifiques, et examinerons la façon dont la sélection naturelle a aussi formé le génome du chien pendant le processus de domestication.
Pour en savoir plus :
Lindblad-Toh, K., et al. (2005). Genome sequence, comparative analysis and haplotype structure of the domestic dog. Nature 438; 803 – 818 (link).
Axelsson, E., et al. (2013). The genomic signature of dog domestication reveals adaptation to a starch-rich diet.Nature 495; 360 – 364 (link).
La sélection naturelle et le lignage humain.
Dans l’article précédent, nous avons décrit quelques premières étapes du chemin vers le gène d’amylase humain d’aujourd’hui, et le rôle qu’a joué la sélection naturelle dans le processus. Maintenant que nous avons posé le cadre, nous pouvons continuer l’histoire (article original ici) ; et nous le verrons, le chemin qui mène jusqu’à aujourd’hui est long et sinueux.
Rappelons les premières étapes de l’évolution dans ce processus :
(a)le gène d’amylase pancréatique humain a été dupliqué et
(b)l’activité d’une des copies a ensuite été changée, de sorte qu’il n’était plus produit dans le pancréas, mais dans la salive.
Nous avons de plus noté que cette nouvelle variante (que nous pouvons abréger par « 1 pancréas/1 salivaire ») a été soumise à la sélection et a remplacé la variante de laquelle elle provient, « 2 pancréas/0 salivaire ». A ce point nos ancêtres auraient sécrété l’amylase dans l’intestin grêle par le pancréas, et auraient acquis une nouvelle fonction, la sécrétion d’amylase de la glande parotide dans la salive. Cette amylase salivaire aurait offert un avantage dans un environnement avec un accès à de la nourriture amidonnée, puisque l’amylase peut casser plus d’amidon en glucose avec des enzymes fabriqués dans les 2 lieux qu’avec 2 copies faites dans le pancréas.
Mais ce n’est pas la fin de l’histoire : le cadre était posé pour permettre d’autres étapes de mutation qui seraient aussi sélectionnées.
Les événements qui suivent sont de l’ordre d’une duplication plus directe, similaires aux événements de duplication que nous avons vu précédemment. Cette fois, cependant, la duplication copie les gênes d’amylase plus récents. Cette duplication résulte en une nouvelle variante (1 pancréas/ 2 salivaires) qui est sélectionnée aussi, puisqu’elle présente un avantage sur la variante (1 pancréas/ 1 salivaire) de laquelle elle provient. Plus tard, une autre duplication couvre les deux copies salivaires pour donner une combinaison de copies 1 pancréas/4 salivaires. A ce moment là, nous trouvons cinq copies de gênes distinctes, toutes côte à côte dans le génome, et cette variante remplace aussi la version précédente à cause de la sélection.
La prochaine étape, cependant, opère un retournement. Rappelons qu’à l’origine, c’est l’insertion d’une séquence ADN rétrovirale qui a converti le second gêne d’amylase de l’enzyme du pancréas en une enzyme salivaire . Cette séquence du rétrovirus est copiée avec le reste du gêne lorsqu’il est dupliqué et pour le moment, elle est encore présente dans chaque copie du gêne salivaire. Plus tard, le rétrovirus s’extrait de l’une des quatre copies (en ne laissant qu’une petite « empreinte » derrière lui), et fait revenir la production au pancréas. Cela a pour résultat une nouvelle variante (2 pancréas/3 salivaires). Cette nouvelle variante est aussi soumise à la sélection et remplace la variante (1 pancréas/4 salivaires) dont elle provient, puisque l’enzyme du pancréas doublée offre un avantage à ce moment, même au prix d’un gêne salivaire. La copie salivaire, convertie à nouveau en gêne pancréatique, garde la « cicatrice » d’avoir été un jour un gêne salivaire – avec une histoire « d’aller-retour » à raconter.
Si tout cela vous semble un peu alambiqué, je ne peux pas vous le reprocher ; c’est alambiqué. Mais c’est là l’idée ; voici l’histoire alambiquée qui est écrite dans cette région de nos génomes. Elle démontre que nous avons été modelés par la mutation et la sélection naturelle. Ce sont les mêmes types d’événements mutationnels et de sélection que les scientifiques ont observé en temps réel dans des organismes expérimentaux, et ils démontrent que la mutation par le hasard (encore une fois, hasard au sens biologique du terme, comme nous l’avons dit précédemment) est très capable de produire de nouveaux gênes qui possèdent de nouvelles propriétés, et que la sélection naturelle est capable de déplacer une population vers de nouvelles variantes avantageuses qui surviennent.
Et ça continue, jusqu’à aujourd’hui.
Vous pensez peut-être que l’histoire est terminée, que tous les humains possèdent maintenant la version « 2 pancréas/ 3 salivaires » du groupe de gênes d’amylase. En fait, et c’est ce qui est intéressant, ce n’est pas le cas. Certains êtres humains possèdent encore plus de copies des gênes d’amylase salivaires – on a identifié des individus qui possèdent jusqu’à 10 copies salivaires qui se tiennent côté à côté. A l’autre extrémité de l’échelle, certains humains ont moins de la version « normale » possédant 3 copies, ils n’en possèdent peut-être que deux voire une seule. Ces variantes sont survenues comme des suppressions de la version « normale » 2 pancréas/ 3 salivaires. En d’autres termes, les gênes d’amylase salivaires chez les humains sont très variables ; en tant que population, nous ne sommes pas uniformes. Certains d’entre nous ont plus d’amylase dans notre salive que d’autres.
La variation, bien sûr, n’est qu’une partie de la recette pour le changement évolutif. Afin de déplacer la moyenne des caractéristiques d’une population à travers le temps, la sélection naturelle a besoin d’agir sur cette variation. Pour tester l’hypothèse selon laquelle la sélection naturelle agit sur la variation du nombre de copies de l’amylase salivaire, des chercheurs ont étudié des populations humaines ayant un régime riche en amidon pour déterminer si elles avaient une moyenne différente du nombre de copies que les populations humaines ayant un régime pauvre en amidon.
Les résultats sont saisissants et soutiennent l’hypothèse selon laquelle la sélection naturelle agit sur la variation du nombre de copies chez les humains modernes. Chez des populations qui, historiquement, ont un régime riche en amidon, la moyenne du nombre de copies d’amylase salivaire est significativement plus élevée que pour des populations qui, historiquement, ont un régime pauvre en amidon. Une analyse moléculaire détaillée de la région du génome qui contient le groupe de gênes d’amylase dans des populations ayant un régime riche en amidon a aussi montré des signes de sélection, en ce qu’elles avaient grandement réduit la variabilité (ce qu’on attendrait de la sélection si elle agissait). Cette variabilité réduite n’a pas été vue chez ces mêmes populations pour d’autres régions de génomes contenant des nombres de copies variables. Pris ensemble, ces résultats soutiennent l’hypothèse selon laquelle la sélection naturelle agit sur la région du groupe de gênes d’amylase dans les populations humaines. Ainsi, il semble que cette histoire se développe encore, et que nous pouvons avoir un aperçu de ce processus actuellement, dans notre histoire.
Le cercle complété : de l’homme au chien.
Il reste encore deux leçons que nous pouvons tirer de cet exemple, et qui nous demandent de réfléchir au processus similaire qui a eu lieu lors de la domestication du chien. Chez les chiens, il existe de nombreuses copies des gênes d’amylase pancréatique, et le nombre de copies qu’ont les chiens varie encore actuellement. Ces événements de duplication dans la lignage du chien doivent leur avantage sélectif aux événements de duplication d’amylase antérieurs dans le lignage humain. Ces duplications humaines ont participé à l’amélioration de notre succès reproductif alors que nous nous déplacions vers un régime plus amidonné. Alors que les humains opéraient ce déplacement, les populations de chien associées avec les humains ont expérimenté un déplacement similaire dans l’environnement ; eux aussi avaient accès à de plus grandes quantités d’amidon.
Cet environnement altéré a donné un avantage sélectif à des variantes dans les populations canines qui, de même que leurs compagnons humains, pouvaient bénéficier d’une consommation augmentée en amidon. Le déplacement de la première espèce (les humains) a un lien direct avec le déplacement d’une seconde espèce (le chien). C’est un exemple de ce qu’on appelle co-évolution ; elle a lieu quand, de deux espèces au contact proche, l’une agit sur les caractéristiques de l’environnement de l’autre espèce, et les changements sélectifs d’une espèce déplacent ce qui est avantageux pour une autre espèce. Cette histoire de l’amylase de l’humain et du chien est aussi un exemple de l’évolution qui se « répète » dans deux lignages importants ; en l’occurrence, des événements de duplication de gênes similaires qui ont augmenté la quantité d’amylases pancréatiques de façon indépendante chez les chiens et chez les humains. Le terme technique qui désigne cette réalité est l’évolution convergente ; des chemins évolutifs qui arrivent indépendamment à la même « solution » dans deux lignages.
Si nous regarderons plus en détail la co-évolution et l’évolution convergente dans de prochains billets, il vaut la peine de noter ces caractéristiques dès à présent, pendant que l’exemple est encore frais. Le message à retenir ici est simple : l’évolution n’est pas seulement un processus basé sur la chance, mais aussi un processus qui se répète, au moins jusqu’à un certain degré. Cette possibilité de se répéter est en partie fondée sur des organismes qui rencontrent des environnements similaires, et sur ces environnements qui sélectionnent des résultats similaires dans les deux espèces. Dans le cas d’espèces au contact proche, un déplacement d’une espèce peut ouvrir une nouvelle opportunité pour la seconde espèce.
Dans le prochain billet de cette série, nous examinerons plus en détail la façon dont la variation génétique survient dans les populations, et la façon dont la sélection peut ou ne peut pas agir dessus.
Article original disponible ici
Pour en savoir plus
Samuelson, L.C. et al., (1996). Amylase gene structures in primates: retroposon insertions and promoter evolution. Molecular Biology and Evolution 13; 767-779. (source)
Meisler, M.H. and Ting, C.N. (1993). The remarkable evolutionary history of the human amylase genes. Crit Rev Oral Biol Med 4; 503-509. (source)
Perry, G.H. et al., (2007). Diet and the evolution of human amylase gene copy number variation. Nature Genetics 39; 1256 – 1260. (source)
Introduction (Pascal Touzet)
Aujourd’hui, Dennis Venema (article original ici) utilise l’exemple du génome du chien et de l’Homme pour expliquer les mécanismes clés de l’évolution que sont la mutation, qui génère de la variation aléatoire (vis-à-vis d’une possible adaptation à l’environnement) et la sélection naturelle qui favorise certains variants au dépens d’autres. La domestication du chien, s’est accompagnée d’une adaptation à un régime alimentaire riche en amidon. Une variation aléatoire consistant en la duplication d’un gène codant pou une enzyme capable de casser l’amidon en molécule de glucose assimilable, a permis aux individus portant cette variation de produire plus de cette enzyme et donc de mieux assimilées cette source carbonée. Une histoire similaire s’est produire dans la lignée des primates avec dans un deuxième temps la captation d’un virus qui a amené à la spécialisation des deux copies dans le génome des humains. Une histoire bien belle et complexe que celle du vivant !
Bonne lecture !
Comment ça marche, la sélection naturelle ?
Lors des deux derniers billets de cette série, nous avons examiné la manière dont la sélection artificielle et naturelle avait modelé le génome du chien à travers le temps. L’un des exemples que nous avons discuté était la duplication du gène de l’amylase chez les chiens. Rappelons que l’amylase est une enzyme (protéine particulière) produite dans le pancréas qui permet de casser l’amidon. La duplication augmente la quantité d’amylase sécrétée dans le système digestif du chien et a donc permis aux chiens possédant la duplication de mieux exploiter le régime fort en amidon qu’ils recevaient des hommes. Puisqu’elle permettait un bénéfice nutritionnel aux chiens qui le portaient, ils se reproduisaient un peu plus que les chiens n’en possédant pas.
L’événement originel de la duplication aurait été une erreur lors de la reproduction des chromosomes chez un chien. A travers beaucoup de générations, la variante du « gène d’amylase dupliqué » serait devenue de plus en plus commune dans la population, puisque des chiens la possédant auraient laissé plus de chiots en moyenne que ceux ne la possédant pas. Plus tard, des duplications se seraient ajoutées à la duplication originale, donnant à certains chiens une quantité encore plus importante d’amylase. Finalement, la variante originale non dupliquée aurait disparu de la population du chien dans son ensemble, bien qu’elle eût persisté chez les loups. Notez bien qu’il y a une probabilité raisonnable qu’une duplication similaire ait eu lieu chez le loup à un certain moment, mais elle n’aurait pas été sélectionnée, puisque les loups n’auraient reçu aucun bénéfice d’une meilleure performance dans la digestion de l’amidon. Une telle duplication, si elle a eu lieu, aurait été perdue par la population du loup.
Pour résumer, le processus dans son ensemble a quelques étapes qui peuvent être généralisées :
La mutation par le hasard :
le terme de hasard peut être un mot lourd théologiquement, mais en vue de notre objectif, nous utiliserons une définition biologique : l’évènement de mutation (la duplication) était « hasardeux quant à la santé, la performance… » Cela signifie que l’événement de mutation n’était pas connecté avec ni ne prévoyait le bénéfice qu’il permettrait. C’était juste l’une des nombreuses mutations qui avaient lieu chez les chiens ancestraux. Nous le savons parce que la mutation a été transmise aux chiens d’aujourd’hui (étant donné son avantage sélectif). J’ai souvent rencontré l’idée fausse parmi les non-biologistes que les mutations étaient toujours nuisibles, ou alors retiraient toujours des fonctions et des informations. Comme cet exemple l’illustre, les mutations peuvent être avantageuses dans beaucoup de cas, ajouter des copies de gènes, de nouvelles fonctions et de l’information à l’organisme aussi. Dans un prochain billet de cette série, nous explorerons un large éventail de mutations différentes et examinerons comment elles peuvent ajouter ou retirer des fonctions – mais pour notre objectif présent, il est suffisant de dire que toutes les mutations ne sont pas nuisibles et que certaines sont clairement avantageuses.
La sélection naturelle :
Une fois que la nouvelle variante dupliquée est survenue, elle a permis un avantage reproductif par comparaison à la version non dupliquée. A chaque fois qu’une variante se reproduit plus rapidement qu’une autre, il s’agit de la sélection naturelle. La variante dupliquée est devenue de plus en plus commune dans la population (puisque les chiens la possédant se reproduisaient en moyenne plus souvent que ceux ne la possédant pas). Souvent, la sélection naturelle est vue comme un massacre soudain et dramatique des « non-adaptés » où ne survivraient que les nouveaux individus, « très évolués ». Ceci est une compréhension populaire mais elle est inexacte : la sélection naturelle peut être aussi simple qu’une petite augmentation du taux de reproduction à travers de nombreuses générations. Dans ce cas, les chiens sans les gènes d’amylase dupliqués continuaient à se reproduire, mais juste un peu moins souvent que les chiens possédant cette duplication.
Changement dans les caractéristiques moyennes de la population à travers le temps :
Au début du processus, seul un chien avait une capacité augmentée de produire de l’amylase. A la fin du processus, bien des générations plus tard, tous les chiens avaient cette capacité, parce qu’ils avaient tous hérité de cette version dupliquée (c’est-à-dire qu’elle avait remplacé la variante non-dupliquée dans la population). A travers le temps, la capacité moyenne de la population de digérer l’amidon a augmenté. Encore une fois, une fausse idée de l’évolution est de la considérer comme un processus dramatique et soudain, avec des progénitures qui diffèrent beaucoup de leurs parents. Ce n’est pas le cas : l’évolution est un processus graduel, avec des caractéristiques moyennes se déplaçant lentement à travers le temps à l’intérieur d’une population qui se développe.
En résumé, les mutations introduisent des variations ; toutes les variantes ne se reproduisent pas à la même fréquence dans un environnement donné (c’est-à-dire que l’environnement agit comme un filtre sélectif). A travers de nombreuses générations, ces effets peuvent déplacer les caractéristiques moyennes d’une population.
sélection naturelle
La sélection naturelle a-t-elle formé le génome humain ?
Parfois certains étudiants ayant appris ce qu’était la sélection naturelle dans d’autres organismes se braquent à l’idée que ce processus ait eu lieu dans nos propres origines. Malgré cette hésitation, il y a beaucoup de preuves qui permettent d’avancer que notre propre lignage a été sujet à la sélection naturelle à travers la longue histoire qui a conduit à notre espèce. Un exemple de cette preuve vient de l’histoire de nos propres gènes d’amylase. Cette histoire partage des similitudes avec ce que nous avons vu concernant le lignage des chiens, mais elle possède aussi des différences intéressantes.
Contrairement aux chiens, les humains ont deux types distincts de gènes d’amylase. Les deux types ont la même fonction enzymatique (casser l’amidon), mais ils sont produits dans différents lieux du corps. L’un des types est produit dans le pancréas, exactement comme l’enzyme équivalente des chiens. Mais contrairement aux chiens, les humains ont de l’amylase dans leur salive aussi. Cette amylase « salivaire » travaille assez rapidement pour que nous percevions les aliments amidonnés comme sucrés lorsque nous les mâchons –l’amylase travaille sur l’amidon, la casse en glucose assez rapidement pour que nous le goûtions. Des études ont aussi montré que l’amylase salivaire continue à briser l’amidon jusqu’à l’estomac et nos intestins – augmentant ainsi la quantité de glucose que nous pouvons extraire d’aliments riches en amidon.
Comme on s’y attend, les gènes d’amylase humains pancréatique et salivaire se situent côte à côte dans nos génomes, et montrent par des signes clairs qu’ils sont des duplications l’un de l’autre. Tous les mammifères ont des gènes d’amylase pancréatiques, et le premier événement de duplication a produit une seconde copie, exactement comme nous l’avons vu pour les chiens. Ce doublement de l’amylase pancréatique aurait probablement été un avantage et aurait été naturellement sélectionné comme ce qui a eu lieu pour les chiens. Le fait que les humains et d’autres grands singes partagent le même événement de duplication indique que cet événement a eu lieu chez l’ancêtre commun de ces espèces, il y a quelque chose comme 16-20 millions d’années.
Une fois que les deux gènes d’amylase pancréatiques ont été présents dans notre lignage ancestral, un deuxième événement a eu lieu qui a altéré l’une des copies : un rétrovirus endogène inséré dans le génome à côté de l’une des copies. (Un rétrovirus est un virus qui insère son propre génome dans le génome de son hôte et fait ainsi partie de son cycle d’infection. Un rétrovirus endogène (ou endovirus) s’insère dans le génome de cellules reproductrices, comme l’ovule ou le sperme – et une fois inséré, il peut persister à un endroit spécifique dans le génome hôte et être transmis ensuite de génération en génération.) Cet événement d’insertion du rétrovirus a altéré la séquence d’ADN qui contrôlait le moment et le lieu où l’amylase était faite – et au lieu d’être fabriquée dans le pancréas, la copie altérée a commencé à la fabriquer dans les glandes salivaires[ii]. A travers le temps, cette nouvelle combinaison (une copie pancréatique et une copie salivaire) est passée par la sélection naturelle et a remplacé la version précédente qui lui a donné naissance (deux copies pancréatiques).
Pour résumer.
L’histoire du gène d’amylase humain rassemblée jusqu’ici indique par des signes clairs des mutations répétées (comme des duplications) couplées avec la sélection naturelle pour produire les gènes que nous voyons chez les humains aujourd’hui. Bien entendu, si les humains avaient été directement créés sans un ancêtre commun, il n’y aurait aucun besoin de créer ces gènes directement puis de leur implanter des indices d’une histoire alambiquée – pourtant ce que nous voyons, encore et encore, est la preuve de la mutation et de la sélection naturelle. Il semble que Dieu se réjouît de créer cet aspect de notre biologie lentement, à travers ce que nous percevons comme un processus « naturel » — mais bien entendu, ce que nous percevons comme « naturel » n’est rien d’autre que le travail constant de la providence ordonnée et soutenue de Dieu, travail accessible à l’enquête scientifique. En devenant humains, déplaçant notre régime alimentaire par l’agriculture vers une alimentation amidonnée, ce mécanisme donné par Dieu nous a autorisés à profiter du changement de notre environnement.
Demain, nous continuerons cette histoire et l’utiliserons pour discuter des preuves d’une sélection naturelle toujours à l’œuvre dans les populations humaines.
Le format de cet article ne nous permet pas d’avoir une discussion détaillée des caractéristiques des nombreuses copies des gènes d’amylase qui révèlent l’histoire de leur duplication et/ou de leur mutation. Les lecteurs intéressés par les détails peuvent lire les articles publiés suivants :
Samuelson, L.C. et al., (1996). Amylase gene structures in primates: retroposon insertions and promoter evolution. Molecular Biology and Evolution 13; 767-779. (link)
Meisler, M.H. and Ting, C.N. (1993). The remarkable evolutionary history of the human amylase genes. Crit Rev Oral Biol Med 4; 503-509. (link)
[ii] Pour les lecteurs qui suivent la littérature du Dessein Intelligent (ID) de près, la production de la séquence promotrice salivaire est ce que Michael Behe, partisan de l’ID, décrit comme une mutation de « gain d’élément codé fonctionnel » (FCT). La séquence promotrice est partiellement dérivée de la séquence du rétrovirus et de celle de l’ADN qui se situe à côté du lieu de l’insertion du rétrovirus. En tant que tel, ni le virus ni l’ADN hôte ne contiennent ce FCT qui se produit dans la glande salivaire. Leurs séquences combinées créent le FCT et ce FCT est perdu quand le virus se retire d’une des copies, la faisant revenir à une production pancréatique. Les lecteurs peuvent se rappeler que j’ai critiqué les arguments de Behe basés sur les FCT dans un article précédent.
Les bases de la variation héréditaire, deuxième partie
La dernière fois, nous vu la façon dont la réplication de l’ADN est facilitée par sa structure, puisque la moitié de la double hélice de l’ADN peut servir de modèle pour faire la deuxième moitié. Nous avons aussi vu la façon dont l’ADN, bien que très approprié pour son rôle héréditaire, n’est pas du tout approprié pour des fonctions cellulaires ; ce sont les protéines qui jouent ce rôle là. Une fois ces détails mis en place, nous sommes prêts à voir la façon dont l’information héréditaire de l’ADN est convertie en cette diversité fonctionnelle que nous voyons dans les protéines – et le rôle que joue la variation dans ce processus. La première étape de cette discussion nous conduit à considérer le fonctionnement des chromosomes et des gènes.
Génétique moléculaire 102 : les chromosomes et les gènes
Les êtres humains ont 46 chromosomes par cellule, et ils viennent par paire. Nous recevons un chromosome de chaque paire, c’est-à-dire 23 chromosomes de chaque parent : un ovule contient 22 chromosomes non sexués et un chromosome X, et le spermatozoïde contient 22 chromosomes non sexués et un chromosome X ou Y. Chaque chromosome est une longue et double hélice d’ADN, avec des millions de paires de bases d’ADN. Nos chromosomes les plus grands ont environ 250 millions de paires de bases, et les plus petits environ 50 millions. Dans son ensemble, le génome humain possède environ 3 milliards de paires de bases d’ADN dans chaque ensemble de 23 chromosomes ce qui fait un total de 6 milliards lorsqu’on compte les deux ensembles.
Les gènes sont distribués sur ces 23 paires de chromosomes, c’est-à-dire les unités de fonction biologiques encodés à l’intérieur de notre ADN. Ce qui constitue exactement un gène, comme tout bon concept de biologie, est « confus », mais ici il suffira de définir le gène comme une séquence de paires de bases d’ADN des chromosomes qui a l’habitude de fabriquer un produit fonctionnel qui n’est pas de l’ADN. Les êtres humains ont environ 20 000 gènes et ceux-ci peuvent être assez étendus sur les chromosomes, avec beaucoup d’ADN qui ne contient pas de gènes. Si nous représentons un chromosome par une ligne solide et noire (comme c’est souvent le cas dans beaucoup de manuels de génétique), nous pouvons nous approcher pour voir les caractéristiques d’un des nombreux gènes. En l’occurrence, voici un gène qui code pour une protéine :
bases hérédité 2
(Note: le “point” sur la ligne qui représente le chromosome s’appelle le centromère, une séquence d’ADN à laquelle s’accrochent les éléments cellulaires afin de retenir les chromosomes pendant la division des cellules).
Tout d’abord, nous pouvons voir que les parties du gène qui sont utilisées pour spécifier la séquence d’acide aminé de la protéine (les boîtes bleues) ne sont qu’une partie d’un tout. D’autres séquences (comme celles représentées par les lignes bleu clair et les boîtes rouges) sont des séquences qui dirigent certains types de cellule pour fabriquer cette protéine et pour déterminer la quantité qu’il faut fabriquer. Toutes les séquences représentées par des boîtes sont transformées en ce qu’on appelle un « ARN messager » ou « ARNm » (sorte de version de l’ADN à un seul brin) : il est aussi long que la séquence du gène et souvent joint de séquences qui sont disséminées dans les sections qui codent la structure de la protéine (appelés introns, ils sont dans la figure ci-dessus). Cette « copie de travail » de l’ARNm du gène est ensuite utilisée pour diriger la synthèse de la protéine par un processus qu’on appelle la traduction.
Si tout ceci semble complexe, ne vous inquiétez pas ; pour ce que nous cherchons à dire, il est suffisant de reconnaître que les gènes
(a) sont une petite section d’une molécule d’ADN plus longue,
(b) qu’ils ont certaines séquences qui déterminent la séquence de la protéine qu’ils encodent (c’est-à-dire l’ordre de ses acides aminés) et
(c) que d’autres séquences de régulation ne font pas partie du code de la protéine en tant que telle, mais fonctionnent comme des signaux qui informent les cellules du moment et de la quantité de fabrication des protéines, ou « exprimées ».
Arrive la variation
Avec ces détails à l’esprit, considérez la façon dont la variation peut affecter la structure du chromosome au niveau de l’ADN. Nous l’avons vu la dernière fois, lorsque des chromosomes sont copiés, des erreurs de copies d’ADN peuvent avoir lieu. Sans surprise, beaucoup de types d’événements de mutation peuvent aussi avoir un impact sur la fonction des gènes, et même sur les caractéristiques de l’organisme :
Les mutations d’une seule paire de bases :
Des acides nucléiques formant une paire inappropriée peuvent amener à des copies de chromosome qui diffèrent de l’original par une seule paire de bases (comme nous l’avons vu la dernière fois). Ce qu’on appelle les « mutations ponctuelles » peuvent arriver à l’intérieur de gènes (dans l’ADN de régulation ou dans l’ADN qui code la protéine) ou dans les séquences entre les gènes. Les mutations d’une seule paire de bases dans l’ADN qui code pour la protéine peuvent n’avoir aucun effet sur la protéine (puisqu’il y a souvent des séquences d’ADN différentes qui produisent la même séquence d’acides aminés, caractéristique qu’on appelle la « redondance » du code génétique). D’autres changements peuvent altérer la séquence d’acides aminés en substituant un acide aminé en un autre, mais n’ont toujours aucun effet sur la fonction de la protéine (puisque beaucoup de fonctions des protéines peuvent être réalisées par des séquences d’acides aminés à peine différentes). D’autres changements peuvent réduire ou même rendre la protéine non fonctionnelle. D’autres changements encore peuvent améliorer la fonction de la protéine – lui donner une meilleure activité enzymatique, par exemple.
Des changements dans l’ADN de régulation sont aussi possibles, et les effets de ces changements peuvent aussi être neutres, désavantageux ou avantageux. Ce qui est intéressant avec l’ADN de régulation, c’est que de petits changements peuvent avoir des effets conséquents sur l’endroit et la façon dont la protéine est fabriquée – et les changements qui altèrent les gènes clé qui fonctionnent tôt dans le développement peuvent avoir des effets en aval qui affectent l’organisme dans son ensemble. Nous examinerons cela en détail dans des billets futurs de cette série.
Evénements de délétion :
Parfois, des parties d’ADN peuvent être perdues lors de la réplication du chromosome parce qu’elles sont cassées puis jointes à nouveau. Parfois, les délétions n’affectent que quelques paires de bases, mais dans d’autres cas elles peuvent couvrir des milliers de paires de bases. Des parties de gènes ou même des gènes entiers peuvent être perdus, alors les gènes situés à côté de la délétion se rapprochent. Comme nous l’avons vu pour la mutation ponctuelle, les délétions peuvent n’avoir aucun effet, un effet désavantageux ou même un effet avantageux, selon l’événement spécifique. Par exemple, parfois les délétions extraient des séquences de régulation qui empêchent l’expression de gènes dans certaines cellules. Extraire cette séquence permet au gène de s’exprimer là où il ne pouvait pas s’exprimer auparavant – ce qui encore une fois peut être neutre, désavantageux ou avantageux, selon les circonstances.
Evénements de duplication
A l’opposé de la délétion, on appelle duplication un événement dans lequel une portion d’une séquence de chromosome est doublée. De même que pour les délétions, les duplications peuvent être petites ou longues de milliers de paires de base, recouvrant de nombreux gènes – et de même être neutres, désavantageuses ou avantageuses. Un mécanisme commun qui produit les duplications et les délétions arrive simultanément pendant la formation des cellules qui donnent des ovules ou des spermatozoïdes. Peut-être vous souvenez-vous que « l’enjambement » est le terme utilisé pour décrire les chromosomes qui se brisent puis se recombinent pour mélanger et associer les séquences entre les paires de chromosomes pendant les divisions de cellules qui amènent aux gamètes (c’est-à-dire la « méiose »). Normalement, les chromosomes s’associent pour cet échange en alignant leurs séquences (presque identiques), puis se brisent et se recombinent :
bases héréditaire 2 2
Il peut arriver à basse fréquence, que les paires de chromosomes n’alignent pas leurs séquences correctement. Cet alignement est basé sur les mêmes séquences de chaque chromosome qui s’associe à un autre. Des erreurs peuvent arriver à cause de séquences répétitives entre les gènes, des séquences qui « piègent » les chromosomes en leur faisant penser qu’ils ont trouvé la séquence d’alignement correcte, alors qu’en fait il y a deux boucles de séquences qui ne sont pas associées, une sur chaque chromosome. Si un enjambement arrive entre ces deux boucles, il en résulte un chromosome avec une duplication et un autre avec une délétion :
3
Bien entendu, cette liste des types de mutation n’est pas exhaustive (par exemple, nous avons vu comment des éléments d’ADN autonomes et parasites appelés transposons peuvent insérer dans les chromosomes des fonctions perturbantes ou contribuer à de nouvelles fonctions).
En résumé : constance et changement
Dans l’ensemble, ces mécanismes introduisent la variation dans les populations, et puisque cette variation se situe dans l’ADN, elle est héréditaire. La variation au niveau des chromosomes peut influencer la fonction des gènes et finalement avoir lieu au niveau de l’organisme. La sélection naturelle peut agir sur les changements au niveau de l’ADN qui causent des variations significatives au niveau de l’organisme – et nous avons aussi déjà vu certains exemples de mutations sélectionnées, comme la duplication de gènes d’amylase chez les humains ou chez les chiens. D’autres mutations, bien entendu, peuvent être extraites des populations à travers le temps. Les propriétés de l’ADN en tant qu’agent de constance et de changement héréditaire signifient que génétiquement, les populations ne sont pas entièrement stables : elles peuvent changer à travers le temps, bien que les caractéristiques de l’ADN qui font de lui un transmetteur d’information particulièrement précis conduisent à ce que ces changements sont subtils à l’échelle de l’organisme.
Comme nous le verrons dans le prochain billet de cette série, cette instabilité génétique peut donner à des populations de la même espèce qui ont été séparées des trajectoires différentes, et permettre à des différences de se creuser pour mener à la formation de nouvelles espèces.
Les bases de la variation héréditaire, première partie
Comment les organismes se reproduisent-ils « selon leur espèce » (pour emprunter le langage de la Genèse) ? Cette question existe depuis bien longtemps en biologie. Une question proche naît de l’observation selon laquelle à l’intérieur d’une « espèce », tous les individus ne sont pas les mêmes – la variation existe au sein même de populations de la même espèce. Pendant de nombreuses années, le mécanisme qui pouvait expliquer la constance observée des espèces (la reproduction fidèle de la forme d’un organisme) et la variation observée (tous les membres d’une espèce ne sont pas identiques), sont restées mystérieuses. Afin d’éclairer ces problèmes importants pour la biologie évolutive, nous devons prendre le temps d’explorer les composantes du fonctionnement de deux molécules biologiques importantes, et de leur rapport l’un à l’autre : l’acide désoxyribonucléique (ADN) et la protéine.
(Article original ici)
Génétique moléculaire 101 : les protéines et l’ADN
Vous serez peut-être surpris d’apprendre que les premiers travaux qui ont exploré la base moléculaire de la génétique ont favorisé les protéines en tant que molécules héréditaires au lieu de l’ADN. On supposait que ce qui agissait en tant que molécule héréditaire serait large et complexe, et les protéines répondaient aux deux caractéristiques. Une protéine peut être très longue, puisqu’elle est un polymère composé de plus petits éléments(les monomères) : les acides aminés. Nous pouvons utiliser des briques de Lego pour illustrer cela. Une brique de Lego représente un acide aminé, et les briques fixées ensemble représentent une protéine. Comme les Lego de notre analogie, les acides aminés ont des caractéristiques communes qui leur permettent de se fixer ensemble en une longue chaîne. Ils ont aussi des différences significatives, analogues aux différentes couleurs dans le diagramme; certains acides aminés sont hydrophobes (c’est-à-dire qu’ils sont repoussés par l’eau) et d’autres hydrophiles (c’est-à-dire attirés par l’eau). Certains sont gros et volumineux, d’autres sont petits par comparaison, et ainsi de suite. Contrairement aux briques rigides de notre analogie, les protéines sont merveilleusement flexibles, et se plient en forme tridimensionnelle, déterminée par les propriétés des acides aminés.
monomers_1
Il existe 20 acides aminés différents qui sont utilisés pour faire des protéines, et ils peuvent être combinés dans n’importe quelle ordre afin de produire une protéine avec des propriétés spécifiques – des propriétés qui naissent de la combinaison et de l’ordre spécifique des acides aminés, et de la forme finale qu’ils donnent à la protéine. Cette diversité des acides aminés signifie qu’il y a beaucoup, beaucoup de séquences de protéines possibles (et donc de formes et de fonctions possibles) – même un polymère composé de seulement deux monomères en longueur a 400 séquences possibles (c’est-à-dire 20², ou 20×20), et les protéines peuvent être longues de milliers d’acides aminés. C’est cette possibilité d’une complexité à grande échelle qui a suggéré que les protéines avaient peut-être assez de « capacité de stockage » pour porter l’information héréditaire et la transmettre à la génération suivante.
A la fin des années 1920, cependant, la recherche a commencé à s’éloigner des protéines pour se diriger vers l’ADN, comme molécule héréditaire. L’ADN, comme les protéines, est un polymère formé d’un ensemble de monomères (en l’occurrence, d’acides nucléiques). Au contraire des 20 monomères trouvés dans les protéines, l’ADN n’a que quatre monomères (les nucléotides) : des éléments qui sont abrégés A, C, G, et T. C’est pour cette raison que les chercheurs étaient initialement sceptiques qu’un polymère si « simple » puisse agir comme la source de l’information héréditaire.
Malgré ce scepticisme, des éléments en faveur de l’idée que l’ADN était en fait le support physique de l’information héréditaire ont continué à s’ajouter. Une fois qu’ils ont convaincu la majorité des scientifiques, il s’agissait de comprendre exactement comment l’ADN accomplissait cette remarquable tâche. Bientôt, il devint clair que comprendre la structure de l’ADN était crucial pour comprendre sa fonction, et plusieurs groupes de recherche sont entrés en compétition pour être les premiers à la déchiffrer. La détermination de la structure de l’ADN a en effet éclairé sa fonction. Bien qu’elle n’ait que quatre nucléotides, la structure de l’ADN a révélé la façon dont elle pouvait facilement se répliquer et transmettre de l’information : l’ADN n’est pas seulement un long polymère, c’est aussi un polymère qui peut spécifier sa propre réplication à travers des interactions entre ses nucléotides. Peut-être qu’une image rendrait l’explication plus claire. Imaginez que les briques ont maintenant des « partenaires » par lesquels elles sont attirées. Nous représenterons cette attraction, qui est un type de liaison chimique qu’on appelle la liaison hydrogène, avec un point noir. Les macromolécules « A » et « T » sont attirées par deux liaisons d’hydrogène, et les macromolécules « C » et « G » le sont par trois liaisons :
monomers_2
Les paires d’attraction entre les macromolécules sont importantes : elles autorisent un polymère d’ADN à agir comme un modèle pour un second polymère d’ADN complémentaire. Imaginez une séquence d’ADN comme celle qui suit :
monomers_3
Alors que le deuxième polymère d’ADN est fabriqué, des nucléotides sont sélectionnés, une à la fois, pour rejoindre son « partenaire » du premier polymère :
monomers_4
Ces deux polymères sont attachés par l’alignement de nombreuses liaisons hydrogène, et vous les connaissez probablement comme les deux brins de la double hélice de l’ADN :
Si ce modèle plus réaliste de l’ADN montre les détails précis de sa structure moléculaire, les caractéristiques importantes sont résumées par notre simple modèle de Lego. L’ADN est une paire de longs polymères qui peuvent être séparés et utilisés afin de faire de nouvelles copies, fidèles à l’original.
Alors que ces caractéristiques expliquent comment l’ADN est fidèlement copié, rappelez-vous que nous avons aussi besoin d’expliquer la variation. La variation, dans ses termes les plus simples, signifie que le processus de copie est parfois imparfait. Si l’ADN est bien la molécule héréditaire, et si la copie de l’ADN était à 100% exacte, alors la variation ne surviendrait jamais, et tous les petits seraient génétiquement identiques à leurs parents. [p1] La variation peut s’introduire de nombreuses manières pendant le processus de copie de l’ADN, et dans un billet futur, nous examinerons plusieurs d’entre elles. La première manière que nous considérerons ici passe par les « paires inappropriées» de nucléotides faites pendant la réplication. A une certaine fréquence (très basse), des nucléotides inappropriés sont rangées par paire. La flèche dans la figure ci-dessous montre une telle paire inappropriée, là où une macromolécule rouge (G) sur le brin du bas est incorrectement rejointe par une macromolécule jaune (T) quand le brin du haut est fabriqué. Lorsque cette série est répliquée, les brins du haut et du bas sont copiés, mais les partenaires appropriés pour chaque nucléotide sont trouvés cette fois. Il en résulte deux versions : une copie possède la paire originale C :G (sur la gauche), et l’autre possède une nouvelle variante, avec une paire A :T (sur la droite). Ce changement sera fidèlement copié à partir de là, puisque des copies plus récentes ne « savent » pas ce qu’était la séquence originale. Le résultat, c’est une nouvelle variante dans la population.
[p1]La recombinaison n’a pas été décrite. Je n’en parlerais pas ici !
monomers_6
Prises ensemble, les propriétés de l’ADN coïncident avec ce que l’on observe dans la nature : une reproduction fidèle de la forme, mais pas une reproduction parfaite de la forme. La constance et la variation héréditaire des populations biologiques retracent le fonctionnement de l’ADN.
Qu’en est-il des protéines ?
Si les propriétés de l’ADN font d’elle une grande molécule héréditaire (qui autorise pour autant la variation), l’ADN en tant que tel n’est pas capable d’assurer les fonctions quotidiennes dont l’organisme a besoin (fonctions d’enzyme, fonctions structurelles, etc…). Pour ces fonctions, la vaste diversité structurale des protéines est requise. Dans le prochain billet de cette série, nous verrons comment l’information héréditaire de l’ADN est transférée à la structure et fonction de la protéine, et comment la variation dans l’ADN peut causer de la variation à l’échelle de la protéine.
Rappel
Rappelons quelques points exposés dans le dernier billet :
L’apparition de nouveaux allèles est un événement unique qui a lieu dans un individu, mais il peut devenir commun dans une population par des processus variés, y compris par la dérive génétique et la sélection naturelle.
Si de nouveaux allèles deviennent communs dans une population, ils peuvent changer les caractéristiques moyennes de cette population.
Si l’échange d’allèles entre deux populations de la même espèce est bloqué ou réduit, alors les caractéristiques moyennes des deux populations peuvent diverger.
Si le temps est assez long, ces processus peuvent amener à des différences assez significatives pour établir les deux groupes en deux espèces distinctes.
Ces points rappelés, nous pouvons maintenant considérer plus en détail les différentes manières dont un échange génétique entre des populations peut se réduire ou s’éliminer. Commençons par considérer le cas le plus simple : l’isolement géographique totale.
Les barrières géographiques
La séparation géographique de deux populations de la même espèce est une façon rapide et efficace d’arrêter l’échange d’allèles entre elles. Au moment de la séparation, les deux populations sont évidemment pleinement capables de se reproduire biologiquement, mais elles en sont empêchées par une séparation physique. Un exemple d’isolement géographique qui a amené à une spéciation que nous avons déjà vu, c’est celui des espèces variées de pinsons que Darwin a observées sur les îles Galapagos, au large des côtes de l’Amérique du Sud. La population de pinsons d’origine des Galapagos a été fondée par un groupe d’oiseaux qui est arrivé sur les îles du continent de l’Amérique du Sud, probablement à cause d’une tempête. Ces oiseaux, en tant que population, ont été coupés biologiquement de la population source du continent, puisque les Galapagos sont à des centaines de kilomètres au large. Une fois séparés, les deux groupes n’échangeaient plus d’allèles. Malgré leur appartenance à la même espèce, les deux populations sont désormais génétiquement différenciées, les différences de fréquences d’allèles s’étant accrues. Ce sont ces différences qui ont amené à un changement des caractéristiques moyennes de ce groupe à travers le temps, et finalement à la formation d’une nouvelle espèce.
L’effet fondateur
Dans de nombreux cas, ce processus d’accumulation des différences se déclenche dès le point de la séparation, à cause d’un phénomène que l’on appelle « l’effet fondateur ». Une petite population fondatrice est très souvent un échantillon non représentatif de la diversité génétique de la population source. Par exemple, considérons une population hypothétique composée de 36 individus. Chaque individu porte deux allèles d’un gène donné, et il y a quatre allèles différents de ce gène dans la population (représentés par les quatre couleurs) :
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Remarquez que l’allèle jaune est le plus commun, suivi de l’allèle bleu. Les allèles rouge et violet, par comparaison, ne sont pas communs dans cette population. De fait, leur rareté signifie qu’il serait improbable que cette population ait un individu possédant deux allèles rouges à la génération suivante, par exemple. Afin d’avoir un tel individu, deux parents « porteurs » de l’allèle rouge devraient s’accoupler et transmettre l’allèle rouge à leur descendant. Ce n’est pas impossible, mais dans cette population ce serait improbable.
Supposons maintenant que quelques membres de cette population commencent une nouvelle population dans une île isolée. Seuls six individus commencent la nouvelle population, et les allèles qu’ils portent ne représentent par parfaitement les fréquences des allèles de la population source, plus large (des fréquences approximatives sont montrées pour la population source et la nouvelle population « fondatrice) :
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Nous pouvons voir en ce qui concerne les allèles communs, que la fréquence de l’allèle jaune a augmenté, et que celle de l’allèle bleu a baissé. Malgré ces différences, les allèles communs sont raisonnablement similaires en fréquence à ceux de la population source. Les allèles rares, cependant, ont vu leur fréquence changer plus significativement : l’allèle rouge est beaucoup plus commun dans la nouvelle population, tandis que l’allèle violet a complètement disparu.
Ces changements sont certes subtils, et les changements d’un gène ne seraient probablement pas suffisants pour précipiter un événement de spéciation entre les deux populations. Ces types de changements pourraient, cependant, être significatifs à long terme. Considérez l’allèle rouge dans la nouvelle population. Alors que cette population augmente en nombre, il sera bien plus probable que des individus portant deux allèles rouges apparaissent dans cette population que dans la population source. Si cette combinaison génétique a un avantage sélectif, alors la sélection naturelle pourra agir dans la nouvelle population. Cependant, dans la population source, cette combinaison génétique est bien plus improbable, prévenant ainsi la sélection naturelle d’agir sur cette combinaison d’allèles. A travers le temps, l’allèle rouge pourrait dominer la nouvelle population, mais rester rare dans la population source. De plus, il est probable que l’environnement sera différent d’une certaine manière pour ces deux populations, amenant à la sélection de combinaisons génétiques différentes. Ce qui pourrait être une combinaison avantageuse dans le continent peut ne pas l’être autant dans l’environnement insulaire, et vice versa. Une deuxième chose à prendre en compte, c’est que la nouvelle population, comme toute petite population, est bien plus sujette à la dérive génétique que la population source, plus large. La fréquence de l’allèle rouge peut augmenter dans la nouvelle population simplement par chance, et non par l’action de la sélection naturelle.
Pris ensemble, ces mécanismes peuvent mettre les deux populations sur des trajectoires différentes et à travers le temps, amener à des différences significatives entre elles. Si le temps est assez long, les différences peuvent être suffisamment importantes pour garder les populations séparées, même si elles devaient entrer en contact à nouveau. Dans ce cas, la plupart des biologistes classeraient les deux populations en deux espèces distinctes. Si cela est plus facile à faire pour des espèces qui ont été séparées pendant longtemps et ont accumulé des différences significatives (et qui ne se reproduisent plus entre elles, ou seulement rarement), il est notoirement difficile de le faire pour des populations qui se sont séparées récemment, et qui ne sont pas encore complètement isolées du point de vue de la reproduction. En tant que telle, ce qui constitue une « véritable espèce » plutôt qu’une « sous-espèce » ou « variété » est souvent le sujet d’une discussion ou d’un débat entre scientifiques. Et en effet, Darwin y a consacré beaucoup de temps dans ses travaux. Cette ambiguïté survient du mécanisme lent et graduel de divergence des espèces à partir d’une population ancestrale commune.
Pas seulement des différences
Etant donnée ce que nous venons de voir, vous pourriez avoir l’impression que la différence entre les espèces consiste le problème principal. Certainement, les différences sont vitales, puisque finalement ce sera l’accumulation de différences qui amènera à la formation de nouvelles espèces. Il est important de se rappeler, cependant, que pour des espèces proches, ces différences seront petites en nombre par comparaison avec les caractéristiques qui demeurent identiques dans les deux groupes. Au niveau génétique, nous pouvons l’illustrer en considérant un gène pour lequel il n’y a qu’un allèle dans la population source ; peut-être un allèle qui est passé par la sélection naturelle et qui a remplacé les’autres allèles. La nouvelle population n’héritera que de cet allèle, malgré la petite taille de l’échantillon que constitue le groupe, puisqu’il n’y a pas d’autres variantes dans la population. Le résultat est que la population insulaire sera identique à celle du continent dans ce trait, jusqu’à ce qu’un événement mutationnel (dans l’une ou l’autre population) autorise la possibilité d’un changement. Pour la plupart des traits, les mutations ne surviendront pas, puisque le mécanisme de copie de l’ADN est très précis. C’est ce qui gardera la plupart des traits communs aux deux populations. Le schéma attendu pour des espèces qui ont divergé récemment est donc des caractéristiques majoritairement identiques, avec quelques différences. Rappelons que c’est exactement ce schéma dans son contexte biogéographique qui a conduit Darwin à réfléchir à la possibilité de l’instabilité des espèces :
« Le fait le plus étonnant et le plus important pour nous en ce qui concerne les habitants de l’île, c’est leur affinité avec ceux du continent le plus proche, alors qu’ils ne sont pas de la même espèce. De nombreux exemples pourraient être donnés de ce fait. Je n’en donnerai qu’un, celui de l’archipel des Galapagos, situé sous l’Equateur, entre 800 et 1000km des côtes de l’Amérique du Sud. Ici, presque chaque produit de la terre et de l’eau porte l’empreinte évidente du continent américain. Il y a vingt-six espèces d’oiseaux terrestres, et parmi elles vingt-cinq sont recensées par M. Gould comme des espèces distinctes, dont on suppose qu’elles ont été créées ici. Pourtant l’affinité proche de la plupart de ces oiseaux aux espèces américaines dans tous leurs caractères, dans leurs habitudes, leurs comportement, les tons de leur voix, était manifeste. »
Notez que c’est le schéma composé d’ « affinités » évidentes (des caractères distinctifs communs) et de différences subtiles mais significatives que Darwin a observé. Les oiseaux en question étaient des espèces distinctes, mais ils conservaient « l’empreinte évidente » de leur héritage. Ce sont ces observations qui ont conduit Darwin à formuler l’hypothèse selon laquelle ces espèces de pinsons étaient le produit d’un événement de spéciation suite à l’isolement géographique.
Si l’isolement géographique est une situation directe qui peut amener à des barrières génétiques et à la formation de nouvelles espèces, la spéciation peut aussi arriver sans une séparation complète. Dans le prochain billet de cette série, nous examinerons un cas de spéciation qui n’a qu’une barrière géographique (et génétique) partielle ; un cas qui démontrera aussi le caractère flou de ce qui constitue exactement une espèce.
Dans cette nouvelle série de billets, Dennis Venema explique les mécanismes qui sont en jeu dans la formation d’une nouvelle espèce, ce que l’on appelle la spéciation. On est ici au cœur de la théorie de l’évolution biologique, l’origine des espèces pour faire écho au le livre de Charles Darwin. Et comme nous le verrons tout se joue au niveau des populations. Bonne lecture !
- Pascal Touzet
De la variation à la spéciation (1)
Dans le dernier billet de cette série, nous avons examiné la façon dont la variation de l’ADN survient par des événements aléatoires, comme lorsque des paires sont inappropriées, ou lors de duplications ou de délétions. Afin de comprendre la façon dont cette variation peut contribuer à un événement de spéciation, nous verrons la manière dont la variation s’étend dans une population. D’abord, nous avons besoin d’un peu de vocabulaire pour faciliter la discussion ; plus spécifiquement, nous avons besoin d’expliquer la distinction entre le gène et l’allèle.
En tant que généticien, il m’arrive de m’arracher les cheveux lorsque je lis dans des journaux grand public des articles à contenu scientifique. L’une des choses qui m’agacent le plus par exemple, c’est l’utilisation du terme « gène » lorsqu’on dit qu’un individu « a le gène » d’un trait spécifique. Nous avons déjà dit que les gènes sont une section de séquence d’ADN sur un chromosome qui contribue à quelque fonction, habituellement en codant pour une protéine. Ce que nous n’avons pas, cependant, ce sont des gènes identiques – il y a des différences qui surviennent dans les erreurs de copie que nous avons déjà exposées. Ces différences sont appelées des allèles. Un allèle est comme une « version » ou une « saveur » d’un gène. Les événements mutationnels ne créent pas habituellement de nouveaux gènes (bien qu’ils le puissent par la duplication). Habituellement, ce sont de nouveaux allèles qui sont créés. Dans un billet précédent, nous avons utilisé les Lego d’enfants pour illustrer la façon dont une nouvelle variante peut survenir quand deux nucléotides forment par erreur une paire lors de la réplication du chromosome :
spec1
Dans cet exemple, nous avons une séquence qui, par une erreur de copie, devient deux différentes versions de ce qui est (presque) la même séquence. Ces différences sont appelées deux allèles distincts, et s’ils affectent la fonction d’un gène, ils peuvent avoir un effet significatif à l’échelle de tout l’organisme. Lorsque les journalistes parlent du « gène » pour tel ou tel trait, ce qu’ils veulent vraiment dire, c’est l’allèle pour tel ou tel trait, c’est-à-dire la variante spécifique d’un gène responsable d’une condition médicale spécifique, par exemple.
Sélection et dérive
La variation de l’ADN n’est rien d’autre que la production de nouveaux allèles – mais qu’arrive-t-il à ces allèles à travers le temps ? De toute évidence, lorsqu’un nouvel allèle survient, il n’est présent que dans un individu. S’il doit avoir un impact sur la population dans son ensemble, il faut qu’il s’étende à d’autres individus en se transmettant aux descendants. En ce sens, la variation peut entrer dans une population puis devenir plus commune. Il existe beaucoup de facteurs qui peuvent influencer ce processus. Si la taille de la population est petite, alors seule la chance peut augmenter (ou diminuer) la fréquence d’un allèle dans une population ; un effet que l’on nomme la « dérive génétique ». Puisque la dérive peut jouer un rôle majeur dans la façon dont les fréquences d’un allèle changent dans une population, il vaut la peine de prendre le temps de l’examiner en détail.
La dérive est essentiellement un événement d’échantillonnage non représentatif. Considérez une petite population d’organismes qui se reproduisent sexuellement, représentés par les rectangles, chacun contenant deux allèles (les carrés, les différences entre les allèles sont représentées par les couleurs). Chaque « reproduction » a une chance sur deux de transmettre l’un ou l’autre allèle à la prochaine génération. (Note : chaque événement de « transmission » est indépendant ; par exemple, il n’y a pas de mécanisme qui garantit qu’un individu transmette ses deux allèles s’il se reproduit deux fois.) En ce qui concerne la paire de gauche, un parent a deux allèles jaunes et l’autre un allèle bleu et un allèle jaune. Lorsqu’ils se reproduisent, par chance, le parent possédant les deux allèles ne transmet que le jaune aux deux descendants. Pour ce qui est de la paire de droite, le parent possédant les deux allèles transmet aussi l’allèle jaune les deux fois, et son allèle bleu pas du tout. Ces événements aléatoires font dériver significativement la fréquence des deux allèles au d’une génération à l’autre :
spec2
Imaginez maintenant que les descendants se reproduisent aussi et que cette fois encore, nous avons par chance un échantillon légèrement non-représentatif pour former la prochaine génération :
spec3
L’idée est que cette petite population est sujette à de larges fluctuations dans les fréquences des allèles bleus ou jaunes parce qu’elle est petite. Cette petite taille signifie que les événements aléatoires au sein d’une paire se reproduisant ont un large impact sur la population dans son ensemble. Lors de la prochaine génération, par exemple, l’allèle bleu pourrait être complètement perdu ; et une fois qu’il a disparu, il sera absent jusqu’à ce qu’il survienne à nouveau par un nouvel événement mutationnel, ou jusqu’à ce qu’il s’introduise dans la population par un individu immigrant d’une population dans laquelle il est toujours présent.
La situation est assez différente pour des populations plus grandes. Imaginez une population de 1000 individus, avec un total de 500 allèles jaunes et de 500 allèles bleus, distribués au hasard dans les individus. Lorsque cette population se reproduit, le rapport d’une chance sur deux ne variera jamais beaucoup d’une génération à l’autre. Dans cette population nombreuse, les événements aléatoires à l’intérieur d’une paire reproductrice sont une petite proportion de la population dans son ensemble, et en moyenne, la population reflètera la probabilité d’une chance sur deux pour n’importe quel allèle transmis.
Alors comment les fréquences de l’allèle peuvent-elles changer dans des populations de grande taille, alors que la dérve génétique est impuissante ? Nous avons déjà examiné un mécanisme qui peut l’accomplir : la sélection naturelle. La sélection naturelle est simplement l’effet de la reproduction plus fréquente des individus qui possèdent un certain allèle que de ceux qui ne le possèdent pas. Avec le temps, les allèles sélectionnés vont donc augmenter en fréquence dans la population. Par exemple pour les chiens, au début du processus de domestication, la duplication des gènes d’amylase est arrivée par un seul événement mutationnel aléatoire. Les chiens qui portaient l’allèle dupliqué de l’amylase se reproduisaient à une fréquence un peu plus élevée que ceux qui ne le portaient pas, puisque la duplication de l’allèle permettait aux chiens de consommer la nourriture qu’ils recevaient de leur nouvel environnement (c’est-à-dire des humains). Avec le temps, l’allèle dupliqué est devenu si fréquent dans la population canine que l’allèle ancestral et non dupliqué a été perdu. Le nouvel allèle était « fixé » dans la population : il avait une fréquence de 100%.
Pour résumer, dans une petite population, la dérive peut avoir un large impact sur les fréquences des allèles d’une génération à l’autre. Dans des populations plus nombreuses, la sélection naturelle prédomine, et la dérive a peu d’impact. Ces deux mécanismes peuvent contribuer au changement des fréquences d’allèles à travers le temps à l’intérieur d’une population, et en tant que tels, les deux peuvent être des facteurs qui contribuent à des événements de spéciation.
Changer la fréquence des allèles et la spéciation
La spéciation est la production de deux espèces à partir d’une population ancestrale. (Nous avons déjà dit que la définition de « l’espèce » est confuse ; le fait qu’elles surviennent lentement et progressivement les rend difficiles à définir.)
Une façon de comprendre la façon dont la spéciation commence, c’est de considérer deux populations de la même espèce qui pour quelque raison que ce soit, cessent de se reproduire entre elles ; peut-être à cause d’un isolement géographique. Si une « barrière » géographique n’a rien à voir avec les différences génétiques ou la compatibilité reproductive, si une telle barrière est en place, alors les allèles qui surviennent dans une population ne seront pas transférés dans l’autre population. De plus, si deux populations n’échangent pas d’allèles, alors les fréquences d’allèles dans les deux populations ne sont plus attachées l’une à l’autre et n’ont plus la même moyenne. Cela signifie que la dérive et la sélection naturelle agiront indépendamment dans les deux populations. Une fois que les populations sont séparées et isolées, elles peuvent suivre des trajectoires différentes – une population peut être d’abord petite, et être dominée par la dérive jusqu’à ce qu’elle augmente de taille. L’autre population peut rester nombreuse, et être sujette à la sélection naturelle d’une façon différente. Après une longue période, les deux populations peuvent devenir suffisamment différentes génétiquement pour former deux espèces. La clé, bien sûr, c’est la nature de la barrière qui empêche l’échange des allèles entre des populations. Dans le prochain billet de cette série, nous examinerons comment de telles barrières peuvent se former entre les populations.
Dans le dernier billet de cette série, nous avons examiné le cas relativement simple de la séparation géographique des populations (par exemple lorsqu’une population est fondée sur une île). La séparation géographique est une barrière effective à ce que les biologistes appellent « le flux des gènes » entre les populations ; un effet qu’on pourrait décrire de manière plus adéquate par l’expression « flux d’allèles ». Alors que de nouveaux allèles surviennent dans des populations séparées, l’absence de reproduction entre les populations a pour conséquence de garder chaque allèle dans la population à l’intérieur de laquelle il est survenu. Ces nouveaux allèles peuvent contribuer à la spéciation à travers le temps, s’ils affectent les caractéristiques de l’organisme. Si, à l’autre extrême, de nouveaux allèles peuvent passer librement entre les deux populations, alors ils ne contribueront pas à un événement de spéciation, puisqu’ils ne rendront pas les populations différentes dans le temps.
D’une espèce à l’autre
Si ces deux extrêmes (les populations géographiquement séparées et les populations continues) sont aisées à comprendre, il est possible de trouver des situations intermédiaires. Par exemple, considérons deux populations (que nous appellerons A et B) qui sont membres de la même espèce. Elles peuvent échanger des allèles, mais à un rythme réduit par comparaison au partage qui se fait à l’intérieur d’une population. Cet effet peut survenir à cause de la forme géographique de leur habitat : s’il est long et étroit, alors les deux populations peuvent n’être contiguës que sur une petite partie de leur étendue. Cela signifie qu’en moyenne, un individu de la population A trouvera plus probablement un partenaire dans la population A que dans la population B, dans la petite région qu’ils partagent. Nous pouvons représenter ceci par des boîtes qui représentent les deux populations, contiguës l’une à l’autre par un seul côté, étroit :
spc 3 1
Cet arrangement restreint ainsi, sans l’abolir complètement, le flux d’allèles entre les deux populations. Il constitue une barrière partielle au flux d’allèles. Les populations A et B sont les membres d’une même espèce mais les deux populations ne sont pas génétiquement identiques. Alors que de nouveaux allèles surviennent dans la population A, ils ne sont pas partagés avec la population B aussi souvent qu’à l’intérieur de la population A, et vice versa. Il est aussi possible que les deux populations expérimentent des différences dans la sélection naturelle (puisque leurs environnements ne sont pas identiques), et/ou des différences dans la dérive génétique, en fonction de la taille de la population. Le résultat net est un équilibre des forces qui agissent sur les deux populations ; certaines favorisant les différences (la sélection et/ou la dérive) et une autre favorisant les similitudes (un flux limité d’allèles par la reproduction entre les populations).
Dans la nature, cet effet peut s’étendre à des populations multiples sur un « fil » qui s’étend sur une suite d’habitats adaptés. Ajoutons trois populations (C, D et E) à l’exemple précédent pour l’illustrer :
spec 3 2
Une fois que les populations s’étendent sur une large région géographique, les différences entre les populations aux extrémités (les populations A et E dans notre diagramme) peuvent devenir significatives. Dans certains cas, et c’est intéressant, les populations des extrémités peuvent être assez différentes de sorte qu’elles ne se reconnaissent plus comme membres de la même espèce, malgré leur connexion génétique par une série de populations intermédiaires. Dans certains cas, les scientifiques ont besoin de rassembler des membres des populations aux extrémités pour voir s’ils peuvent se reproduire entre eux (c’est-à-dire en employant le concept biologique d’espèce). Dans d’autres cas, la topographie de l’habitat les rassemble dans la nature, ce qui permet aux populations aux extrémités du fil de se rencontrer en formant un anneau, mais avec une barrière naturelle au milieu (comme une montagne ou une vallée dont l’habitat est inadapté). Le résultat est ce que l’on appelle la « variation clinale » (ring species = espèce en anneau) :
spec 3 2
On voit la difficulté inhérente à la définition des espèces séparées (s’il y en a). Il y a un flux d’allèles entre toutes ces populations, mais seulement en anneau. Les deux populations des extrémités (qui se recouvrent), malgré leur rencontre dans le même habitat, sont assez différentes pour ne pas se reproduire entre elles. Définir ces populations comme des espèces différentes (ou pas), c’est vainement essayer de dessiner une frontière de démarcation dans un dégradé de couleurs. Pour ceux qui sont intéressés par un exemple réel d’une variation clinale, les sous-espèces de la salamandre Ensatina eschscholtzii sur la côte ouest de l’Amérique du nord en sont des cas classiques et demeurent encore actuellement un sujet de recherche.
Si nous rencontrions les populations des extrémités sans les intermédiaires, nous n’hésiterions pas à les classifier comme des espèces distinctes. Il est également aisé de voir ce qui suivrait si n’importe quelle population intermédiaire était perdue, ou si des changements dans l’habitat empêchaient la connexion entre n’importe quelles populations ; le résultat serait une interruption dans la chaîne de flux d’allèles, coupant les populations terminales les unes des autres. Ce que la variation clinale illustre, c’est que bien que la spéciation soit un lent processus d’accumulation de différences entre les populations, elle est possible même sans une barrière totale au flux des allèles.
La spéciation sans la séparation géographique
Si la variation clinale illustre la façon dont les espèces peuvent se former sur une large région géographique, des barrières au flux d’allèles peuvent aussi survenir à l’intérieur d’une population dans une localité plus compacte. Il suffit d’avoir un biais qui promeut l’échange des allèles à l’intérieur d’un sous-groupe de la population, au prix d’un moindre échange dans la population plus large ; et comme nous l’avons vu avec la variation clinale, cette barrière ne doit pas être absolue pour autoriser deux sous-populations à accumuler des différences entre elles, pour diverger ensuite à travers le temps. Par exemple, une sous-population peut commencer à exploiter différemment des ressources à l’intérieur d’une même aire géographique ; un effet que l’on appelle la partition ou la différenciation de niches. Alors que des sous-populations commencent à se spécialiser dans des « façons de vivre » à peine différentes, selon l’expression de Darwin, il devient plus probable qu’elles se reproduisent à l’intérieur de la sous-population plutôt que dans la population entière. Puisque la reproduction préférentielle est une barrière (partielle) au flux d’allèles, cela peut placer les sous-populations sur une trajectoire génétique qui renforce leurs différences et les amène à un événement de spéciation.
La partition de niches est le mécanisme probable conduisant à des événements de spéciation rapides et multiples qui arrivent lorsqu’une population fondatrice atteint un nouvel habitat, dans lequel les prédateurs sont largement absents. La colonisation d’îles volcaniques, un sujet que nous avons déjà discuté, peut amener à une radiation adaptative. Un exemple est celui des nombreuses espèces de pinsons dans les îles Galapagos qui viennent d’une seule espèce de pinsons, celle qui a colonisé l’archipel à l’origine. Par la suite elle s’est diversifiée en de nombreuses espèces qui se sont spécialisées dans des ressources alimentaires différentes. En l’absence d’autres oiseaux sur l’île, de nombreuses « façons de vivre » (que l’on appelle aujourd’hui des niches) étaient disponibles pour différentes sous-populations d’oiseaux.
En résumé : la spéciation commence par des barrières au flux d’allèles
La séparation géographique complète, la séparation géographique partielle vue avec la variation clinale, et le partage des ressources de sous-populations sont toutes des barrières au flux d’allèles entre les membres d’une même population (du moins au départ). Ceci permet à de nouveaux allèles de survenir, sans être partagés par les deux populations, et disjoint ainsi les caractéristiques moyennes des deux groupes. Dans le prochain billet, nous examinerons certains traits auxquels ces allèles contribuent ; des traits qui améliorent les barrières au flux d’allèles et permettent ainsi les événements de spéciation.
Dans le billet précédent, nous avons introduit l’idée que les espèces peuvent se former dans le même lieu géographique par le partage des ressources – lorsque les populations exploitent avec le temps différentes niches,. Dans ce billet, nous explorerons ce phénomène en détail, en utilisant l’exemple d’une espèce émergente qui s’est formée dans un passé très récent, et sous l’observation de l’homme : la diversification des mouches de la pomme, Rhagoletis pomonella. Ces mouches sont attirées par les fruits de l’aubépine quand ils ne sont pas encore mûrs, parent sauvage des pommiers domestiques. Le fruit de l’aubépine est aussi le lieu où les mouches de la pomme trouvent leur partenaire et pondent leurs œufs, afin de permettre aux larves de se nourrir du fruit (ce qui le gâte et le fait tomber plus tôt, en emportant la larve). Les mouches de la pomme ne produisent qu’une génération par an, et survivent à l’hiver sous forme de chrysalides. De plus, elles ont une durée de vie d’adulte courte, ce qui ne leur donne qu’une petite période pour trouver un partenaire, se reproduire, et pour pondre les œufs en ce qui concerne les femelles. Cette période cruciale correspond bien sûr au cycle de vie de l’aubépine – lorsque ses fruits peuvent être une source alimentaire et un lieu de rencontre. En tant que telle, la sélection naturelle (exercée par le cycle de vie de l’aubépine) agit sur la variation génétique qui contrôle le temps d’éclosion chez les populations de mouches de la pomme. Le moment de l’éclosion est sous contrôle héréditaire et les mouches qui éclosent alors que la saison des fruits de l’aubépine touche à sa fin (ou pire, quand elle est finie et qu’il n’y a plus du tout de fruits) ne se reproduisent pas avec autant de succès que les mouches qui éclosent lorsqu’il y a abondance de fruits. Sans surprise, nous observons des populations de mouches de la pomme bien synchronisées avec les plantes qui les accueillent : la plupart des membres de n’importe quelle population de mouches éclot de concert avec la quantité de fruits disponibles :
spec4 1
Le temps d’éclosion est un exemple de caractère continu, par opposition au caractère discret. Le caractère discret possède des catégories distinctes : les yeux bleus et les yeux noirs, ou les fleurs rouges et les fleurs blanches, etc. Nombre de ces caractères ne peuvent pas entrer dans de telles catégories et sont plutôt distribués dans les populations. La taille et le poids sont des exemples de caractères continus, ainsi que le temps d’éclosion des mouches de la pomme. L’effet que l’arbre d’aubépine a sur la mouche de pomme est un exemple de la sélection stabilisante – les mouches qui éclosent en début ou en fin de saison, alors qu’il n’y a pas encore beaucoup de fruits, ne sont pas sélectionnées. Cette sélection a pour effet global de synchroniser l’éclosion des mouches avec la disponibilité du fruit, génération après génération.
Tentée par une pomme
Quelque chose est arrivé et a perturbé cette interaction stable et équilibrée : l’introduction de du pommier domestique en Amérique du Nord par les colons européens. Comme nous l’avons noté ci-dessus, l’aubépine et le pommier appartiennent à la même famille de végétaux, et leurs fruits sont similaires. Mais le moment auquel le fruit se développe est différent : les pommiers domestiques produisent des fruits quelques semaines plus tôt que les aubépines. L’introduction de pommiers dans l’habitat des mouches de pomme a ainsi donné une source alimentaire potentielle aux mouches qui éclosent trop tôt :
spec 4 2
Le résultat pour ces mouches “précoces”, attirées par ce fruit nouveau dans leur environnement, mais similaire à celui qu’elles connaissent, revêt deux aspects : (a) il permet d’avoir accès à une source alimentaire avec une moindre compétition de la part des membres de leur propre espèce et (b) il s’agit de trouver un partenaire aux tendances similaires, c’est-à-dire attiré par la pomme. Ce qui était au départ une combinaison génétique « perdante » (éclosion trop précoce, sans suffisamment de nourriture ou de perspective de trouver un partenaire) devient une combinaison « gagnante ». Il en résulte que la variante « précoce » peut désormais se reproduire plus effectivement qu’auparavant, et ainsi augmenter en nombre à travers les générations successives :
spec 4 3
Autrement dit, une fois que les pommes sont présentes, l’environnement ne sélectionne plus les populations de mouches de façon stabilisante, mais fait plutôt d’une variation deux sous-populations. La sélection devient diversifiante. Ce qu’il est important de noter, c’est que ces deux sous-populations ne se diversifient pas seulement par rapport au moment d’éclosion et à la préférence du fruit, mais aussi (étant donnée la nature de leur biologie) par rapport à leur préférence en matière de partenaire. Alors que les variantes « pommes » augmentent en nombre, les mouches se reproduisent naturellement plus fréquemment avec d’autres variantes « pommes », puisqu’elles rencontrent leur partenaire sur des pommiers. Il en résulte une barrière partielle au flux d’allèles qui renforce les différences émergentes entre les deux groupes à travers le temps.
Si les espèces de Rhagoletis pomonella de l’aubépine et de la pomme ont intéressé les hommes depuis des siècles (surtout à cause de l’impact économique de la mouche de la pomme en tant que parasite), les généticiens commencent juste à comprendre les différents allèle qui ont été les cibles de la sélection lors du processus de séparation. Des gènes que l’on connaissait par des recherches antécédentes comme affectant le temps d’éclosion s’avèrent avoir des allèles différents dans les deux groupes. D’autres gènes candidats incluent le récepteur de protéines que les mouches utilisent pour détecter les odeurs de leur cible, les fruits – certains allèles sont plus ajustés aux odeurs de la pomme, d’autres aux odeurs de l’aubépine. Ce qui a commencé comme étant une variation à l’intérieur d’une population est désormais partagé par la sélection en combinaisons d’allèle adaptées à des niches distinctes – et étant donné la rapidité avec laquelle s’est faite le changement pour la pomme, il est probable que de nouvelles mutations n’aient pas joué de rôle. La recombinaison et la ségrégation d’allèles existant déjà sur de nombreux gènes ont été suffisantes pour donner des différences génétiques qui correspondaient à certains membres de la population d’origine et qui permettaient d’exploiter une nouvelle opportunité. Il en a résulté le changement de certains caractères continus (le temps d’éclosion, la préférence pour une odeur de fruit) correspondant à une nouvelle niche environnementale et ériger une barrière au flux d’allèles.
Une fois examinés les gènes (et leurs allèles) sélectionnés pendant cet événement de spéciation, il y a plusieurs choses à noter. Le nombre de gènes sous sélection (et ainsi possédant différents allèles dans les deux nouvelles espèces) est relativement faible. Seuls les allèles qui affectent les caractères pertinents à l’adaptation à la nouvelle niche sont sélectionnés. La plupart des gènes demeurent identiques entre les deux populations, puisqu’elles ne sont pas passées par une sélection diversifiante mais par une sélection stabilisante pour leurs rôles (identiques) dans les deux espèces. Par exemple, considérons les gènes requis pour la conversion de l’énergie, ou pour le développement d’une aile, processus dont les deux espèces ont toujours besoin de la même façon. Ces gènes ont les mêmes allèles (ou peut-être un seul allèle) dans les deux populations, puisque la fonction de ces gènes n’était pas pertinente pour l’adaptation à la nouvelle niche. En quelques mots, le schéma général que produit la spéciation consiste en un petit nombre de différences d’allèles pour les gènes sous sélection (ou les gènes qui ont expérimenté la dérive pas hasard) avec la grande majorité de gènes identiques qui n’ont pas été soumis à la sélection ou à la dérive).
En effet, l’une des raisons pour lesquelles nous pouvons croire que les “spécialistes” des pommes et des aubépines de Rhagoletis pomonella sont en fait les produits d’un événement de spéciation récent (mis à part le fait que des fermiers ont observé l’émergence des deux espèces), c’est la ressemblance qui existe entre leur génome – ils n’ont que de petites différences dans un petit nombre de gènes. Biologiquement, savoir si elles sont en fait deux espèces séparées demeure une question ouverte, puisqu’elles continuent à échanger des allèles, bien qu’à un taux beaucoup plus faible qu’à l’intérieur de leurs populations respectives. Comme nous l’avons vu dans le cas des espèces en anneau, cet exemple nous montre qu’il est possible d’observer aujourd’hui encore les caractéristiques que nous pourrions prédire dans le cas d’un événement de spéciation en cours. De plus, il montre qu’un petit nombre de différences, dérivées de variations qui existaient déjà dans la population, peut mettre deux sous-populations sur une trajectoire qui augmente progressivement la barrière de flux d’allèles entre elles. Avec le temps, ces effets peuvent amener à la formation d’espèces proches.
A long terme
La production d’espèces proches à partir d’une population ancestrale commune est un sujet peu controversée chez les chrétiens évangéliques, bien que les mécanismes sous-tendant de tels événements ne sont souvent pas appréciés. Ce qui est plus controversé pour beaucoup, cependant, est la suggestion que ces mécanismes produisent aussi des espèces largement divergentes dans un temps long. Dans le prochain billet, nous examinerons certains arguments qui soutiennent l’hypothèse selon laquelle des espèces modernes très diverses sont effectivement dérivées d’une population ancestrale, dans un passé très lointain.
Pour en savoir plus
Schwarz, D. et al., (2009). Sympatric ecological speciation meets pyrosequencing: sampling the transcriptome of the apple maggot Rhagoletis pomonella. BMC Genomics 10; 633. (http://www.biomedcentral.com/1471-2164/10/633)
Les génomes comparés aux textes anciens (2)
Dans le dernier billet, nous avons parlé des caractéristiques que l’on attendrait en comparant les génomes d’espèces similaires, si ces espèces descendaient effectivement d’une population ancestrale commune. En utilisant notre analogie du « livre » pour les génomes, nous avons montré que la première chose que nous chercherions serait une structure commune aux deux génomes que l’on suppose descendre d’un génome ancestral commun : les « chapitres », les « paragraphes », etc…, sont-ils dans le même ordre ? Utilisent-ils les mêmes « phrases » ? etc… En d’autres termes, les génomes des espèces actuelles ressemblent-ils à des copies légèrement modifiées les uns des autres ?
La réponse donnée à cette question par la génomique comparative est positive. Ce que l’on voit quand on compare les génomes des espèces dont nous soupçonnons la parenté c’est qu’ils ressemblent effectivement à des copies. Dans certains cas, les correspondances entre les deux génomes excèdent les 95% au niveau de l’ADN pour l’ensemble des deux génomes. Ils n’ont pas seulement les mêmes gènes, mais ils sont dans le même ordre sur les chromosomes, chaque chromosome correspondant à un autre chromosome dans l’autre espèce. Imaginez que vous trouvez un livre identique à 95% à un autre manuscrit, contenant des chapitres, des paragraphes et des phrases dans le même ordre, avec seulement quelques différences entre eux – c’est ce type d’impression que l’on a lorsqu’on compare des génomes de certaines espèces.
Les mouches à fruits (qu’on appelle drosophiles) sont des espèces qui ont été analysées en détail. Les scientifiques ont aujourd’hui déterminé les séquences d’ADN complètes de douze espèces de drosophiles et les ont comparées. Certaines espèces ont des génomes quasiment identiques, exactement comme on l’aurait prédit si elles avaient formé auparavant une seule espèce avec un génome commun. S’il n’est pas possible de montrer une longue séquence d’ADN ici, nous pouvons examiner un petit fragment d’une « phrase » (c’est-à-dire d’un gène) de trois espèces de mouches à fruits (Drosophila yakuba, Drosophila simulans, et Drosophila sechellia) – toutes connues pour être des espèces distinctes de mouches :
textes 2 1
La première impression que l’on a lorsqu’on regarde les séquences c’est qu’elles sont presque identiques. Ce n’est pas inhabituel pour ces trois espèces – en effet, ce patron s’applique à chaque gène qu’elles ont (et elles ont toutes les mêmes gènes). La deuxième chose que l’on remarque, cependant, c’est qu’il y a de rares différences – dans ce tout petit extrait, deux espèces (D. simulans et D. sechellia) ont un « a » en quatrième position de ce gène, alors que D. yakuba a un « t ».
Rappelez-vous l’analogie que nous avons utilisée la dernière fois, celle des éditions d’un livre et les fautes de frappe qu’elles partagent. Les séquences de ces trois espèces sont comme les éditions hypothétiques que nous avons utilisées dans notre analogie, et nous pouvons expliquer le patron que nous observons à peu près de la même façon :
textes 2 2
[p1]
(Des lecteurs consciencieux noteront aussi que l’autre possibilité est que le “a” en quatrième position soit le texte d’origine, que le “t” soit une faute de frappe, et que la mutation (t à a) soit arrivée une fois dans le lignage qui a conduit à D. yakuba. Si vous réfléchissez à cette option, bien joué. Ce qui permet de décider quel est le texte d’origine, c’est de regarder autant de copies que possibles – et dans ce cas, lorsque nous regardons un grand nombre d’autres espèces drosophiles, nous voyons un « t » en quatrième position dans la plupart des espèces, et un « a » seulement chez D. simulans et D. sechellia. Cela signifie que le choix le plus économique est que le « t » est l’original, et que le « a » est une mutation.)
Ce n’est qu’un petit exemple, mais il illustre ce que les scientifiques observent quand ils comparent les génomes d’espèces dont ils soupçonnent la parenté en se basant sur d’autres critères (comme la morphologie). Ce qu’ils voient correspond précisément à ce à quoi l’on s’attendrait si des événements de spéciation avaient effectivement eu lieu pour produire les espèces en question : des génomes quasiment identiques, avec de petits changements partagés entre certaines espèces.
Une identité plus forte au niveau de l’ADN que nécessaire pour conserver la fonction du gène.
Une autre observation qui soutient l’hypothèse que ces séquences sont les copies d’une séquence ancestrale est que le niveau d’identité (de séquence correspondante) entre elles est plus haut que ce qui est requis, même lorsque la fonction du gène est considérée. Retournons au fragment de gène que nous examinions. Cette séquence, en tant que point de départ d’un gène, code une protéine qui a la même fonction dans les trois espèces. (Si vous avez besoin de vous rafraîchir la mémoire sur la façon dont les gènes sont fabriqués en monomères d’ADN qui sont ensuite traduits en une séquence d’acides aminés, vous pouvez vous référer à ces deux billets précédents.) Dans ces espèces, la séquence de cette protéine pour les huit premiers acides aminés est la suivante:
textes 2 3
Comme vous pouvez le voir, le second acide aminé est différent dans les deux séquences, mais les autres sont identiques. Ce qu’il est important de comprendre c’est qu’il y a de nombreuses façons d’écrire cette « phrase » et d’arriver à la même signification (séquence d’acides aminés). Cela est possible parce que pour la plupart des acides aminés, il existe plusieurs combinaisons de trois nucléotides (qu’on appelle des codons) qui produisent le même acide aminé quand il est traduit. Par exemple, la séquence de D. yakuba pourrait aussi être écrite comme suit (c’est une option parmi beaucoup d’autres) :
textes 2 5
Cette séquence est assez différente de ce que nous voyons dans les deux autres espèces :
textes 2 5
Dans ce cas, seuls 14 des 27 nucléotides correspondent – une identité d’environ 52% seulement. Ce que nous observons cependant, c’est que 26 des 27 nucléotides correspondent (plus de 96% d’identité). En d’autres termes, il serait possible pour ces deux gènes d’être plus ou moins identiques à l’échelle de l’ADN et d’avoir quand même les mêmes séquences d’acides aminés que nous observons dans les deux espèces. Pourtant, ce que nous voyons lorsque nous comparons les deux gènes, c’est qu’au niveau de l’ADN, ils correspondent bien plus que ce qui est nécessaire pour avoir les mêmes séquences d’acides aminés. Une explication simple est que les deux séquences correspondent parce qu’elles sont des copies de la même séquence d’origine.
L’identité dépasse ce qui est nécessaire pour la fonction à l’échelle des acides aminés.
Une seconde observation qui soutient l’hypothèse selon laquelle les séquences de gène de D. yakuba, de D. simulans et de D. sechellia sont en fait des copies vient de l’examen d’autres espèces de mouches qui sont moins proches de ces trois espèces. Toutes les espèces de drosophiles examinées jusqu’à aujourd’hui ont ce gène, mais dans des parents plus éloignés cette séquence peut être quelque peu différente. Par exemple, ce gène de D. mojavensis a la séquence ADN suivante :
textes 2 6
Une fois encore, une partie de la séquence demeure identique dans les quatre espèces (ce qui soutient l’hypothèse que cette séquence est aussi une copie, mais avec plus de changements), mais nous voyons maintenant de plus grandes différences. Malgré ces différences, la version du gène de D. mojavensis est parfaitement fonctionnelle et accomplit exactement le même travail que le gène des trois autres espèces plus proches.
Ces observations indiquent qu’il n’y a aucun besoin biologique pour que des gènes soient presque identiques au niveau des acides aminés, ou même au niveau de l’ADN chez ces différentes espèces. De nombreuses séquences d’acides aminés, et même de nombreuses séquences d’ADN sont également capables d’accomplir la même fonction. Pourtant ce que nous voyons de manière récurrente (sur les génomes tout entiers !) sont des gènes presque identiques, avec quelques différences (souvent partagées) – exactement ce que l’on attendrait d’événements de spéciation.
Qu’en est-il du “dessein commun” ?
Lorsque je présente ces données, on me demande souvent si le « dessein commun » ne pourrait pas être une autre explication possible. En d’autres termes, ces types de patrons pourraient-ils être expliqués en maintenant qu’ils sont des espèces créées séparément, sans ancêtre commun, mais qu’elles ont été créées pour avoir des gènes identiques ou similaires parce que ces gènes ont besoin de fonctions identiques ou similaires ?
Nous avons déjà vu les problèmes que pose cette ligne d’argumentation – les gènes (et le génome tout entier) d’espèces similaires correspondent bien plus qu’il n’est nécessaire – et que les différences que nous voyons dans des espèces à parenté proche sont arrangées sur le patron que l’on prédirait si des événements de spéciation les avaient produits.
Rien que des mouches
Bien sûr, la possibilité que de nombreuses espèces de mouches à fruits se soient déployées au cours du temps par de multiples événements de spéciation n’empêche pas la plupart des chrétiens de dormir. Comme nous l’avons déjà mentionné, même la plupart des créationnistes de la jeune terre acceptent de tels événements de spéciation. Ce qui est plus contentieux, bien entendu, c’est la question de savoir si le patron de l’ancêtre commun s’étend à notre propre espèce. Dans le prochain billet de notre série, nous examinerons cette question en comparant le génome humain aux génomes de ceux qui pourraient être nos parents vivants les plus proches – les grands singes.
Rappelons ce que nous avons vu dans les derniers billets de cette série : la spéciation commence quand une barrière au flux d’allèles surgit et sépare une population en deux. Une fois que les deux populations ne peuvent plus échanger d’allèles (ou ne le font qu’à un taux réduit), des différences s’accumulent dans les deux populations alors qu’elles ne communiquent plus entre elles. De plus, nous avons vu que l’effet de fondation peut lancer ce processus, puisqu’il peut conduire à des différences lors de la séparation. Une fois que deux populations sont séparées et ont cessé de se reproduire entre elles, les nouveaux allèles qui surviennent dans une population ne seront pas étendus à l’autre, ce qui amène à des différences croissantes avec le temps.
Ce qu’il nous faut souligner ici, c’est que lorsque la spéciation commence, elle part d’une population ancestrale commune. Cela signifie que deux populations, au début, ont des génomes (presque) identiques. En effet, seuls les quelques gènes qui ont des fréquences d’allèles différentes dues à l’échantillonnage imparfait lors de la séparation des populations seront différents au début. A partir de ce point de départ, les deux populations commenceront à progressivement accumuler des différences – mais ces différences seront minuscules. Le patron général sera de façon prédominante celui de séquences identiques, contenant un petit nombre de différences.
Une analogie : les génomes sont comme des textes anciens.
Peut-être qu’une analogie pourrait aider. Avant l’invention de l’imprimerie, les manuscrits du monde ancien étaient copiés par des scribes. Bien qu’un bon scribe fût capable de donner une copie presque exacte, de petites erreurs de copie étaient inévitables. Ces changements, cependant, n’étaient pas assez significatifs pour empêcher la reconnaissance des copies – la vaste majorité du texte était correcte. Une fois qu’une copie était faite (contenant les petites erreurs), elle servait souvent de modèle à d’autres copies. Dans ce cas, les erreurs étaient copiées, puisque que le prochain scribe essayait aussi de copier le manuscrit aussi fidèlement que possible (même si à son tour, il pouvait introduire de nouvelles erreurs).
Le génome peut être pensé comme un “texte” transmis par des copies et, possiblement, avec des erreurs de copie. Cependant, comme pour toute analogie, il y a d’importantes différences. Si les scribes humains interagissent avec la signification du texte qu’ils copient, ce n’est pas le cas des « scribes » du génome – des enzymes qui copient les séquences d’ADN fondées sur l’appariement de monomères. Cela signifie que si des erreurs faites par des scribes humains tendent à préserver une certaine signification (même s’il s’agit d’une signification altérée), les enzymes qui répliquent l’ADN ne vérifient pas si la signification (c’est-à-dire la fonction) est préservée pendant la copie. (La vérification fonctionnelle d’une séquence d’ADN viendra plus tard, alors que cet organisme particulier se développe (ou pas) et se reproduit (ou pas). En d’autres termes, la sélection naturelle est la vérification de la « signification » d’une séquence d’ADN.
Pour continuer l’analogie, nous pourrions considérer le génome d’un organisme comme un livre, avec des chapitres, des paragraphes et des phrases. Pour un génome, les « chapitres » seraient les séquences de chromosomes ; les paragraphes seraient les gènes ; et les phrases seraient les sous-éléments des gènes. Nous pourrions aussi considérer les éditions d’un livre comme un événement de réplication. Par exemple, considérons deux éditions indépendantes du même manuscrit. Elles seraient, bien sûr, presque identiques – mais supposons que les deux éditions aient des fautes de frappe spécifiques qui n’altèrent pas beaucoup la signification du texte, et passant ainsi inaperçues des éditeurs : dans la première édition à la page 14, et dans la seconde, à la page 23 :
génomes1
Supposons maintenant que le manuscrit original est perdu, et que la troisième édition est composée d’après une copie de la première édition. Cette nouvelle édition aurait la faute de frappe à la page 14, et n’importe quelle nouvelle faute de frappe (par exemple, à la page 8) :
genome2
Imaginons maintenant qu’une sixième édition, auparavant inconnue, est découverte. Cette édition possède la même faute de frappe sur les pages 14 et 3 que l’on trouve dans la quatrième édition, ainsi qu’une faute de frappe unique, que l’on n’a pas encore vue dans les autres éditions, sur la page 5.
Il existe plusieurs explications possibles de la provenance de la sixième édition, l’une d’entre elles étant plus probable que les autres. Dans l’ordre croissant de probabilité, certaines options sont :
La “sixième édition” est en fait un livre écrit par un autre auteur qui n’est pas la copie du manuscrit original duquel les cinq éditions sont des copies.
La sixième édition est une copie directe du manuscrit original, mais l’éditeur a fait indépendamment des autres manuscrits les mêmes erreurs, en y ajoutant l’erreur de la page 5.
La sixième édition est une copie directe de la première édition, mais l’éditeur a fait indépendamment des autres manuscrits les mêmes erreurs ainsi qu’une nouvelle erreur sur la page 5.
La sixième édition est une copie directe de la quatrième édition, mais l’éditeur a fait une nouvelle erreur à la page 5 en copiant.
Il va de soi que la première option ne serait pas considérée sérieusement par les spécialistes, étant donné le texte quasiment identique partagé entre l’édition découverte et les autres éditions connues. La deuxième option requiert que deux événements rares (des fautes de frappe) soient arrivés indépendamment l’un de l’autre, deux fois, dans deux éditions. En tant que telle, elle est moins probable que la troisième option, qui ne requiert qu’un seul événement rare, qui serait arrivé deux fois indépendamment l’un de l’autre. La quatrième option est bien sûr la meilleure, parce qu’elle ne requiert pas que deux événements rares arrivent deux fois dans des copies indépendantes. Dans ce scénario, ce qui explique les caractéristiques de la sixième édition c’est qu’elle est une copie (imparfaite) de la quatrième édition :
genome3
En termes scientifiques, cette option est la plus probable, ou la plus parcimonieuse : elle offre une explication de la provenance de la sixième édition avec le nombre le plus faible d’événements.
Retour à la biologie
Considérons maintenant les événements de la spéciation à la lumière de notre analogie. Lors de la séparation, les deux populations ont des « livres » quasiment identiques (les génomes). Alors que les lignages font leur chemin séparément, les « fautes de frappe » (les mutations) peuvent arriver dans des gènes ensuite transmis aux descendants de ce lignage, comme nous l’avons vu dans le cas des fautes de frappe qui s’accumulaient dans les textes copiés :
genome4
Si des événements de spéciation produisaient effectivement les espèces A-D à partir d’une population ancestrale commune, nous nous attendrions à voir leurs génomes montrer certaines caractéristiques lorsqu’ils sont comparés. D’abord, la séquence et la structure générales du génome devraient être hautement similaires – elles devraient être des versions du même livre, avec des chapitres, des paragraphes d’un texte partagé dans le même ordre. Ensuite, les différences entre elles devraient suivre un certain schéma. Les espèces C et D par exemple, devraient partager certaines caractéristiques qui seraient le résultat de leur ancêtre commun (l’espèce A) plus récent que celui qu’ils partagent avec l’espèce B. Dans ce simple diagramme, par exemple, les espèces C et D auraient une mutation identique dans le gène 1, et l’explication la plus parcimonieuse serait qu’elles l’ont toutes les deux héritées d’un ancêtre commun (l’espèce A). Cette explication est plus probable que celle qui avance que les deux espèces possèdent la même mutation, arrivées indépendamment l’une de l’autre, au même endroit, dans les deux génomes.
Plus généralement, l’hypothèse de l’ancêtre commun fait des prédictions spécifiques sur le schéma qu’on devrait observer en examinant les génomes. Dans le billet prochain, nous verrons à quel point ces prédictions tiennent la route lorsqu’on examine des données génomiques dans un groupe proposé d’espèces parentes.
Rappel – comparaison des génomes à des textes.
Dans les deux derniers billets de cette série, nous avons vu quelles caractéristiques nous nous attendrions à observer dans des espèces similaires si elles descendaient d’une population ancestrale commune. En nous appuyant sur notre analogie de la « copie de livre », voici ce que nous attendons :
Des “chapitres” et des “paragraphes” dans le même ordre : des espèces proches devraient avoir de grands blocs de séquence d’ADN dans le même ordre. Ces blocs peuvent être la copie de chromosomes tout entiers. Même si certains réarrangements sont présents, le patron global des deux génomes devrait correspondre.
Des “phrases” et des “mots” qui correspondent. Au niveau de gènes individuels, nous devrions voir qu’ils utilisent une séquence ADN identique (ou presque), même lorsqu’il n’y a aucune nécessité biologique pour cette identité.
Certaines “fautes de frappe” peuvent être partagées par les textes : si les changements de séquence (mutations) existent, nous devrions nous attendre à les voir partagés dans plusieurs exemples (s’ils sont copiés d’un ancêtre commun) ou uniques dans d’autres (si ce sont de nouvelles mutations qui sont apparues après la séparation des deux espèces).
En résumé, on s’attend à ce que les génomes des espèces qui partagent une population ancestrale commune récente ressemblent à des copies légèrement modifiées. Comme nous l’avons déjà vu, cette attente à été largement comblée lorsqu’on a comparé différentes espèces de mouches à fruits. Maintenant que nous avons compris cela, nous pouvons explorer la possibilité que notre espèce soit apparue par des événements de spéciation en faisant les mêmes types de comparaisons avec d’autres espèces.
Comparaison des génomes du primate au niveau des “chapitres”
La première ligne d’évidence en faveur de l’idée que les humains auraient un ancêtre commun avec d’autres formes de vie est assez direct : il y a d’autres espèces qui ont un génome quasiment identique au nôtre, chez des grands singes comme les chimpanzés, les gorilles, et les orang-outans. Par comparaison à notre « livre », les « livres » de ces espèces correspondent au niveau du chapitre et du paragraphe : les trois espèces ont des séquences ADN qui contiennent les mêmes gènes dans le même ordre que le nôtre. Il y a des différences subtiles, bien sûr, comme des blocs de séquence qui sont réarrangés du fait que des chromosomes ont cassé ou fusionné , comme on s’y attendait ; mais le patron général est clair. La correspondance à grande échelle de notre génome et des génomes des grands singes est connue depuis les années 1970, lorsque des chercheurs ont commencé à comparer la structure physique des chromosomes du singe et de l’humain en utilisant le microscope optique. Pour les humains et les chimpanzés, la plupart des chromosomes correspondent précisément. En d’autres termes, les deux génomes apparaissent exactement comme on le prédirait s’ils étaient des copies légèrement modifiées d’un génome ancestral récent. (Pour ceux qui seraient intéressés de voir le patron entier des génomes d’humain, de chimpanzé, de gorille et d’orang-outan, vous pouvez vous référer à l’article de Yunis et Prakash paru en 1982 .)
Malgré l’identité évidente qui existe entre la structure de notre génome et celle des grands singes, les différences devraient être celles qui peuvent survenir par des mécanismes connus si l’existence d’un ancêtre commun est une interprétation correcte. Par exemple, certains chromosomes humains ont une région de leur séquence qui ne s’aligne pas à la séquence qui correspond dans le chromosome des chimpanzés. Lorsque ces chromosomes sont colorés par un colorant qui se fixe sur l’ADN et sont examinés sous un microscope, le colorant produit des patrons en bande qui permettent aux séquences d’ADN d’être comparées au niveau d’organisation des « chapitres » :
I 1
(Image redessinée à partir de Yunis and Prakash, 1982).
Sur la longueur, les chromosomes correspondent en majorité, à part la région entourée en rouge. Un examen plus approfondi cependant révèle que même à l’intérieur de cette région, il y a une correspondance – mais que la séquence est renversée entre les deux chromosomes. Ce patron est expliqué par ce qu’on appelle un événement d’inversion du chromosome – un type de mutation où l’ADN se casse et se rattache à deux endroits pour « retourner » la section d’un chromosome :
I 2
Ces types de mutation sont plutôt communs et ont été observés de nombreuses fois dans des organismes de laboratoire et chez des humains (où un individu aura une telle mutation sur l’un de ses chromosomes). Tant que les lieux de cassure de l’inversion ne détruisent pas un gène nécessaire ou ne créent pas un autre problème, ces types de mutation sont relativement inoffensifs pour l’individu qui les porte. Quand on compare les génomes de l’humain et du chimpanzé, plusieurs chromosomes présentent ces inversions, et celles-ci contribuent aux différences subtiles entre les deux génomes.
La plus grande différence qui existe entre les humains et les grands singes au niveau d’organisation du chromosome est une correspondance entre un chromosome du génome humain (le deuxième) et deux chromosomes plus petits chez les grands singes :
I 3
(Image redessinée à partir de Yunis and Prakash, 1982).
C’est cette différence qui donne un nombre différent de chromosomes aux humains et aux chimpanzés : les humains ont 23 paires de chromosomes (46 en tout) alors que les chimpanzés en ont 24 (48 en tout). Ce patron suggère immédiatement deux possibilités, si les humains et les chimpanzés partagent effectivement une population ancestrale commune. La première option est qu’un chromosome se soit cassé et séparé en deux chromosomes dans un lignage mais pas dans l’autre. La seconde est que deux chromosomes plus petits aient fusionné pour ne former plus qu’un dans un des lignages. En se rappelant notre analogie de la « faute de frappe », nous pouvons représenter ces deux options comme des événements uniques qui altèrent un « texte » original. Dans la première option, la population originale a 46 chromosomes, et le lignage qui conduit aux chimpanzés a un événement de cassure d’un chromosome.
I 4
Selon la deuxième option, la population d’origine a 48 chromosomes et il y a eu un événement de fusion sur le lignage qui conduit aux humains :
I 5
Les deux types d’événements sont possibles. Comme nous l’avons vu quand nous avons examiné des fautes de frappe dans des livres copiés, la façon la plus facile de déterminer le texte original est d’observer autant de copies que possible. Les autres grands singes (gorilles et orang-outans) ont aussi les deux chromosomes plus petits (48 au total), ce qui suggère que c’est là la structure d’origine qui était présente dans la population ancestrale commune des humains et des singes. Pour expliquer le patron par des événements de cassure de chromosome, cet événement rare aurait dû arriver de façon répétée dans plusieurs lignages exactement au même endroit :
I 6
Dès lors, l’explication la plus économique est que le deuxième chromosome humain résulte d’un événement de fusion. Peut-être vous rappelez-vous avoir regardé des films de cellules qui se divisent en classe de biologie au lycée, avec l’image des chromosomes qu’elles entraînent. Ces chromosomes se séparent vers les pôles de la cellule qui se divise en utilisant une séquence ADN spéciale qu’on appelle un centromère. Cette séquence permet à la machinerie cellulaire d’attraper le chromosome et de l’entraîner.
Cette observation fait une prédiction : si le deuxième chromosome humain est effectivement le résultat d’une fusion entre deux chromosomes plus petits, il aurait eu deux centromères immédiatement après l’événement de fusion. L’un des centromères aurait probablement été rendu non fonctionnel par la mutation peu après, puisqu’en avoir deux serait redondant. Le deuxième chromosome humain n’a qu’un centromère actif, qui s’aligne avec le centromère du plus petit des deux chromosomes du chimpanzé. Quand le projet du génome a séquencé le deuxième chromosome humain, on a trouvé les résidus d’un second centromère précisément à l’endroit où on l’aurait prédit si ces chromosomes étaient en fait des copies modifiées :
D’ailleurs en passant, nous savons aussi que cet événement de fusion précède l’origine de notre espèce, puisque la fusion du deuxième chromosome est aussi présente chez les hominidés Denisova, une espèce plus proche de nous que celle des chimpanzés. Cela indique que l’événement de fusion est une « faute de frappe » partagée par nous et d’autres espèces proches. Des travaux récents ont documenté de manière détaillée les événements qui ont formé cette région de notre génome pour ceux qui désirent plus d’informations.
En résumé
Dans l’ensemble, ce que nous observons en comparant la structure globale du génome humain à à la structure des génomes des autres primates, c’est que
(a) ces génomes ont effectivement les caractéristiques qu’on prédirait s’ils étaient les copies d’un génome ancestral commun et
(b) les différences que nous observons peuvent être facilement expliquées par des mécanismes bien connus.
Ces observations soutiennent fortement l’hypothèse selon laquelle notre espèce a émergé par un processus d’évolution. Dans le prochain billet, nous examinerons le niveau du « chapitre » de l’organisation du génome pour voir si la séquence détaillée de gènes individuels soutient aussi cette hypothèse.
Le génome comparé à un texte ancien (4)
Dans le billet précédent, nous avons vu qu’à une large échelle d’organisation, le génome humain a les caractères qu’il devrait avoir s’il partageait un ancêtre avec d’autres grands singes. En continuant avec notre analogie du « livre », nous comparons maintenant ces textes à un niveau un peu plus détaillé : celui des phrases et des mots.
Comparaison des génomes au niveau des “phrases”
Dans un billet précédent, nous avons comparé les séquences ADN d’un gène que l’on trouve dans plusieurs espèces de drosophiles. De telles comparaisons sont aussi possibles en utilisant les séquences ADN de mammifères (humains et autres primates), et le patron qu’ils produisent est désormais familier :
1
[p1]
Comme nous l’avons vu dans les séquences des drosophiles, ce gène est quasiment identique dans un certain nombre d’espèces. Typiquement, la séquence humaine et les séquences de trois autres primates (chimpanzés, gorilles et orang-outans) ne diffèrent que par quelques nucléotides (tout au plus 4 sur les 90 sont différents). De plus, comme nous l’avons vu auparavant, aucun besoin biologique ne rend cette identité nécessaire – en fait, même dans la petite région de ce gène, il y a plus de 53 millions façons différentes de coder la même séquence d’acides aminés ! Et pour aller encore plus loin, ce gène n’a pas particulièrement besoin, biologiquement, d’avoir exactement la même séquence d’acides aminés que l’on voit partagée par les primates. Dans d’autres organismes (comme ceux des chiens et des loups), une séquence un peu différente accomplit la même tâche.
Bien entendu, il n’est pas possible de montrer des alignements d’ADN trop longs sous ce format. Ce petit segment de gène, cependant, est représentatif des gènes (et même de génomes entiers) des primates. Une comparaison détaillée de toutes les séquences de gènes entre les humains et les chimpanzés, par exemple, révèle qu’elles sont identiques à 99,4% sur 1.85×107 (18 millions) nucléotides. Notez que les régions du génome qui codent les gènes sont une toute petite minorité des séquences du génome – les humains et les chimpanzés ont plus de 3,0×109 (3 milliards) de nucléotides dans leur génome. Parmi ces 3 milliards de nucléotides, 2,7 milliards d’entre eux s’alignent les uns aux autres, avec une différence de seulement 1,23%. Bref, quand on compare les séquences d’ADN des humains et des autres primates, on voit exactement le patron que l’on aurait prédit si l’on suppose un ancêtre commun – un patron consistant, avec quelques modifications d’un génome ancestral.
A la recherche de fautes de frappe
Dans un billet précédent, nous avons vu comment la réplication de l’ADN est un processus très précis, mais non parfait. Ces deux caractéristiques de la réplication de l’ADN signifient que des mutations peuvent affecter des gènes lorsqu’ils sont copiés, et que des copies futures faites à partir d’un modèle muté transmettront fidèlement cette mutation (du moins jusqu’à une seconde mutation au même endroit). Cela signifie que les séquences du gène peuvent persister dans les génomes encore longtemps après leur mutation si cette mutation ne fait pas perdre la fonction en question. (Si une mutation est désavantageuse, alors la sélection naturelle aura tendance à l’éliminer de la population, comme nous l’avons déjà vu.)
Regardons l’exemple d’un gène qui code pour une enzyme (L-gulonolactone oxidase, ou “GULO”) intervenant dans la synthèse de la vitamine C chez les mammifères. La plupart des mammifères fabriquent leur propre vitamine C à partir d’autres éléments de leur alimentation, et le gène GULO est nécessaire dans la dernière étape du processus qui convertit un précurseur de vitamine C en produit final. Comme nous l’avons vu pour d’autres gènes, la séquence de ce gène est conservée entre les mammifères – il a une séquence quasiment identique, maintenue à travers la sélection naturelle. Par exemple, une part de ce gène chez la vache (Bos taurus), le chien (Canis lupus) et le rat (Rattus norvegicus) a la séquence suivante (avec des différences par rapport à la séquencede la vache, surlignées en noir) :
2
Dans ces trois espèces, ce gène est fonctionnel, et toutes trois peuvent fabriquer leur propre vitamine C sans l’obtenir directement de leur alimentation.
Les humains, bien entendu, ne peuvent pas fabriquer leur propre vitamine C – nous attrapons le scorbut si nous n’obtenons pas de vitamine C de notre alimentation. Cette situation atypique (pour les mammifères) est partagée par d’autres grands singes, et pour la même raison. Bien que ces espèces aient une partie de la séquence ADN du gène GULO, celle-ci contient de nombreuses mutations qui rendent le gène incapable de produire une enzyme fonctionnelle. La même région du gène GULO montrée dans la figure ci-dessus a les séquences suivantes chez les humains, les chimpanzés et les orang-outans (cette fois avec des différences par rapport à la séquence humaine, surlignées en noir) :
3
Une fois de plus on remarque que les séquences des primates sont quasiment identiques. Une nouvelle caractéristique à noter ici, cependant, c’est que ces trois copies du gène GULO ne sont pas fonctionnelles en partie parce qu’elles ont une délétion – un nucléotide en moins (surligné en jaune dans les séquences des primates). Cette délétion est identique chez les trois espèces, ajoutant une preuve à l’hypothèse de la « faute de frappe partagée » et copiée d’un premier texte – ou en termes biologiques, une délétion arrivée un jour chez l’ancêtre commun des humains, des chimpanzés et des orang-outans, ensuite héritée par les trois espèces. Les chiens, les vaches et les rats, cependant, ont bifurqué du lignage qui a conduit aux primates avant que cet événement de délétion ait eu lieu :
4
La perte de la fonction GULO ne semble pas avoir été un désavantage sélectif pour les primates à cette époque – probablement parce qu’ils avaient un régime alimentaire riche en vitamine C. En effet, même pour des humains, cette perte n’est pas un problème sérieux à moins que l’on ne se trouve sans source de vitamine C pour une période prolongée.
Le nez sait
Aussi intéressant que soit l’exemple du GULO (et c’est un exemple que j’ai déjà discuté plus en détail dans un autre contexte), ce n’est qu’un exemple de mutation partagée et identique parmi beaucoup d’autres que l’on trouve dans le génome humain et d’autres primates. Une étude qui a examiné en détail les mutations partagées par les primates s’est intéressée aux mutations dans les gènes consacrés au sens olfactif. Ces gènes codent pour des protéines que l’on trouve dans la membrane de cellules de l’épithélium nasal des mammifères, et que l’on appelle les récepteurs olfactifs. Les récepteurs olfactifs s’attachent aux éléments présents dans l’air, changent de forme lors du processus, et signalent ce changement au système nerveux produisant ainsi le sens olfactif.
Les nombreux récepteurs olfactifs qui agissent de concert sont ce qui donne à un parfum donné ses caractéristiques distinctives. Chez les mammifères, les gènes des récepteurs olfactifs constituent une part disproportionnée de leur génome, probablement parce que de tels gènes sont utiles pour trouver de la nourriture, un partenaire et en général pour percevoir son environnement. Malgré leur utilité, ces gènes peuvent aussi mutés et être perdus ; et en effet, le génome humain montre que notre espèce en a perdu plusieurs à cause de la mutation. Comme pour le gène GULO, cependant, ces séquences défectueuses de gène olfactif persistent sous une forme reconnaissable. Ce qui est plus important pour nous, cependant, c’est le patron que ces gènes mutés forment lorsqu’on les compare à des génomes d’autres primates. Comme nous l’avons introduit avec notre analogie du livre copié, nous nous attendons à trouver des fautes de frappe partagées entre les textes, et d’autres uniques à une édition. Pour les gènes olfactifs défectueux, nous observons précisément ces deux catégories : des mutations partagées, et des mutations uniques :
5
Comme vous pouvez le voir sur le diagramme ci-dessus, les humains partagent plus de gènes olfactifs identiques avec les chimpanzés, moins avec les gorilles et encore moins avec les orang-outans. Des 12 mutations qui sont identiques entre les humains et les chimpanzés, 9 sont aussi identiques avec les gorilles, et 6 avec les orang-outans. Ces mutations partagées et le patron que l’on trouve sont expliqués facilement par l’existence d’un ancêtre commun, comme indiqué en rouge dans le diagramme. Les mutations uniques à une espèce donnée sont aussi facilement expliquées comme survenant dans des populations séparées (en bleu).
Il est important de noter aussi ce que nous ne voyons pas lorsqu’on compare ces mutations entre les primates. Nous n’observons pas de mutations identiques entre les humains et les gorilles, par exemple, sans les trouver chez les chimpanzés. Cela est se comprend si la population ancestrale commune aux humains et aux gorilles est aussi celle aux humains, aux gorilles et aux chimpanzés. De même, si nous observons des mutations identiques partagées entre les humains et les orang-outans, nous pouvons prédire avec confiance que nous les observerons aussi chez les gorilles et les chimpanzés ; et de fait, nous les observons. Ce patron de mutations partagées est précisément celui que l’on prédirait s’il était produit par un ancêtre commun.
De multiples lignes d’évidence, une conclusion
Dans le prochain billet de cette série, nous reviendrons sur tout cela pour voir comment les multiples lignes d’évidence génomique pour l’évolution humaine forment un patron cohérent.
Les génomes comparés à des textes copiés : rattacher le tout ensemble.
Lors des derniers billets de cette série, nous avons examiné les patrons généraux que l’on observe lorsqu’on compare les génomes d’espèces distinctes. Nous avons vu que le patron que nous observons est parfaitement cohérent dans les espèces qui partagent un ancêtre commun – et que leurs génomes sont des copies modifiées de ce qui a été autrefois le génome de leur population ancestrale. Ce que nous n’avons pas encore vu, en revanche, c’est que les lignes d’évidence que nous avons examinées – comparaisons des structures des génomes, séquences de gènes fonctionnels, mutations spécifiques conduisant à des gènes désactivés – forment un patron cohérent. Une bonne théorie se construit sur la cohésion d’une multiplicité de lignes d’évidence indépendantes, et la génomique comparative soutient très fortement la théorie de l’évolution.
D’abord, les “fautes de frappe” partagées.
Revenons à l’exemple des récepteurs olfactifs désactivés que nous avons vu dans notre dernier billet. En nous fondant sur ce petit ensemble de gènes défectueux, nous avons construit « l’arbre généalogique » des humains, chimpanzés, gorilles, et orang-outans :
génome 5 1
Proposer un arbre généalogique d’espèces parentes – ou pour introduire un terme technique, une phylogénie – est une façon graphique à la fois (a) de représenter un grand ensemble de données et (b) de proposer une hypothèse sur l’histoire de ces données. Dans cet ensemble de données, nous avons deux catégories de caractéristiques à expliquer : les mutations identiques chez plus d’une espèce, et les mutations uniques à une seule espèce. Comme nous l’avons montré auparavant, le phylogénie ci-dessus correspond très bien aux données ; les patrons des événements partagés et des événements uniques sont représentés par la même phylogénie. Les événements partagés arrivent une fois, dans l’ancêtre commun, et les événements uniques arrivent une fois que les deux espèces se sont séparées.
L’hypothèse que cette phylogénie propose, c’est que les histoires de ces quatre espèces sont partagées ou séparées en proportions différentes. Par exemple, les humains et les chimpanzés auraient l’histoire partagée la plus longue de ces quatre espèces (surlignée en jaune), et par comparaison des histoires séparées plus courtes (surlignées en bleu et rouge) :
genome 5 2
Les humains et les gorilles, cependant, auraient une histoire partagée plus courte (et une histoire séparée plus longue) sur la même période de temps :
genome 5 3
Enfin, les orang-outans et les humains auraient une histoire partagée encore plus courte que celles des autres primates, et une histoire séparée plus longue :
genome 5 4
Donc à partir de cet ensemble relativement petit de données (une poignée de mutations partagées par quelques gènes) nous avons une hypothèse détaillée des espèces qui partagent le plus une histoire commune – une hypothèse que nous pouvons tester en utilisant d’autres lignes d’évidence.
Des fautes de frappe aux phrases.
Maintenant que nous avons utilisé un petit ensemble des « fautes de frappe partagées » que l’on trouve dans ces quatre génomes pour assembler une phylogénie, nous pouvons considérer ce que cette phylogénie prédirait en comparant les séquences de gènes individuels chez ces quatre espèces. La clé, c’est la partie d’histoire que deux espèces partagent dans une phylogénie – alors que ce qui deviendra plus tard deux espèces n’est encore qu’une population, avec un génome commun. Elles auront la même séquence pour tout gène donné (aux variations à l’intérieur de la population près). Plus l’histoire que deux espèces partagent est longue, plus nous nous attendrons à voir les séquences de leurs gènes similaires. Plus leur histoire séparée est longue, plus nous nous attendrons à voir des gènes différents, à cause d’événements mutationnels qui arrivent dans la partie de la phylogénie de leur « histoire séparée ».
Grâce à la séquence du génome de l’orang-outan en 2011 et du gorille en 2012, nous pouvons désormais estimer cette prédiction en utilisant un très large ensemble de données pour les quatre espèces. Les séquences de l’homme et du chimpanzé sont quasiment identiques statistiquement (identiques à 98,6%) ; celles de l’humain et du gorille un peu moins (identiques à 98,3%) ; et celles des humains et des orang-outans encore moins (identiques à 96,6%). Ces résultats correspondent au patron prédit :
genome 5 5
En d’autres termes, utiliser de longues séquences d’un génome pour assembler une phylogénie de ces espèces produit la même phylogénie que celle que produisent les données des mutations partagées. Le patron requis par les données de mutations partagées (un petit ensemble des séquences ADN de ces espèces) est aussi celui qui explique le mieux l’identité globale du génome que l’on observe.
Des phrases aux chapitres
Avec les données de mutations partagées et les données de la séquence globale soutenant la même phylogénie, nous pouvons aller plus loin et tester cette hypothèse en utilisant la structure du génome – l’organisation spatiale des gènes sur les chromosomes, ou « chapitres » pour reprendre notre analogie du livre copié. Pour ce qui est des données des mutations partagées, les similitudes et différences que nous observons devraient être soit des caractéristiques partagées (du patron prédit) soit des caractéristiques uniques (survenues dans une espèce une fois, et qui l’ont séparée des autres). Globalement, lorsqu’on compare la structure des chromosomes des quatre espèces, les résultats répondent à nos attentes. Lorsque nous comparons la structure des chromosomes, celle des humains est plus similaire à celle des chimpanzés, un peu moins à celle des gorilles, et encore moins à celle des orang-outans, comme attendu. Pour illustrer ce patron d’un exemple spécifique, revenons à la différence structurelle majeure du chromosome entre les humains et les grands singes, l’événement de fusion qui a conduit au chromosome humain numéro 2. Comme nous l’avons déjà montré, le chromosome fusionné est présent dans les humains mais pas chez les chimpanzés, ni les gorilles, ni les orang-outans, ce qui signifie que cet évènement s’est produit après la séparation du lignage humain de celui du chimpanzé. Un examen plus précis de cette région chez les gorilles et les orang-outans révèle une différence de plus : une partie de cette région est inversée dans les génomes de l’humain et du chimpanzé (encadrée en rouge) quand on les compare avec la région équivalente chez les gorilles et les orang-outans (encadrée en bleu) :
genome 5 6
Les humains sont plus similaires aux chimpanzés (la plupart des régions correspondent), et le sont moins aux autres singes, comme on s’y attendait. Les différences que l’on voit sont aussi facilement représentées sur la phylogénie formée par les autres lignes d’évidence. Puisque l’événement d’inversion est commun aux humains et aux chimpanzés (mais il n’est pas présent chez les autres espèces), il a probablement eu lieu dans la population commune des humains et des chimpanzés après s’être séparée du lignage qui a conduit aux gorilles. L’événement de fusion aurait lieu plus tard, sur le lignage qui a conduit aux humains (et comme nous l’avons vu, il serait partagé aussi par d’autres espèces de parenté plus proche que les grands singes avec les humains.) Comme nous nous y attendons, la phylogénie prédite en utilisant seulement les données structurelles des chromosomes correspond à la phylogénie prédite par d’autres lignes d’évidence :
genome 5 7
En résumé
Comme nous l’avons vu au début de cette série, une bonne théorie (au sens scientifique du terme) est une théorie qui est soutenue par une multiplicité de lignes d’évidence et qui fait des prédictions exactes. Grâce à l’avènement de la génomique comparative moderne, la théorie de l’évolution s’est révélée plus robuste que ce que Darwin aurait imaginé. Nous pouvons dire avec confiance que nous partageons des ancêtres avec d’autres espèces et que cette conclusion n’est pas prête de changer, alors même que l’on a de nouvelles informations.
Dans le prochain billet de cette série, nous tournerons notre attention vers les caractéristiques qui ne correspondent pas parfaitement aux phylogénies prédites. Loin d’être un problème (comme les opposants à l’évolution le prétendent souvent), ces caractéristiques sont une source riche d’information qui révèle plus encore notre passé.
Dans les derniers billets de cette série, nous avons examiné le patron global que l’on voit en comparant des génomes proches les uns des autres, et nous avons vu que les données multiples forment le même arbre généalogique ou phylogénie. Dans ce billet, nous allons chercher à comprendre plus profondément les phylogénies et plus particulièrement dans quelle mesure nous nous attendons à ce que certaines caractéristiques des génomes entrent en contradiction avec leurs arbres généalogiques.
Mais d’abord, une brève parenthèse : ce sujet est compliqué, il sera peut-être difficile à comprendre au début. Pourtant, si vous êtes arrivés jusqu’ici dans cette série, vous avez déjà les outils nécessaires pour comprendre et avec un effort, vous pourrez comprendre plus profondément qu’avant les génomes parents. Si ce sujet particulier reste tout de même obscur, ne vous inquiétez pas – le reste de cette série ne dépendra pas de la compréhension de ce point plus subtil. N’hésitez pas à poser des questions dans les commentaires si certaines choses ne sont pas claires.
Arbres généalogiques des espèces.
Revenons à un exemple qui nous est maintenant familier, celui des humains, des chimpanzés et des gorilles :
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On appelle aussi les phylogénies des “arbres généalogiques des espèces” puisque “arbre généalogique” est un autre nom pour phylogénie. Un arbre généalogique des espèces nous montre un patron global des espèces qui ont partagé un ancêtre commun il y a plus ou moins longtemps. En d’autres termes, comme nous l’avons dit dans le dernier billet de cette série, une phylogénie est une mesure de l’histoire partagée et distincte de deux espèces. Plus les deux espèces partagent une histoire commune, plus on s’attend à ce que, en moyenne, elles soient similaires. Les humains et les chimpanzés, par exemple, continuent à partager une histoire pendant plusieurs millions d’années après s’être séparés de la population commune aux gorilles. Cette histoire commune est ce qui, en moyenne, rend les génomes de l’humain et du chimpanzé plus similaires l’un à l’autre qu’au génome du gorille. Les gènes individuels (et leurs allèles) peuvent avoir une histoire différente à l’intérieur des espèces alors qu’elles se séparent. Pour ce type d’analyse, nous devons examiner des phylogénies de gènes individuels, ce qu’on appelle des « arbres généalogiques génétiques ».
Arbres généalogiques génétiques
Si vous vous rappelez les billets précédents qui expliquaient comment la variation (d’allèles) survenait par la mutation, on peut comprendre intuitivement que les principes qui sont utilisés pour regrouper des espèces en une phylogénie puissent aussi être utilisés pour regrouper des allèles d’un gène en une phylogénie. Par exemple, regardez la séquence ADN de trois allèles du même gène, que nous pouvons représenter par les allèles jaune, rouge et bleu (les boîtes colorées). Les différences de séquences qui distinguent ces allèles sont les lettres surlignées en rouge :
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En utilisant les mêmes principes que pour les espèces, nous pouvons expliquer l’origine de ces trois allèles par deux événements de mutation (en postulant que l’allèle jaune est l’état ancestral) :
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Donc à l’intérieur d’une population, nous pouvons reconstruire l’histoire de l’allèle d’un gène individuel en utilisant les mêmes méthodes que celles appliquées précédemment à des espèces entières.
La spéciation accompagnée d’une variation génétique (ou pas)
Donc la mutation produit constamment de nouveaux allèles (de nouvelles variations) à l’intérieur des populations, et des processus tels que la sélection naturelle et la dérive génétique contribuent soit à augmenter soit à diminuer la fréquence des allèles dans les populations au cours du temps. Nous avons passé du temps à expliquer comment les événements de spéciation, à commencer par les populations qui se séparent et se différencient de plus en plus au cours du temps, conduisent à la formation d’espèces distinctes. Il nous reste à rassembler ces idées : à considérer ce qui pourrait arriver à la variation (aux allèles) dans une population alors qu’elle traverse un événement de spéciation.Pour cela, cherchons nos allèles hypothétiques à travers les événements de spéciation qui ont conduit aux humains, aux chimpanzés et aux gorilles.
Cet arbre généalogique des espèces a les populations suivantes : la population ancestrale commune aux trois espèces, désignée par (H,G,C) pour (Humain, Gorille, Chimpanzé) ; la population ancestrale commune aux humains et aux chimpanzés (H,C), et les lignages qui ont conduit aux espèces d’aujourd’hui après le dernier événement de spéciation sur la phylogénie (H), (G), (C) :
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Il est important de garder à l’esprit qu’une seule ligne sur la phylogénie correspond à une population, et que les populations peuvent avoir des variations génétiques. Plaçons nos trois allèles dans la population (H,G,C) :
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Nous sommes désormais prêts à explorer comment ces allèles seront hérités (ou pas) à travers les événements de spéciation. Une première possibilité est directe : chacun des trois allèles est hérité par une espèce différente. Cette possibilité s’appelle « tri complet des lignages ».. Si cela est possible, ce n’est pas du tout certain surtout si des plusieurs évènements de spéciation se produisent sur une courte période de temps. On peut ainsi avoir maintien des différents allèles, maintien d’un polymorphisme dit ancestral, dans les différents lignages. Il peut y avoir perte d’allèles dans chaque lignée via la sélection naturelle ou la dérive génétique qui peut conduire à une phylogénie « discordante » avec celle des espèces. C’est ce qu’on appelle le « le tri incomplet des lignages», et pour un grand génome, il est évident qu’au moins certains gènes manifesteront ce phénomène.
Distribution incomplète dans le lignage
La première difficulté que rencontreront les trois allèles pour se distribuer complètement dans les lignages sera l’événement de spéciation qui sépare les lignages (H,C) et (G). Vous vous rappellez que c’est un exemple de l’effet fondateur – un échantillon sélectionné par hasard qui peut exclure des allèles d’une nouvelle sous-population par chance :
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Examinons un scénario possible à partir de l’événement de spéciation entre (H,C) et (G). Dans le lignage (G), les allèles jaune et bleu sont perdus au cours du temps. Lors de l’événement de spéciation qui sépare (H) et (C), les allèles jaune et bleu vont dans les deux lignages, mais dans le lignage (C), l’allèle jaune est perdu plus tard. De même, l’allèle bleu est perdu plus tard dans le lignage (H) :
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Pour ce gène particulier, nous avons donc le patron suivant :
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Enfin, nous voyons le problème : l’arbre généalogique génétique pour ces allèles entre en contradiction avec l’arbre généalogique des espèces. Rappelez-vous que dans l’arbre généalogique génétique, les allèles rouge et bleu sont plus proches qu’avec l’allèle jaune :
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Dans l’arbre généalogique des espèces, cependant, les deux espèces parentes les plus proches (les chimpanzés et les humains) n’ont pas les allèles les plus proches, elles ont des allèles qui présentent le plus de différences.
Maintenant que nous avons travaillé cet exemple, la raison derrière ce décalage (espérons-le) est claire : il n’y a aucune garantie que les allèles se distribuent dans un lignage pour correspondre au patron global des espèces. Si un gène varie dans une population qui traverse un événement de spéciation, on s’attend à ce que parfois il soit assorti avec un patron qui ne correspond pas à celui des espèces ; dans certains cas, il aura un arbre généalogique génétique qui sera « discordant » avec l’arbre généalogique des espèces. Pour une population qui a des milliers de gènes avec de multiples allèles, il est évident que certains allèles formeront un patron discordant. Loin d’être un problème pour la théorie de l’évolution, les arbres généalogiques discordants sont prédits par elle. Ce serait un problème si nous ne les observions pas ; mais de fait, nous les observons, et comme nous le verrons la prochaine fois, nous les observons précisément dans le patron qui correspond à ce à quoi l’on s’attend en se basant sur les arbres généalogiques des espèces.
Dans le prochain billet de cette série, nous verrons comment les arbres généalogiques génétiques discordants peuvent être utilisés pour déterminer une autre caractéristique qui intéresse les scientifiques : les tailles de population des lignages sur une phylogénie.
Tri de lignage incomplet et taille d’une population ancestrale
Dans le dernier billet de cette série, nous avons introduit le (difficile) concept de l’arbre généalogique génétique discordant avec un arbre généalogique des espèces à cause d’un tri de lignées incomplet (TLI). Dans ce billet, nous examinerons l’une des implications intéressantes du TLI – son utilisation pour estimer la taille d’une population – avant de continuer sur d’autres sujets. (Encore une fois, si ce sujet semble trop difficile, n’hésitez pas à le mettre de côté avec le billet précédent ; les billets suivants de cette série ne dépendront pas de la compréhension de cette question.)
Nous pouvons utiliser le TLI pour mesurer la taille d’une population parce que les arbres discordants nous donnent une façon de mesurer le nombre d’allèles présents dans une population ancestrale (ce qui peut ensuite être utilisé pour estimer le nombre d’individus dans cette population). Avant d’en arriver aux détails, cependant, revoyons brièvement dans quelle mesure la spéciation est un phénomène qui se passe à l’échelle de la population.
Nous avons vu dans les billets précédents de cette série que les événements de spéciation commencent lorsque deux populations deviennent génétiquement isolées l’une de l’autre (soit complètement, soit partiellement). Cela a pour conséquence une divergence de la moyenne des caractéristiques des deux populations, ce qui peut conduire par la suite et à long terme à une spéciation. Ce qu’il nous faut souligner ici, c’est que les deux populations sont des populations – un groupe d’organismes d’une même espèce qui se reproduisent entre eux. Comme nous l’avons vu, les populations sont capables de transmettre une diversité génétique bien plus importante qu’un individu : là où un individu ne peut porter que deux allèles d’un gène donné, une population peut en maintenir des centaines voire des milliers.
Arbres discordants – une fenêtre ouverte sur le passé.
En gardant cela à l’esprit, nous pouvons revenir à notre réflexion sur le tri de lignées incomplet et sur les arbres généalogiques génétiques discordants avec un arbre généalogique des espèces qui en résultent. L’exemple que nous avons utilisé montrait des gorilles et des chimpanzés possédant des allèles plus proches, tandis que l’allèle humain était plus éloigné :
Nous avons ensuite décrit un exemple de tri de lignage incomplet où les gorilles et les chimpanzés héritent des allèles les plus proches et les humains d’allèles plus éloignés :
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Nous sommes désormais prêts à voir ce que nous pouvons inférer de ce patron, et ce qu’il nous dit de la population ancestrale commune (H,G,C). D’abord, ce patron nous dit que les allèles bleu et rouge étaient présents avant la séparation des lignages du chimpanzé et du gorille. Puisque nous savons grâce à l’arbre généalogique des espèces que la population ancestrale commune (gorille/chimpanzé) correspond à la population ancestrale commune (H,G,C), cela confirme que les allèles bleu et rouge faisaient partie de la variation que cette population a maintenu. La deuxième chose à remarquer, c’est que l’allèle jaune est plus ancestral ; en d’autres termes, il a moins de mutations que les allèles rouge et bleu. Cela signifie que l’allèle jaune est plus vieux que les allèles rouge ou bleu. Cela place l’allèle jaune avant l’événement de spéciation (G) / (H,C) sur la phylogénie. De plus, puisque les humains ont l’allèle jaune, il doit avoir été présent dans la population ancestrale commune (H,C) au moment où elle s’est séparée du lignage (G). Si nous rassemblons ces deux informations, cela signifie que l’allèle jaune était aussi présent dans la population (H,G,C). En l’absence de nouvelles mutations (qui sont exclues dans ces analyses) ce patron ne peut être produit que par la présence des trois allèles dans la population (H,G,C). Bien que les espèces d’aujourd’hui ne possèdent chacune qu’un allèle, on peut inférer que leur population ancestrale partagée avait les trois.
Les arbres généalogiques génétiques discordants sont donc une fenêtre ouverte sur le passé qui révèle la diversité génétique d’une population ancestrale, c’est-à-dire le nombre d’allèles qu’elle maintenait pour une région donnée du génome. En comparant de larges sections des données du génome des humains, des chimpanzés et des gorilles, il est possible d’avoir une estimation exacte de la taille de la population ancestrale (H,G,C) (environ 50000 individus). Cette mesure, que l’on appelle la taille effective de la population (notée Ne), est la taille de la population dont on a besoin pour transmettre la quantité observée de variation génétique d’une population ancestrale à aujourd’hui. Le lignage commun ancestral humain/chimpanzé (H,C), estimé par l’usage des mêmes méthodes, aurait aussi eu environ 50000 individus dans son histoire.
Test du modèle avec une espèce en plus : le génome de l’orang-outan.
La séquence du génome de l’orang-outan (terminée en 2011) a donné aux chercheurs l’opportunité de vérifier ces estimations en utilisant un ensemble de données en plus. Le lignage de l’orang-outan se détache de la phylogénie primate d’une population ancestrale commune (la population (H,O,G,C), « O » désignant l’orang-outan), reste donc la population ancestrale (H,G,C), qui passera par la spéciation plus tard :
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En utilisant des estimations faites pour les tailles des populations (H,G,C) et (H,C), les chercheurs ont pu prédire qu’une petite fraction des génomes de l’humain et de l’orang-outan seraient plus proches, c’est-à-dire que le tri de lignées incomplet devrait avoir produit de rares régions du génome dans lesquelles les allèles de l’humain et de l’orang-outan sont plus similaires qu’avec ceux d’autres primates. La valeur attendue de telles régions correspondantes de (H,O) est petite (environ 1.2%) lorsqu’on la compare à la valeur prédite pour les régions correspondantes de (H,G) (environ 25%), en grande partie parce que les humains, les chimpanzés et les gorilles sont passés par la spéciation dans une période temporelle relativement courte, alors que le temps passé entre la divergence de l’orang-outan et celle du gorille est plus long. La fraction de notre génome qui correspond de plus près au génome de l’orang-outan est d’environ 0.8%, un résultat remarquablement proche de la valeur prédite, et cohérent avec les valeurs Ne estimées pour les populations (H,G,C) et (H,C) dans des travaux antécédents. En d’autres termes, lorsqu’on compare les génomes de primates, nous voyons un patron de tri de lignées incomplet, conforme à l’attendu : notre génome correspond à celui des chimpanzés le plus fréquemment, puis à celui du gorille, puis à celui de l’orang-outan. (Soit dit en passant, il est formellement possible qu’une fois que le génome du gibbon aura été séquencé et analysé, il y ait une trace de tri de lignées incomplet pour donner des regroupements des allèles (humain, gibbon), mais il est probable que cette fraction du génome soit trop petite pour être détectée avec fiabilité, puisque les gibbons se détachent de l’arbre des primates bien avant les orang-outans).
En résumé, et pour la suite.
Loin d’être un « problème » pour l’ancêtre commun, le tri de lignées incomplet est une conséquence attendue de populations qui passent par des événements de spéciation, et une fenêtre ouverte sur leur diversité génétique passée. Le résultat final dans une phylogénie, comme nous l’avons vu, est un sous-ensemble de caractéristiques qui ont un arbre généalogique discordant avec l’arbre généalogique des espèces. Dans le prochain billet de cette série, nous explorerons un autre phénomène que révèlent les patrons contradictoires avec un arbre généalogique des espèces: l’évolution convergente.
Pour en savoir plus, lectures complémentaires.
Hobolth A, et al., (2007). Genomic Relationships and Speciation Times of Human, Chimpanzee, and Gorilla Inferred from a Coalescent Hidden Markov Model. PLoS Genet 3(2): e7 (source)
Holboth A., et al. (2011). Incomplete lineage sorting patterns among human, chimpanzee, and orangutan suggest recent orangutan speciation and widespread selection. Genome Research. 2011 March; 21(3) 349. (source)
Dans les derniers billets de cette série, nous avons introduit l’idée que des caractéristiques individuelles (comme les séquences d’un gène individuel) peuvent ne pas toujours correspondre à la phylogénie, ou arbre généalogique des espèces pour un groupe d’organismes apparentés. Le tri de lignéess incomplet en est une cause, des similitudes qui surviennent par des événements indépendants en sont une autre. De telles caractéristiques auraient l’apparence superficielle d’avoir été héritées d’un ancêtre commun, mais seraient en fait des exemples d’homoplasie : des caractéristiques partagées entre des espèces qui n’ont pas été héritées d’un ancêtre commun.
Oiseaux et plumes
Le vol actif chez les oiseaux et certains mammifères (comme les chauves-souris) est un exemple classique d’homoplasie. L’arbre généalogique des espèces des oiseaux, des chauves-souris et des mammifères qui ne volent pas (par exemple les souris) nous montre que toutes les espèces de mammifères sont bien plus proches entre elles qu’avec les oiseaux. Afin d’expliquer la caractéristique du vol actif partagée par les chauves-souris et les oiseaux, il faut donc recourir au modèle de l’homoplasie, et les comprendre comme des événements indépendants qui surviennent sur deux lignages séparés :
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Population ancestrale commune, Bats= chauve souris, Mice=souris, bird=oiseau
L’autre explication possible, que le vol actif est homologue entre les chauves-souris et les oiseaux (et est ainsi présent chez leur dernier ancêtre commun), supposerait que tous les mammifères sauf les chauves-souris auraient perdu cette capacité (pour ne rien dire des séquences ADN qui soutiennent l’arbre généalogique des espèces ci-dessus). Au-delà de cette évidence, il y a aussi de bonnes raisons de penser que le vol actif est survenu indépendamment chez les chauves-souris et les oiseaux en comparant leur anatomie. Les oiseaux utilisent des plumes attachées tout au long de leurs membres supérieurs pour décoller. Par contraste, les chauves-souris utilisent une membrane pour former leurs ailes, et cette membrane est attachée entre leurs doigts ainsi qu’à leur corps :
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Image sources: Bat | Bird
Les deux solutions fonctionnent bien, mais lorsque nous divisons la caractéristique étendue de « vol actif » en ses éléments, nous voyons que si ce caractère dans son ensemble est convergent, les éléments sous-jacents ne le sont pas. Cette observation soutient que le vol actif des oiseaux et des mammifères est survenu séparément.
Homoplasie et homologie
Comment une simple homoplasie d’une séquence ADN peut survenir en utilisant une phylogénie peut être illustré. Supposons que trois espèces ont la séquence suivante pour une portion du même gène :
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En se basant sur ces seules données, la phylogénie la plus simple (la plus parcimonieuse) serait comme suit :
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En se basant sur ces données, on inférerait que la séquence ancestrale est “TCATCC” et la branche de la phylogénie qui conduirait à l’espèce A aurait eu une mutation pour expliquer la différence au niveau de la séquence. En l’absence d’autres indices, cette phylogénie serait la plus appropriée pour ces données.
Cette image bien ordonnée, cependant, pourrait être dérangée par d’autres données, des données qui démontrent que le simple arbre généalogique des espèces que nous avons dessiné ci-dessus est en fait inexact. Dans ce cas, nous devons ordonner les séquences ci-dessus dans un arbre généalogique des espèces différent, ce qui signifie que nous devrons expliquer le patron en utilisant plus qu’un événement de mutation. Examinons un exemple hypothétique pour en montrer le processus.
Supposons que les données des séquences de plusieurs centaines de gènes additionnels sont comparées pour ces trois espèces ainsi que pour un certain nombre d’autres espèces apparentées qu’on ne montre pas sur notre arbre. Supposons aussi que ces données soutiennent fortement un autre arbre que celui que nous avons généré : dans la vaste majorité des cas, les données soutiennent un arbre sur lequel les espèces A et B sont apparentées de près, et l’espèce C apparentée de bien plus loin. Cela nous « forcerait » à redessiner l’arbre généalogique des espèces comme suit, en plaçant nos courtes séquences en un patron différent aux côtés de leurs espèces :
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Supposons également que les données de la séquence ADN pour la séquence de ce gène particulier indiquent avec les espèces additionnelles qui ne sont pas montrées sur notre arbre généalogique des espèces que la séquence ancestrale avait un « T » en deuxième position et non un « C » :
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Il nous faut maintenant rendre compte pour les trois espèces de notre arbre du fait qu’elles n’ont pas une séquence ancestrale en seconde position, ainsi que comprendre les événements mutationnels qui ont conduit au patron que nous voyons ici. Vous noterez que nous sommes toujours contraints de proposer l’explication la plus parcimonieuse pour l’ensemble de ces données, mais pour ce gène particulier, nous sommes forcés d’invoquer des événements mutationnels multiples pour correspondre au patron de l’arbre généalogique des espèces. Nous faisons ce choix, cependant, parce que ce serait encore plus improbable que des événements mutationnels aient formé le patron de centaines d’autres séquences de gène de façon coordonnée ; et ces autres séquences soutiennent cette version de l’arbre généalogique des espèces.
Si vous essayez de « résoudre » l’arbre généalogique génétique en ajoutant des événements mutationnels à l’arbre généalogique des espèces, vous vous rendrez vite compte qu’au moins trois événements mutationnels sont nécessaires pour produire le patron observé. D’autres solutions utilisent plus de trois événements mutationnels, mais elles sont des explications moins probables. L’une des solutions possibles est exposée ci-dessous :
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Sur la branche de la phylogénie qui conduit aux espèces A et B, une mutation (T à G) précède la divergence des espèces A / B (représentée par la barre rouge). Une seconde mutation a lieu ensuite sur le lignage qui conduit à l’espèce B, et change le G en même position en C (représentée par une barre bleue). Indépendamment de cela, le lignage qui conduit à l’espèce C a aussi une mutation sur cette position, qui change le T ancestral en C (représentée aussi par une barre bleue). Le résultat final est que deux séquences (dans les espèces B et C) sont devenues identiques, alors qu’aucune n’a hérité du « C » en seconde position de leur ancêtre commun. En d’autres termes, elles sont arrivées à la même « destination » à partir de points de départs différents, ou ont « convergé » en une séquence commune. On appelle ce phénomène évolution convergente. Pour ces deux espèces, le « C » en seconde position n’est pas homologue (une similitude héritée d’un ancêtre commun) mais plutôt une homoplasie, c’est-à-dire une similitude qui résulte d’événements indépendants sur deux lignages.
Une homoplasie peut être aussi simple qu’un changement de monomères d’ADN (c’est le cas dans cet exemple) ou aussi complexe qu’une réorganisation indépendante de systèmes multiples composés de nombreux gènes et membres du corps qui convergent sur une solution (c’est le cas du vol actif d’oiseaux et de chauves-souris). Dans les deux cas, cependant, nous pouvons déterminer qu’elles sont survenues par des événements indépendants sur des lignages séparés parce que ces caractéristiques ne correspondent pas à des événements uniques sur des arbres généalogiques des espèces.
Le pouvoir de la convergence
Puisque les homoplasies sont comme des marqueurs qui indiquent les événements évolutifs répétés, chercher des homoplasies dans les arbres généalogiques des espèces est utile pour tester des hypothèses sur la reproductibilité de l’évolution, ou sur la fréquence à laquelle des espèces convergent sur des solutions similaires. Il se trouve que l’évolution se répète beaucoup pour nombreux traits généraux. Il existe de nombreux exemples d’innovations répétées et indépendantes au cours de l’histoire évolutive, et nous en examinerons quelques uns dans les billets à venir :
Forme aérodynamique du corps : les formes aérodynamiques du corps de ceux qui ont une vie aquatique comme les poissons, les ichtyosaures, les baleines, les phoques et les oiseaux plongeurs (les pingouins) sont toutes des adaptations indépendantes et convergentes à la vie aquatique.
Vol actif : en plus des oiseaux et des chauves-souris, le vol actif a aussi évolué indépendamment chez les insectes et les ptérodactyles.
Echolocalisation : certains mammifères comme les chauves-souris et les baleines ont indépendamment développé des systèmes qui leur permettent de localiser de la nourriture à travers la détection des échos du son qu’ils génèrent sur les structures et les proies de leur environnement.
Yeux camérulaires : l’évolution répétée des yeux camérulaires (des yeux qui utilisent une lentille) est l’un des exemples les plus frappants de l’évolution convergente. Les yeux camérulaires ont évolué indépendamment chez les cnidaires (certaines méduses), les céphalopodes (comme les calmars et les pieuvres) et les vertébrés (oiseaux, mammifères).
Il faut noter que ces exemples répandus de convergence sont tous formés par l’environnement physique des organismes en question : la perception de la lumières (les yeux), la possibilité de voler dans les airs (les ailes), ou de se déplacer efficacement dans l’eau (corps aérodynamique). On pourrait s’attendre à ce que la présence fixe de ces caractéristiques environnementales conduise à l’adaptation de nombreuses espèces.
Plus profondément
Dans le prochain billet de cette série, nous examinerons de plus près certains exemples de l’évolution convergente au niveau moléculaire, et verrons que dans certains cas, il y a en fait une homologie qui se tapit loin dessous certains événements convergents.
Dans le dernier billet de cette série, nous avons introduit le concept d’homoplasie : une similitude de forme dans deux lignages qui survient par des événements indépendants. Nous avons vu la dernière fois l’exemple du vol actif des oiseaux et des chauves-souris obtenu de façon indépendante par une convergence évolutive, les chauves-souris ayant des ailes faites de membranes et les oiseaux, de plumes. Puisque la dernière population ancestrale commune des oiseaux et des chauves-souris n’avait pas de vol actif, c’est un bon exemple d’homoplasie survenue par une convergence évolutive.
Sous cet événement de convergence, cependant, il y a une connexion plus profonde. Les chauves-souris et les oiseaux sont des tétrapodes, c’est-à-dire des organismes avec quatre membres et une colonne vertébrale. La structure corporelle du tétrapode était déjà une caractéristique de leur dernière population ancestrale commune, et a été maintenue dans les deux lignages. En tant que telles, lorsqu’on les considère strictement comme des membres antérieurs, les ailes des chauves-souris et celles des oiseaux sont des structures homologues. Chez les oiseaux comme chez les chauves-souris, les membres antérieurs ont été formés par la sélection naturelle pour le vol de différentes façons, mais le point de départ pour les deux était une structure homologue. En d’autres termes, sous l’événement de convergence du vol actif des chauves-souris et des oiseaux se trouve une homologie plus profonde : le membre sur lequel les deux lignages ont indépendamment construit une aile. Pour le représenter sur une phylogénie, nous placerions la structure corporelle du tétrapode avant la divergence de tous les tétrapodes, et ferions du vol actif deux événements différents sur les lignages appropriés :
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Des événements de convergence sous-tendus par des homologies plus profondes forment un patron qui est vu de temps à autres dans l’évolution. En fait, ces homologies plus profondes augmentent les chances que des événements de convergence arrivent, puisqu’elles donnent une base commune que des lignages séparés peuvent utiliser pour des innovations indépendantes. Pour les chauves-souris et les oiseaux, les adaptations qui ont conduit au vol étaient possibles parce que les deux lignages avaient des membres antérieurs qui pouvaient être modifiés au cours du temps d’une fonction à une autre. Si cet exemple est au niveau anatomique, ces espèces de « prédispositions » et les événements de convergence qui en surviennent peuvent également être observés au niveau moléculaire.
Les yeux.
Comme nous l’avons mentionné dans le dernier billet de cette série, les yeux camérulaires sont l’un des exemples les plus frappants de l’évolution convergente, puisqu’ils sont apparus indépendamment dans plusieurs lignages (les exemples les plus courants sont les vertébrés, les céphalopodes comme les pieuvres et les calamars, et certaines méduses). Les yeux camérulaires ont une couche cellulaire sensible à la lumière (la rétine) ainsi qu’une lentille qui concentre la lumière sur la rétine. Expliquer la distribution des yeux camérulaires chez ces trois groupes implique d’invoquer trois événements de convergence sur leur phylogénie (les « cnidaires » sont le groupe dans lequel on trouve les méduses) :
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A première vue, il semble absolument improbable que trois lignages apparentés de façon très distante convergent indépendamment à une structure aussi remarquable que celle des yeux camérulaires. Il se trouve, cependant, qu’une homologie clé entre les trois groupes en a augmenté les probabilités : les molécules qui jouent le rôle de détecteurs de lumière.
Dans sa forme la plus basique, la sensation de l’environnement extérieur requiert de l’environnement qu’il induise un changement dans les cellules. Ainsi, la sensation de la lumière requiert un changement induit par la lumière d’un certain type. Les molécules clés de cette fonction dans les trois groupes ci-dessus sont des protéines que l’on appelle des opsines et leurs compagnons chimiques, les rétinals .Chaque protéine opsine a un rétinal, qui lui est lié, et ils jouent ensemble le rôle d’un détecteur de lumière. Les rétinals changent de forme lorsqu’ils interagissent avec la lumière (c’est-à-dire lorsqu’ils absorbent un photon, représenté par un gamma dans le diagramme ci-dessous). Ce changement altère à son tour la forme de l’opsine attachée au rétinal :
Le changement de forme de l’opsine affecte le flux de la charge électrique dans les cellules responsables de la sensation de la lumière, et ces changements de la charge électrique sont ce que le cerveau perçoit et interprète comme la « lumière ».
Le système opsine/rétinal de détection de lumière est très répandu ; en fait, tous les animaux qui peuvent détecter la lumière utilisent ces molécules comme base physique, qu’ils aient des yeux camérulaires ou d’autres types d’yeux (les yeux composés par exemple, ou de simples ensembles de cellules sensibles à la lumière). C’est une preuve solide que le système opsine/rétinal précède la divergence des trois groupes que nous considérons :
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Une fois que nous savons cela, nous voyons que le développement des yeux camérulaires dans ces lignages n’est pas si improbable qu’on l’aurait pensé au départ. Dans les trois cas, ces lignages ont construit un œil camérulaire autour d’un système moléculaire détecteur de lumière préexistant. Les yeux camérulaires en tant que tels sont convergents, mais ils sont basés sur une homologie sous-jacente plus profonde qui a augmenté les probabilités de leur apparition par des modifications successives d’un système ancestral. Et comme nous l’avons vu pour les ailes d’un oiseau et d’une chauve-souris, il y a des différences entre les yeux camérulaires de ces lignages qui soutiennent l’hypothèse que ce sont les résultats d’événements de convergence (l’exemple le plus connu étant le nerf des yeux des vertébrés et celui des céphalopodes qui ont une orientation différente).
L’entendre c’est le croire.
On peut voir un second exemple de la “prédisposition moléculaire” conduisant à la convergence dans la mécanique moléculaire qui sous-tend une forme de perception sensorielle différente : celle des ultrasons par l’audition, requise pour l’écholocalisation chez les chauves-souris et les cétacés à dents. Les deux groupes utilisent une écholocalisation à haute fréquence pour naviguer et chercher une proie dans un environnement où la perception visuelle est limitée voire impossible. Il y a de fortes preuves qui montrent que le développement de l’écholocalisation chez ces deux groupes de mammifères très divergents est dû à l’évolution convergente ; il n’y a pas d’autre mammifère apparenté de plus près à l’un de ces deux groupes qui ait une telle capacité.
La base cellulaire/moléculaire qui détecte les sons chez les mammifères est un ensemble de cellules dans l’oreille prolongées par des extensions qui ressemblent à des cheveux (que l’on appelle cils cellulaires), qui vibrent en réponse à différentes longueurs d’onde de son. Les cils cellulaires changent aussi de longueur et de propriétés vibratoires en réponse à des stimuli auditifs différents. Les vibrations sont utilisées pour changer le flux de la charge électrique de ces cellules, conduisant finalement des signaux au système nerveux, que le cerveau perçoit comme des sons. Tous les mammifères utilisent une protéine que l’on appelle prestine dans leur système auditif. La prestine est une « protéine moteur » qui peut changer la forme d’une cellule en déplaçant les structures internes ; et les mammifères l’utilisent pour modifier les cils cellulaires en réponse au son.
On sait que le système cil cellulaire/prestine précède tous les mammifères, donc il n’est pas surprenant que les cétacés à dents et les chauves-souris utilisent ce système pour entendre. Ce qui est intéressant, cependant, c’est que la prestine ait été formée dans ces deux groupes de manière indépendante par la sélection naturelle pour entendre les sons à haute fréquence (les ultrasons), plus utile pour l’écholocalisation. De fait, sur une phylogénie restreinte aux séquences de prestine, celles des chauves-souris et celles des cétacés à dent semblent être les plus proches, ce qui est en forte contradiction avec l’arbre généalogique des espèces des chauves-souris et des cétacés. Un examen plus approfondi, cependant, montre que ces frappantes similitudes sont le résultat d’une convergence évolutive, et non d’un ancêtre commun plus récent. Dans les deux cas, la protéine de prestine pouvait s’accorder aux longueurs d’ondes ultrasoniques, et des événements mutationnels similaires (mais non identiques) ont été sélectionnés dans les deux lignages en cours de route, ce qui est un exemple de plus d’une « profonde homologie » favorisant des événements de convergence indépendants.
En résumé : l’évolution comme processus non hasardeux.
Une mauvaise conception de l’évolution que je rencontre souvent, c’est qu’elle est surtout un processus hasardeux, principalement influencé par des événements aléatoires. Si nous avons déjà montré que l’évolution a un élément non-hasardeux fort (la sélection naturelle), notre propos sur la convergence évolutive démontre un peu plus que l’évolution peut se répéter de façon importante. Lorsque la sélection naturelle affecte des groupes apparentés de loin d’une façon similaire, nous observons souvent des résultats similaires. Ceux-ci sont dans de nombreux cas favorisés par une histoire (homologie) et atteints par des voies similaires mais non identiques (ce qui démontre que la contingence et la chance sont également présentes). L’évolution est ainsi un équilibre entre événements contingents (des mutations et d’autres événements dus à la chance), et événements non-contingents (la sélection, la convergence évolutive).
Dans le prochain billet de cette série, nous reviendrons à l’écholocalisation des chauves-souris pour explorer la façon dont l’évolution d’une espèce peut être contrainte par celle d’une autre espèce qui a une relation proche avec elle, un phénomène que l’on nomme la coévolution.
Dans le dernier billet de cette série, nous avons examiné l’évolution convergente et l’écholocalisation chez certaines chauves-souris et cétacés à dents. L’écholocalisation permet aux chauves-souris d’accéder à une source de nourriture riche (les insectes) à un moment de la journée où il y a peu de prédateurs mais de nombreuses proies (puisque de nombreux insectes sont plus actifs la nuit pour la même raison : il y a moins de prédateurs nocturnes). Alors que les chauves-souris ont gagné lentement la capacité d’écholocaliser et de chasser la nuit, on peut s’attendre à ce que cette innovation affecte l’évolution de leurs proies. Toute variation chez une population proie avantageuse pour résister à la prédation serait sélectionnée, augmenterait en fréquence au cours du temps, et contribuerait à un changement des caractéristiques moyennes de l’espèce de la proie. Cette évolution des caractéristiques des proies sélectionnerait ensuite une variation chez les chauves-souris, et ainsi de suite, liant effectivement le prédateur et sa proie en une relation où chacun agit sur l’autre comme une force sélective majeure. Une telle relation est un exemple de la coévolution, c’est-à-dire une relation proche entre deux espèces où chacune influe sur l’évolution de l’autre. Pour les prédateurs et les proies, on peut imaginer leur coévolution comme une « course à l’armement », la prédation améliorant ses armes et la proie améliorant ses défenses.
(Soit dit en passant, il est important de noter que dans de nombreux cas, une relation coévolutive longue, stable et type « course à l’armement » ne se forme pas entre les prédateurs et les proies. En ce cas, il peut en résulter l’extinction de l’une des deux espèces, et d’après les fossiles que l’on a retrouvés, l’extinction est une caractéristique très commune de la biodiversité sur des temps longs. Les espèces des prédateurs comme celles des proies peuvent s’éteindre, relâchant leurs « partenaires » de leur influence coévolutive. Les relations coévolutives que nous observons sont donc suffisamment stables pour avoir persisté un certain temps.)
La chauve-souris contre le papillon de nuit
Etant donnée l’efficacité de l’écholocalisation pour attraper des insectes nocturnes, il n’est pas surprenant qu’il y ait plusieurs adaptations dans des espèces d’insectes différentes qui améliorent leurs chances d’éviter d’être mangés par des chauves-souris. L’adaptation la plus basique est un moyen par lequel les insectes peuvent entendre les fréquences ultrasoniques que les chauves-souris utilisent pour l’écholocalisation. Ces organes sensoriels, que l’on appelle les membranes tympaniques, sont composés d’une membrane qui vibre en réponse aux ondes sonores et de cellules associées du système nerveux qui convertissent les ondes en charges électriques potentielles perçues comme du son par le cerveau de l’insecte.
Puisque même une capacité rudimentaire à détecter le son ultrasonique serait clairement un avantage sélectif face à un prédateur qui peut écholocaliser, il n’est pas particulièrement surprenant que les membranes tympaniques qui peuvent détecter les fréquences ultrasoniques soient survenues de façon indépendante de nombreuses fois dans des lignées distinctes d’insectes (ce qui donne un autre exemple étendu de l’évolution convergente). Les membranes tympaniques peuvent être plutôt simples : une petite membrane et quelques cellules associées du système nerveux, ce qui donne de la crédibilité à l’idée qu’elles aient évolué encore et encore.
Au-delà de la simple capacité à entendre l’approche d’une chauve-souris, les insectes possèdent une série d’adaptations couplées à la détection des fréquences ultrasoniques. Dans de nombreux cas, les patrons de vol erratique (comme les plongeons, les boucles, et même la chute libre) sont déclenchés par la détection de chauves-souris qui écholocalisent à proximité. Détecter les signaux plus faibles de chauves-souris plus distantes produit souvent un mécanisme de survie plus basique : s’éloigner de la source du son. Dans les deux cas, la sélection naturelle qui agit sur la variation à l’intérieur des populations des insectes est la source probable de ces adaptations ; alors que les chauves-souris ont commencé à utiliser l’écholocalisation pour chasser les insectes, les insectes qui possédaient la variation qui réduisait les chances de la réussite de la prédation se sont reproduits à plus grande vitesse, affinant ces réponses au cours du temps pour former ce que nous observons aujourd’hui.
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Prédateur et proie : le papillon de nuit Bertholdia trigonia combat l’écholocalisation de la chauve-souris en produisant un son ultrasonique. (Image source: bat / moth)
Le papillon de nuit contre la chauve-souris
Certains papillons de nuit ont développé un mécanisme innovant en défense contre les chauves-souris qui écholocalisent : ils utilisent leurs membranes tympaniques pour produire des sons ultrasoniques en réponse à la détection des cris ultrasoniques des chauves-souris. Chez certaines espèces de papillons de nuit, cette réponse acoustique prévient les chauves-souris qu’ils sont toxiques et inappropriés à la consommation. Puisque les chauves-souris peuvent apprendre à éviter de tels papillons de nuit, on comprend que les espèces toxiques de papillons de nuit signalent leur présence pour ne pas être pris pour des espèces comestibles. Puisque des couleurs vives et autres démonstrations visibles (comme on les trouve sur d’autres insectes toxiques) ne peuvent être utilisées pour avertir les prédateurs la nuit, des sons caractéristiques sont employés à la place. Pour accomplir cela, le papillon de nuit fait vibrer sa membrane tympanique pour produire des ondes ultrasoniques que la chauve-souris entendra (puisque les chauves-souris écoutent ces mêmes fréquences pour l’écholocalisation). Les chauves-souris finissent par associer cette signature acoustique du papillon de nuit à leur goût toxique et non comestible, et évitent par la suite les autres papillons de nuit qui produisent le même son. En moyenne, les papillons de nuit qui produisent ce son éviteront avec plus de probabilité la prédation des chauves-souris (bien que certains membres de l’espèce des papillons de nuit doivent payer le prix ultime pour l’éducation des chauves-souris naïves).
Le papillon de nuit Bertholdia trigonia utilise cette approche et l’élève à un autre niveau. Non seulement il émet un bruit ultrasonique en réponse à l’approche d’une chauve-souris, mais en plus il interfère directement avec la capacité de la chauve-souris à écholocaliser. Les papillons de nuit qui ne font qu’utiliser un son pour avertir de leur toxicité émettent des signaux dans un patron qui ne produit pas d’interférence avec l’écholocalisation de la chauve-souris, mais le Bertholdia émet des explosions ultrasoniques qui provoquent une saturation. Des travaux récents sur ces papillons de nuit et leurs prédateurs chauves-souris ont distingué l’effet d’avertissement et l’effet de saturation en utilisant des chauves-souris habituées aux papillons de nuit et les poursuivant activement comme proie. La capacité des chauves-souris concentrées sur la capture des papillons de nuit était entravée quand les papillons de nuit étaient capables d’explosions ultrasoniques. Souvent, les chauves-souris perdaient le papillon de nuit dans les dernières étapes de leur attaque et revenaient au « mode recherche » au lieu de capturer le papillon de nuit. Les papillons de nuit incapables d’utiliser des contre-mesures ultrasoniques (à cause d’une ablation chirurgicale de leurs membranes tympaniques) étaient par comparaison des proies faciles. Cet exemple d’interférence active avec un prédateur qui écholocalise est jusqu’ici le seul que l’on connaisse dans la nature et représente un exemple frappant d’un trait formé par la coévolution. Une hypothèse actuelle est que le signal « de saturation » était à l’origine un signal d’avertissement, puisqu’avertir et/ou saturer ne sont pas des effets mutuellement exclusifs pour la signature acoustique d’une espèce ancestrale de papillons de nuit, surtout si cette espèce n’était pas toxique à tous les prédateurs potentiels.
Devant cette innovation, la balle est maintenant dans le camp des chauves-souris, pour ainsi dire, et les chauves-souris qui possèdent la variation qui leur permet de capturer ces papillons de nuit plus efficacement pourront laisser plus de descendants que les individus qui ne l’ont pas.
Dans le prochain billet de cette série, nous explorerons un type de relation encore plus intime entre les espèces : celle qui existe entre les parasites et leurs hôtes.
Dans le dernier billet de cette série, nous avons introduit le concept de coévolution, qui consiste en l’interaction réciproque entre deux espèces qui peut avoir une influence évolutive majeure sur ces deux espèces. Dans certains cas, deux espèces peuvent s’influencer mutuellement voire entretenir une relation proche et à long terme. De telles relations sont des exemples de symbiose (littéralement, « vivre ensemble »). Comme on peut s’y attendre, des relations symbiotiques sont d’excellents lieux pour explorer la coévolution. De fait, la proximité d’une relation symbiotique peut conduire à ce que l’on appelle la co-spéciation : la spéciation simultanée de deux espèces en tandem en conséquence de leur association proche.
Parasitisme et co-spéciation
On trouve un type (plutôt désagréable) de relation symbiotique entre les parasites et leurs hôtes. Certains parasites sont obligatoires, au sens où ils se restreignent à une seule espèce hôte et dépendent d’elle pour leur survie et leur reproduction. Dans ce cas, l’espèce hôte constitue effectivement l’environnement de l’espèce des parasites. Etant donnée l’association étroite des deux espèces, il n’est pas surprenant que dans de nombreux cas on trouve des preuves de la co-spéciation des parasites avec l’espèce hôte. Lorsque l’espèce hôte passe par la spéciation (à commencer par une isolation reproductive entre deux populations, comme nous l’avons vu précédemment), un parasite obligatoire se divisera aussi en deux populations distinctes génétiquement isolées. Si au cours du temps l’espèce hôte se divise en deux espèces complètement séparées (rendant l’isolement génétique permanent), alors il est probable que les populations parasites divergeront aussi suffisamment pour être reconnues comme deux espèces différentes. Dans le cas de la co-spéciation, la phylogénie de l’espèce hôte et de l’espèce parasite correspondent, avec des temps de convergence identiques :
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« Host species »: espèce hôte. » Parasite species »: espèce parasite
On peut trouver un exemple de co-spéciation hôte/parasite dans des études sur les poux des primates. Les poux sont des parasites obligatoires qui se nourrissent du sang de leurs hôtes, et de nombreuses espèces de primates ont une espèce unique de poux (humains inclus). Pour les humains, les chimpanzés et les gorilles, la phylogénie de leurs poux correspond à celle des leurs primates hôtes, et l’on trouve les parents les plus proches des poux sur les parents les plus proches des primates :
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« Lice » = poux
Au-delà de la correspondance entre les patrons de spéciation, les dates de divergence des poux du corps de l’humain et du chimpanzé correspondent à celles de la spéciation entre l’humain et le chimpanzé. Les poux de corps de l’humain et du chimpanzé se sont séparés il y a environ 5,6 millions d’années, ce qui concorde avec l’âge estimé de la divergence entre l’humain et le chimpanzé (il y a 4.5-6.0 millions d’années), bien que cette estimation soit basée sur un échantillon très limité de séquences de gène de l’espèce de pou.
Au contraire, la séparation entre la population ancestrale commune des deux espèces Pendiculus et Pthirus (il y a environ 11.5 millions d’années) ne correspond pas aussi bien à l’événement de spéciation des primates (la divergence du lignage du gorille de celui qui a conduit à la population ancestrale commune des humains et des chimpanzés, il y a environ 6-8 millions d’années). Les données suggèrent ainsi un événement de co-spéciation simple pour le Pendiculus humanus et le Pendiculus schaeffi, mais une histoire plus complexe pour le Pthirus. Il est possible (le fait que cette date soit aussi basée sur des données limitées mis à part) que les temps de divergence du pou et du primate soient corrects, et que l’événement de spéciation du pou précède celui du primate. Cela peut arriver si le parasite maintient des populations séparées au sein de la population hôte pendant une longue période, d’autant plus s’il y a possibilité d’échange entre des hôtes à parenté proche. Chose intéressante, il y a des preuves d’un tel effet dans des populations d’aujourd’hui de Pendiculus humanus – certaines populations du parasite semblent avoir été séparées il y a plus longtemps que la date d’existence de notre espèce. Un ancien lignage du Pendiculus humanus découvert dans le Nouveau Monde seulement (Amérique du Nord et du Sud) a divergé du Pendiculus humanus de l’Ancien Monde il y a environ 1 million d’années et est arrivé avec les humains qui ont migré par le pont terrestre de la Béringie en venant d’Asie. Cette séparation ancienne entre les lignages du Pendiculus humanus précède l’arrivée de notre propre espèce dans les traces fossiles il y a environ 200 000 ans. Que nous portions un lignage si ancien d’un parasite obligatoire parce que certaines populations humaines l’ont attrapé par un lignage hominidé apparenté dans l’Ancien Monde, et ce avant la migration vers l’Amérique du Nord, est une première hypothèse : un exemple d’échange d’hôte. Cette hypothèse a reçu récemment le soutien de preuves génomiques indiquant une reproduction entre certaines populations humaines et d’autres groupes d’hominidés (les hommes de Néandertal et les hominidés de Denisova), ce qui donnerait le contact proche nécessaire pour un échange d’hôte, surtout si les lignages des Néandertaliens et/ou des hominidés de Denisova étaient auparavant en contact avec des groupes plus anciens comme ceux des Homo erectus. Il sera intéressant de voir si cette hypothèse continue à être soutenue alors qu’on rassemble et analyse plus de données génétiques des populations des poux du corps humain.
Mutualisme et co-spéciation
Au contraire du parasitisme, certaines relations symbiotiques mutuellement bénéfiques peuvent survenir entre les espèces. La relation frappante entre certaines plantes et leurs insectes pollinisateurs est un exemple de cet effet (que l’on nomme mutualisme). Certains insectes et plantes ont une relation réciproque obligatoire : l’insecte est le seul pollinisateur de la plante, et la plante et la seule source d’alimentation pour le développement des larves de l’insecte. Dans ce cas, la relation est bénéfique aux deux espèces : la plante a pour bénéfice un pollinisateur hautement efficace, et l’insecte une source d’alimentation ajustée à ses larves.
Les nombreuses espèces de figuiers sont un groupe de plantes qui utilisent l’insecte pollinisateur obligatoire. Presque chaque espèce de figuier (et il en existe des centaines de par le monde) abrite une espèce séparée de guêpes du figuier qui agit comme son pollinisateur obligatoire et en retour ne peut développer ses larves que sur ce figuier. Les guêpes du figuier doivent se développer à l’intérieur d’une figue en développement, et les figuiers ont besoin des guêpes du figuier pour être pollinisés. Sans grande surprise, cette relation mutuelle et symbiotique est aussi une recette pour la co-spéciation. Une analyse récente de plus de 200 paires de figuiers/guêpes (parmi les plus de 750 paires d’espèces connues dans le monde) soutient fortement l’hypothèse de la co-spéciation pour la vaste majorité, avec un échange d’hôte limité entre les groupes à parenté proche. Pour ces guêpes, la large diversification de leurs arbres hôtes a été une force majeure dans leur évolution.
Dans le prochain billet de cette série, nous explorerons un niveau encore plus profond de la symbiose : l’endosymbiose, lorsqu’une espèce vit au sein d’une autre, et nous examinerons les preuves que les mitochondries et chloroplastes modernes descendent de procaryotes libres.
Reed DL, et al., (2007). Pair of lice lost or parasites regained: the evolutionary history of anthropoid primate lice.BMC Biology, 5:7. http://www.biomedcentral.com/1741-7007/5/7
George Neville : « … le registre fossile continue toujours d’être composé principalement par des fossés[5]. »
Super contre argument 
Vaut mieux enterrer tout ça. 
