English German Espagnol Portugese Chinese Japanese Arab Rusian Italian Norvegian Dutch Hebrew Polish Turkish Hindi
Accueil du site > 02 - Livre Deux : SCIENCES > Evolution ou révolution des espèces ? > L’espèce vivante, une catégorie dialectiquement contradictoire

L’espèce vivante, une catégorie dialectiquement contradictoire

mardi 6 octobre 2020, par Robert Paris

« A notre époque, l’idée du développement, de l’évolution, a pénétré presque entièrement la conscience sociale, mais par d’autres voies que la philosophie de Hegel. Cependant, cette idée, telle que l’ont formulée Marx et Engels en s’appuyant sur Hegel, est beaucoup plus vaste et plus riche de contenu que l’idée courante de l’évolution. Un développement qui semble reproduire des stades déjà connus, mais sous une autre forme, à un degré plus élevé ("négation de la négation") ; un développement pour ainsi dire en spirale et non en ligne droite ; un développement par bonds, par catastrophes, par révolutions, "par solutions de continuités" ; la transformation de la quantité en qualité ; les impulsions internes du développement, provoquées par la contradiction, le choc des forces et tendances diverses agissant sur un corps donné, dans le cadre d’un phénomène donné ou au sein d’une société donnée ; l’interdépendance et la liaison étroite, indissoluble, de tous les aspects de chaque phénomène (et ces aspects, l’histoire en fait apparaître sans cesse de nouveaux), liaison qui détermine le processus universel du mouvement, processus unique, régi par des lois, tels sont certains des traits de la dialectique, en tarit que doctrine de l’évolution plus riche de contenu (que la doctrine usuelle). (Voir la lettre de Marx à Engels en date du 8 janvier 1868, où il se moque des "trichotomies rigides" de Stein, qu’il serait absurde de confondre avec la dialectique matérialiste.) » Lénine, dans "Karl Marx"

« La nature n’a fourni ni classe, ordre, ni genre, ni espèces constantes [...] les espèces se fondent les unes dans les autres. » déclarait Lamarck.

Il n’était pas contredit sur ce point par Darwin

L’espèce vivante, une catégorie dialectiquement contradictoire

La théorie de l’évolution connue comme la description de l’histoire du vivant utilise la notion d’espèce comme notion de base, comme unité de la transformation mais cette notion, qui peut paraître évidente à première vue par la différence d’apparence, l’est d’autant moins que l’on cherche à mieux la définir. On pourrait se dire qu’un changement de variété est un petit changement et un changement d’espèce un gros changement mais quel est le petit et quel est le gros ? L’interfécondité n’est pas non plus un critère évident. L’absence d’interfécondité peut en un sens fabriquer à la longue des espèces différentes mais il n’est pas sûr que deux espèces différentes et proches ne soient jamais interfécondes biologiquement. L’absence d’interfécondité n’a pas comme seule cause la différence d’espèce. Il y a aussi l’isolement géographique, les différences anatomiques, comportementales, les différences d’habitudes sexuelles. L’incompatibilité biologique n’est que l’une des causes possibles. Et même elle ne décrit pas exactement la divergence des espèces car elle peut être conséquence de la divergence aussi bien que cause.

D’autre part, il existe des possibilités que des espèces différentes se transmettent des parties du matériel génétique, modifiant ainsi leur descendance. La frontière entre les espèces n’est pas étanche. Un exemple de cette « transmission horizontale » est fourni par l’Agrobacterium tumefaciens, une bactérie commune qui vit dans le sol et s’attaque aux végétaux. S’il parvient à s’introduire dans une plante, il y insère une partie de son ADN. Loin d’être aussi évidente qu’il y paraît, la définition de l’espèce vivante pose de multiples problèmes.

voir ici

Dès l’abord, la notion d’espèce vivante est l’objet d’une contradiction dialectique : la notion d’espèce fige puisque les descendants d’une espèce ne peuvent qu’être de la même espèce alors que la notion d’espèce est liée à celle d’évolution des espèces par laquelle cette espèce est apparue, notion qui prévoit au contraire l’apparition de nouvelles espèces.

Sans arrêt des espèces apparaissent et disparaissent. Par exemple ici des espèces de mammifère récemment apparus :

Cliquer ici

Ou encore des nouvelles espèces d’amphibiens :

Cliquer ici

Nouvelles espèces de plantes

Nouvelles espèces de poissons

Ou encore de reptiles

Nous allons voir ensuite que ce n’est pas le seul sens par lequel l’espèce serait dialectique. Ainsi, la frontière entre espèces est-elle floue, changeante, dépendante d’interactions entre espèces et avec le milieu.

L’évolution des espèces est elle-même dialectique, sujette à des sauts qualitatifs et très loin de la lente évolution graduelle et continue que l’on a d’abord imaginée.

Darwin ignorait les connaissances de biologie génétique qui allaient être développées seulement après sa mort et ne risquait donc pas à s’aventurer pour expliquer la formation d’espèces nouvelles même si son ouvrage fameux s’appelait « L’origine de l’évolution des espèces ». Aujourd’hui, on distingue deux sortes d’évolutions : anagenèse et cladogenèse. Dans le premier cas, l’espèce tout entière se transforme et dans le deuxième, plusieurs divergences apparaissent en lignées génétiques différentes. Si ces lignées se séparent géographiquement et de manière comportementale, elles ne vont plus s’accoupler et vont fonder des espèces différentes.

Le découvreur des mutations génétiques De Vries a écrit en 1905 :

« Il y a une réelle différence entre les espèces élémentaires et les variétés. Les premières sont toutes de même valeur et constituent, par leur agrégation, les espèces de la systématique. Les secondes sont habituellement dérivées de types réels et existant encore. Les espèces élémentaires sont, en un sens, indépendantes les unes des autres, tandis que les variétés sont de nature dérivée. »

Mais De Vries constate que les espèce ont la plupart du temps un état inchangé et que c’est seulement dans des époques particulières ou « périodes de mutabilité » qu’elles entrent dans une phase saltatoire, ce qui était très différent de la thèse qui allait prédominer ensuite. De Vries écrit en 1909 :

« Contrairement à la forme actuellement dominante de la théorie de la sélection, la théorie des mutations met l’accent sur les changements discontinus et soudains et considère que seuls ceux-ci ont un rôle dans la formation des espèces. »

Comme on le sait le courant principal du néo-darwinisme, appelé aussi théorie synthétique de l’évolution, a mis en avant la gradualité et l’adaptation, affirmant que les grands changements découlaient de l’accumulation des petits.

L’idée que les grands changements (spéciation) seraient nécessairement le produit d’accumulation de petits (micro-évolution) a été battue en brèche, notamment par Gould. L’idée d’opposition entre grands changements et petits changements n’est pas évidente non plus.

L’idée d’évolution est rendue encore plus complexe par la coévolution des espèces qui suppose qu’une évolution favorisée de manière darwinienne ne le soit pas seulement en fonction d’une seule espèce mais de plusieurs évoluant ensemble.

Darwin écrit : « Mais le seul fait de l’existence de variabilités individuelles et de quelques variétés bien tranchées, quoique nécessaires comme point de départ à la théorie, nous aide fort peu à comprendre comment se forment les espèces à l’état de nature, comment se sont perfectionnées toutes ces admirables adaptations d’une partie de l’organisme dans ses rapports avec une autre partie, ou avec les conditions de vie, ou bien encore les rapports d’un être organisé avec un autre. Les caractéristiques du pic ou du gui nous offrent un exemple frappant de ces admirables coadaptations. Peut-être les exemples suivants sont-ils un peu moins frappants, mais la coadaptation n’en existe pas moins entre le plus humble parasite et l’animal ou l’oiseau aux poils ou aux plumes desquels il s’attache. »

L’idée de la plupart des transformistes prédarwiniens étaient que les modifications s’étaient faites en positif : « pour » réaliser telle ou telle modification nécessaire. Des nécessités fonctionnelles guideraient une évolution directive, de progrès. Darwin, au contraire, a proposé un fonctionnement aveugle, en un double mécanisme contradictoire (la sélection et la variation) et, qui plus est, agissant par négation (l’élimination). Il a inventé la création par suppression pour concevoir la formation des espèces nouvelles. Notion dialectique s’il en est, la conception darwinienne proposait plusieurs renversements conceptuels allant dans le même sens, celui de la remise en cause des logiques linéaires et de la logique métaphysique*, pour favoriser une logique dialectique et matérialiste.

On comprend que Karl Marx ait considéré que « L’origine des espèces » était un grand pas en avant dans la lutte des idées, allant bien au-delà des précédents transformismes. Tout d’abord, Darwin proposait que l’ordre soit issu du désordre. Le point de vue est dialectique puisque c’est la négation de la destruction par sélection naturelle aveugle qui produit le changement, le nouvel ordre. C’est la lutte désordonnée des individus pour la vie qui est le moteur des transformations, et non un mécanisme directif, orienté en vue d’un but. Ensuite, il y a interaction d’échelle des transformations entre le niveau individuel et collectif. C’est l’individu qui vit les contraintes de l’environnement, mais c’est l’espèce qui regroupe et réalise les transformations. Enfin, il y a des sauts dans l’évolution.

Lénine écrit dans « Ce que sont les amis du peuples et comment ils luttent contre les sociaux-démocrates » : « De même que Darwin a mis fin à la conception selon laquelle les espèces d’animaux et de plantes n’étaient nullement liées entre elles, étaient accidentelles, crées par dieu et immuables, et qu’il fut le premier à donner une base entièrement scientifique, à la biologie, en établissant la variabilité et la continuité des espèces, de même Marx a mis fin à la conception selon laquelle la société est un agrégat mécanique d’individus qui subit toutes sortes de changements au gré des autorités (ou, ce qui revient au même, au gré de la société et du gouvernement) ; il fut le premier à donner une base scientifique à la sociologie en établissant le concept de formation économique de la société comme un ensemble de rapports de production donnés ; en établissant que le développement de ces formations est un processus d’histoire naturelle. (…) Et, de même que le transformisme ne prétend pas du tout expliquer toute l’histoire de la transformation des espèces, mais simplement placer les méthodes de cette explication sur un terrain scientifique, de même le matérialisme en histoire n’a jamais eu la prétention d’expliquer tout, mais simplement d’indiquer la méthode, « la seule scientifique », pour employer l’expression de Marx (Le Capital), d’expliquer l’histoire. »

Stephen Jay Gould expliquait dans « Le pouce du panda » : « Eldredge et moi faisons référence à ce mécanisme sous le nom de système des équilibres ponctués. (...) Si le gradualisme est plus un produit de la pensée occidentale qu’un phénomène de nature, il nous faut alors étudier d’autres philosophies du changement pour élargir le champ de nos préjugés. Les fameuses lois de la dialectique reformulées par Engels à partir de la philosophie de Hegel, font explicitement référence à cette notion de ponctuation. Elles parlent par exemple de ’’ la transformation de la quantité en qualité’’. La formule laisse entendre que le changement se produit par grands sauts suivant une lente accumulation de tensions auquel un système résiste jusqu’au moment où il atteint le point de rupture. »

Le géologue et paléontologue Stephen Jay Gould écrit dans « Un hérisson dans la tempête » : « Il nous faut comprendre au sein d’un tout les propriétés naissantes qui résultent de l’interpénétration inextricable des gènes et de l’environnement. Bref, nous devons emprunter ce que tant de grands penseurs nomment une approche dialectique, mais que les modes américaines récusent, en y dénonçant une rhétorique à usage politique. La pensée dialectique devrait être prise plus au sérieux par les savants occidentaux, et non être écartée sous prétexte que certaines nations de l’autre partie du monde en ont adopté une version figée pour asseoir leur dogme. (…) Lorsqu’elles se présentent comme les lignes directrices d’une philosophie du changement, et non comme des préceptes dogmatiques que l’on décrète vrais, les trois lois classiques de la dialectique illustrent une vision holistique dans laquelle le changement est une interaction entre les composantes de systèmes complets, et où les composantes elles-mêmes n’existent pas a priori, mais sont à la fois les produits du système et des données que l’on fait entrer dans le système. Ainsi, la loi des « contraires qui s’interpénètrent » témoigne de l’interdépendance absolue des composantes ; la « transformation de la quantité en qualité » défend une vision systémique du changement, qui traduit les entrées de données incrémentielles en changements d’état ; et la « négation de la négation » décrit la direction donnée à l’histoire, car les systèmes complexes ne peuvent retourner exactement à leurs états antérieurs. »

Gould rappelle dans sa dernière synthèse théorique intitulée « La structure de la théorie de l’évolution » :

« L’inclinaison générale au gradualisme, dont tant d’entre nous font preuve, traduit une position métaphysique, liée à l’histoire moderne des sociétés occidentales : elle ne dérive pas de l’observation empirique précise, liée à l’étude objective du monde naturel. (...) Nous étions également obligés de nous demander quel était le contexte culturel de nos vues ponctualistes. Nous avons donc commencé par écrire que « d’autres conceptions du changement sont bien connues en philosophie. » Et nous avons alors discuté de la plus évidente d’entre elles : la dialectique hégélienne et sa redifinition par Marx et Engels, en tant que théorie du changement social révolutionnaire dans l’histoire humaine. » Une espèce vivante est sans cesse entre la conservation de l’espèce et sa transformation, toujours sur le fil et déstabilisable en cas de changement brutal des conditions extérieures. On peut bel et bien parler de dialectique du vivant, comme de dialectique de la matière. Dans « Le vivant », le biologiste François Dagognet affirme : « On n’en finirait pas, d’examiner les paradoxes ou les propriétés antinomiques qui conviennent au corps, énigme majeure. » Les grandes mutations des espèces se déroulent par divergence au sein d’une espèce puis destruction de l’ancienne forme. C’est ce qui distingue les changements radicaux d’espèce (les spéciations ou macro-évolutions que nous appellerons révolution des espèces) des petites évolutions au sein d’une espèce.

Comment se fait-il que la frontière des espèces soit floue ? Parce qu’elle est dialectique !

Le mathématicien Stéphane Dugowson expose dans la revue « Pour la science » de décembre 2006 dans un article intitulé « Les mathématiques des frontières floues » cette nécessité de changement de philosophie : « En tous domaines, nous nous étonnons que des frontières se révèlent floues. Il y a pourtant des raisons mathématiques de penser que, s’agissant des frontières, le flou n’est pas l’exception mais la règle, et que c’est au contraire la netteté qui est exceptionnelle. (...) J’ai qualifié ces frontières de dialectiques, car elles articulent deux « logiques » de l’espace, régissant respectivement l’intérieur et l’extérieur des parties de l’espace considéré. On peut montrer que les structures dialectiques s’organisent en hiérarchies (...) ce qui permet de les combiner. (...) Les structures dialectiques conduisent ainsi naturellement à considérer des frontières floues. » Lénine expose dans « Matérialisme et empiriocriticisme » la particularité fondamentale de la dialectique dans l’étude de la matière : « Le matérialisme dialectique insiste sur (...) l’absence de lignes de démarcations absolues dans la nature, sur la transformation de la matière mouvante d’un état en un autre, celui-ci apparemment incompatible de notre point de vue avec celui-là, etc… Aussi singulière que paraisse du point de vue du « bon sens » la transformation de l’éther impondérable (vide) en matière pondérable (masse) et inversement, (...) tout cela ne fait que confirmer une fois de plus le matérialisme dialectique. (...) A notre époque, l’idée de développement, d’évolution, est presque totalement entrée dans la conscience sociale, mais par d’autres voies que celles de la philosophie de Hegel. Cependant cette idée, telle que l’ont formulée Marx et Engels, s’appuyant sur Hegel, est beaucoup plus complète, beaucoup plus riche, que l’idée courante d’évolution. Un développement qui semble reproduire des stades déjà franchis mais les reproduire autrement, sur une base plus élevée (« négation de la négation »), développement pour ainsi dire en spirale et non en ligne droite ; un développement par bonds, par catastrophes, par révolutions ; des « solutions de continuité » ; la transformation de la quantité en qualité ; des impulsions internes à se développer, provoquées par la contradiction, le heurt de forces et de tendances différentes agissant sur un corps donné ou dans les limites d’un phénomène donné ou à l’intérieur d’une société donnée ; une interdépendance et une liaison très étroite, indissoluble, de tous les aspects de chaque phénomène (ces aspects, l’histoire en fait apparaître sans cesse de nouveaux), liaison dont résulte le processus universel du mouvement (...) » Dans cet ouvrage, Lénine combat toute tentative de ramener la matière à un réductionnisme (« L’électron est tout aussi inépuisable que l’atome. ») et toute tentative d’en déduire la fin du matérialisme (celle des positivistes* -voir annexes - du courant de Mach). Il ne développe pas son matérialisme pour en faire une philosophie de la seule nature, il en fait une arme de compréhension de l’ensemble des processus naturels, humains et sociaux, une méthode révolutionnaire de pensée sur le monde, particulièrement indispensable à ses yeux pour combattre la nouvelle domination de classe, celle du capitalisme.

Le réductionnisme en matière d’espèce a existé en termes génétiques. Il s’agissait d’affirmer qu’à une espèce donnée correspondait des gènes particuliers. Ce qui est vrai, c’est que la séparation entre deux espèces entraîne des évolutions divergentes du matériel biologique des gènes. Par contre, la séparation n’est pas causée par la divergence du contenu biochimique des gènes. Des gènes d’espèces différentes peuvent parfaitement fonctionner pour les unes comme pour les autres. On a constaté que des homéogènes marchaient pour la plupart des espèces vivantes.

Ce qui détermine le moment de formation de l’organe, ce sont les gènes du développement. Ce sont les gènes Hox, dits encore gènes architectes, qui permettent la réalisation du plan d’organisation et donnent au développement ses étapes, son sens. On retrouve les Hox non seulement chez la souris, la drosophile ou l’homme mais chez tous les pluricellulaires. Il y a correspondance entre chaque gène et une zone du corps. Ces gènes s’expriment successivement suivant leur place dans le cordon ADN correspondent non seulement à l’ordre des zones du corps mais aussi à l’ordre temporel de fabrication de ces zones. Il y a une durée d’expression de chaque gène. Il y a un début et une fin de l’intervention de chaque gène qui est déterminée par l’action d’un gène régulateur. Celui-ci peut activer ou inhiber le gène Hox. Il reste un problème à résoudre qui est une question d’auto-organisation des systèmes dissipatifs, étudiée comme telle par Alan Turing et Brian Goodwin. Les gènes Hox ne se contentent pas de fabriquer un membre ou un système comme le système urogénital, ils précisent dans quelle direction le membre ou l’organisme doit se développer. C’est Wolpert qui en a donné l’interprétation en développant une idée de Turing dont on a parlé précédemment. C’est un phénomène de disposition spatiale par rapport aux voisins proches, au sein d’un tissu en croissance. C’est ce que Wolpert appelle l’information de position. En effet, ce qui permet de fabriquer un individu c’est que les cellules ne se contentent pas de se multiplier ou de se diversifier : elles connaissent leur position au sein d’un tissu en croissance. Mais comment font-elles pour le savoir, pour organiser l’espace. Et comment les différents organes de l’individu se retrouvent bien à leur place par rapport à l’avant/arrière du corps et par rapport à la symétrie dos/face ? Ce sont les gènes Hox qui assignent une identité spatiale aux cellules embryonnaires le long des différents axes du corps. En coloriant ces zones par des couleurs, bleu, blanche ou rouge, Wolpert arrive à la fameuse image du drapeau français. La forme réalisée est un drapeau tricolore mais ce n’est pas tout à fait le drapeau national bien connu car celui des Hox est doué d’auto-régulation avec des effets de seuil. Au fur et à mesure de la différenciation cellulaire, les cellules vont savoir se grouper en fonction de leur type grâce à des messages inter-cellulaires et cette transformation est irréversible. Ce phénomène est non seulement spatial mais temporel. En fonction du temps passé à la réalisation de telle ou telle tâche du programme, la tâche suivante sera ou non enclenchée, avancée ou retardée. Donc les gènes Hox expriment un programme, non prévu d’avance, d’auto-organisation spatio-temporel suivant sur la manière dont le processus se réalise à chaque fois. Le fait qu’il en résulte un individu semblable ne provient pas d’un modèle tout fait imité mais du fait que les gènes Hox agissent dans l’ordre de leur position dans l’ADN. Les gènes Hox permettent de concevoir le mode de régulation du développement, c’est-à-dire le lien entre deux niveaux fondamentaux du vivant : le programme génétique et la morphologie des individus. De petites mutations sur les gènes Hox peuvent causer des modifications importantes des horloges du développement, entraînant des changements morphologiques radicaux. Il n’y a pas de liaison linéaire entre génétique et morphologie. Finalement les gènes Hox ne construisent pas eux-mêmes l’organisme mais donnent aux cellules les propriétés qui leur permettent de le construire. Les gènes du développement ne sont pas un simple programme duplicatif. Un gène va bien lancer la fabrication d’un oeil, mais ce gène est seulement un gène de pilotage de milliers d’autres gènes de structure. Le fonctionnement des gènes du développement est hiérarchisé et il l’est à trois degrés : d’abord les gènes de structure, puis les gènes architectes et enfin les gènes régulateurs supérieurs. Un gène régulateur pilote de milliers de gènes de structure. Les gènes architectes sont un petit nombre de gènes qui envoient des ordres à des gènes dits ouvriers et commandent ainsi aux diverses opérations visant à lancer des développements du corps, de la tête, des membres. Le pilotage, l’activation et l’arrêt des gènes architecte est réalisé par des gènes de régulation. En somme, il y a celui qui bâtit, celui qui donne le plan de la maison et répartit les tâches, et enfin celui qui ordonne d’agir ou d’arrêter le travail. Le mot clef du développement est donc celui d’organisation. C’est l’attribution de fonctions aux différents modules des gènes du développement qui change sous l’action des gènes régulateurs, les homéogènes. Certains gènes peuvent être activés ou inhibés, ce qui explique aussi qu’un même ADN de la cellule originelle de l’individu puisse servir à produire des cellules d’un grand nombre de types différents. François Jacob, dans sa conférence, déjà citée déclarait : « chez la mouche ont été mise en évidence les gènes qui assurent dans l’oeuf la mise en place des axes du futur embryon, puis qui découpent le corps de l’embryon en segments, puis ceux qui déterminent le destin et la forme de chacun de ces segments. A la stupéfaction générale, ces mêmes gènes ont été retrouvés chez tous les animaux examinés ; coup sur coup grenouille, ver, souris, homme. Qui eut dit, il y a encore quinze ans que les gènes qui mettent en place le plan d’un être humain sont les mêmes que ceux fonctionnant chez une mouche ou chez un ver ? » Gould écrit dans « Quand les poules auront des dents » : « Nous avons trois niveaux hiérarchiques de contrôle : les gènes de structure qui construisent les différentes parties de chaque segment, les gènes régulateurs homéotiques qui déclenchent la mise en service des batteries de gènes de structure, et les gènes régulateurs supérieurs qui déclenchent la mise en service des gènes homéotiques au moment et à l’endroit voulu. » Il n’y a pas de gène qui soit relié linéairement à un pied. On a greffé un gène de patte de souris chez un poulet, et c’est une patte de poulet qui a poussé. Le gène de patte dit seulement : « tu allonges un membre ». Ce n’est pas ce gène qui dit ce qui va pousser car il se contente de transmettre l’ordre et c’est avec le plan de la maison que cet ordre est interprété. Du coup le plan de l’oeil est, comme le plan d’une patte, le même pour tous ces animaux. La capacité des gènes de se définir temporellement fait d’eux des horloges du développement. Du coup, on ne distingue plus ce qu’on croyait être deux types de mutations : les mutations homéotiques et les mutations hétérochroniques, c’est-à-dire les altérations de la chronologie des horloges du développement. En termes plus simples, cela signifie que l’évolution des espèces serait une modification de rythme d’horloge.

Walter Gehring faisait l’expérience (exposée dans « La drosophile aux yeux rouges ») : inoculer un gène maître d’œil de souris à une mouche drosophile. Le résultat était la production d’un œil de drosophile. Cela prouvait que le matériel génétique d’un mammifère fonctionne sur une mouche ! Et Jacob donne le fond de l’explication : ne plus considérer chaque gène comme un individu mais comme un élément d’une structure globale des gènes et des protéines. Je le cite encore : « On voit les changements apportés dans la manière de considérer l’évolution biochimique. Tant que chaque gène, donc chaque protéine, était regardé comme un objet unique, résultat d’une séquence unique de nucléotides ou d’acides aminés, chacun d’eux ne pouvait se former que par une création nouvelle, de toute évidence hautement improbable. » François Jacob affirmait dans sa conférence pour l’Université de tous les savoirs : « On a longtemps pensé que les molécules de différents organismes étaient entièrement différentes. Et même que c’était la nature de leurs molécules qui donnait aux organismes leurs propriétés et particularités. En d’autres termes, que les chèvres avaient des molécules de chèvres et les escargots des molécules d’escargot. Que c’étaient les molécules de chèvre qui donnaient à la chèvre ses particularités. (...) Ce qui distingue un papillon d’un lion ou une poule d’une mouche, c’est moins une différence dans les constituants chimiques que dans l’organisation et la distribution de ces constituants. Par exemple, ce qui rend un vertébré différent d’un autre c’est plus un changement dans le temps d’expression et dans les quantités relatives des produits des gènes au cours du développement de l’embryon que les petites différences observées dans la structure de ces produits. (...) Chez la mouche, qui jouit d’un long passé génétique, ont été mis en évidence les gènes qui assurent, dans l’œuf, la mise en place des axes du futur embryon, puis ceux qui découpent le corps de l’embryon en segments puis ceux qui déterminent le destin et la forme de chacun de ces segments. A la stupéfaction générale, ces mêmes gènes ont été retrouvés chez tous les animaux examinés : coup sur coup grenouille, ver, souris et homme. Qui eut dit, il y a encore quinze ans, que les gènes qui mettent en place le plan d’un être humain sont les mêmes que ceux qui fonctionnent chez une mouche ou un ver ? (...) On voit les changements apportés dans la manière de considérer l’évolution biochimique. Tant que chaque gène, donc chaque protéine, était regardé comme un objet unique, résultat d’une séquence unique de nucléotides ou d’acides aminés, chacun d’eux ne pouvait se former que par une création nouvelle, de toute évidence hautement improbable. (...) Ce qui distingue un papillon d’un lion, une poule d’une mouche, c’est moins une différence dans les constituants chimiques que dans l’organisation et la distribution de ces constituants. Ce qui les rend différents c’est plus un changement dans le temps d’expression et dans la quantité relative des différents produits des gènes au cours du développement de l’embryon que les petites différences observées dans la structure de ces produits. »

Ce qui change, d’une espèce à l’autre, ce n’est pas seulement l’existence de telle ou telle constituant qui forme le gène, c’est l’activation ou l’inhibition des gènes. C’est l’ordre de leurs interventions et leurs interactions plutôt que le seul contenu biochimique de l’ADN. La génétique est caractérisée par une organisation des réactions en chaîne, une dynamique des interactions protéines/ADN. Chaque espèce est liée à un enchaînement particulier, un espèce de cycle des interactions des gènes. La structure qui régule l’ordre des interactions peut changer brutalement. Lorsqu’il s’agit de changement touchant des gènes dits homéotiques, cela mène au changement d’espèce. Certains de ces gènes pilotent les plans d’organisation. Une modification de leur ordre d’intervention peut produire des transformations considérables du développement du corps. On peut ainsi interpréter les sauts de l’évolution du vivant qu’il est légitime d’appeler de véritables révolutions. Qu’il s’agisse de l’apparition d’un nouvel organe, d’un nouveau fonctionnement collectif des organes, d’une nouvelle structure du corps, d’un nouveau mode de déplacement ou d’un nouveau mode de reproduction, on parle toujours d’évolution des espèces alors que le terme serait plutôt de révolution des espèces. C’est grâce aux travaux d’Edward Lewis, puis plus récemment de Walter Ghering que l’on a pu étudier le fonctionnement des gènes homéotiques, ces gènes qui pilotent le développement, c’est-à-dire la formation d’un organisme, de la première cellule à l’embryon, puis du foetus à l’être formé. Les changements d’espèces correspondants à des modifications du rythme des phases de croissance, ou hétérochromies, sont dus à des mutations sur ces gènes homéotiques. Une des découvertes fondamentales de ces chercheurs est celle des gènes de régulation, qui pilotent des milliers de gènes et contrôlent du coup tout le fonctionnement de l’être vivant. C’est un point fondamental pour la question de l’évolution, car ces gènes ne pilotent pas simplement un caractère ou un organe mais une quantité de caractères. Ils pilotent de manière organisée un grand nombre de gènes de structure. Un changement sur un gène de régulation peut entraîner une modification d’ensemble de l’être vivant. On peut parler là de révolution génétique, par opposition à la thèse de l’évolution génétique graduelle, selon laquelle les sauts à grande échelle seraient une somme de changements à petite échelle. Cela apporte de l’eau au moulin de la thèse de Gould selon laquelle, je le cite : « la spéciation se ferait en quelques centaines ou milliers d’années soit une microseconde en temps géologiques » (thèse qu’il expose notamment dans son ouvrage « Darwin ou les grandes énigmes de la vie »). Gould a ainsi dissocié l’évolution au sein de l’espèce fondée sur des micromutations et l’évolution passant d’une espèce à une autre qui est une macromutation appelée spéciation et qui est une discontinuité. La spéciation serait en effet fondée sur un saut du fonctionnement génétique concernant à la fois des centaines ou des milliers de gènes dont le fonctionnement serait perturbé par un ou deux remaniements des gènes de régulation. Il faut également citer un travail très récent, celui de Suzanne Rutherford et Susan Lindquist, qui a permis de comprendre comment le milieu pouvait entraîner des explosions de biodiversité.

Le caractère historique de la vie sera donc à chercher ailleurs, dans le type de dynamique du vivant. On va désormais chercher cette différenciation plutôt dans le fonctionnement des gènes entre eux que dans le déchiffrage du génome, et c’est là un changement considérable de perspective. Ce qui fait de nous un mammifère plutôt qu’un insecte ne serait pas tant des différences de matériel génétique que des différences de structuration, c’est-à-dire d’ordre des interconnexions des réactions biochimiques de ces gènes. Dans le processus vivant, il y a en effet une multitude de rétroactions des gènes entre eux. On appelle rétroaction, des réactions successives où les produits de la réaction relancent celle-ci ou, au contraire, la bloquent. C’est ce phénomène de boucle de rétroaction qui détermine à quel moment dans l’ensemble du processus le gène entrera en action, pendant combien de temps et quel gène il activera ou inhibera ensuite. Ce qui compte pour l’action du gène n’est pas seulement son contenu biochimique mais son expression, c’est-à-dire s’il est activé ou inhibé par la rétroaction d’autres gènes. Et c’est aussi quel gène il active ou inhibe lui aussi. Le gène ne peut plus être considéré isolément mais comme un élément d’une structure. C’est l’environnement qui dit à un gène quand il doit commencer à produire des protéines et quand il doit s’arrêter. Ce sont des rétroactions entre gènes, via les protéines, qui transmettent l’information. Les protéines ne sont pas simplement des produits passifs des gènes ; elles ont une capacité enzymatique, c’est-à-dire qu’elles sont indispensables à l’accélération de certaines réactions biochimiques précises. Les gènes n’agissent pas indépendamment, mais de concert avec des gènes maîtres ; on devrait dire des gènes chefs d’orchestre. Mais c’est un curieux concert puisqu’ils ne connaissent pas la symphonie. Ils n’ont pas la partition et même, on peut dire que celle-ci n’est pas écrite par avance. Chaque gène joue un bout musical mais c’est sur place qu’il apprend à quel moment il entre en action. C’est son voisin qui lui dit : « à toi de jouer ». Le moment n’est pas fixe et dépend du désordre des messages entre molécules. La signification de l’action du gène est elle-même définie par les autres gènes en action et pas par un gène seul. La manière de jouer n’est donc jamais entièrement identique et pourtant ça marche car cela s’ordonne par interaction. C’est au niveau de l’organisation des séries de réactions biochimiques, de leur ordre et de leur rythme, que l’on a été amenés à appeler horloge biochimique, que résiderait la différence essentielle entre les espèces. Et ce ne serait pas un ordre figé, une horloge périodique, mais un ordre émergent dont le cycle est produit à chaque fois par la synchronisation des rythmes issus des réactions biochimiques. C’est un ordre fondé sur le désordre parce que les manières qu’ont les molécules d’entrer en contact puis de se séparer sont multiples et aléatoires. C’est l’organisation collective spontanée des messages chimiques des cellules entre elles, aussi bien que des rétroactions des gènes entre eux, qui détermine le fonctionnement d’un être vivant. Puisque chimiquement les constituants de la génétique sont très proches d’une espèce à une autre et sont interchangeables, d’où vient donc la prodigieuse diversité morphologique et physiologique du vivant ? Si l’animal qui vole a des ailes, ce n’est pas parce qu’il a des gènes d’aile alors que nous aurions des gènes de patte. La raison en est simple : ces gènes sont les mêmes. Le caractère historique de la vie sera donc à chercher ailleurs, dans le type de dynamique du vivant. On va désormais chercher cette différenciation plutôt dans le fonctionnement des gènes entre eux que dans le déchiffrage du génome, et c’est là un changement considérable de perspective. Ce qui fait de nous un mammifère plutôt qu’un insecte ne serait pas tant des différences de matériel génétique que des différences de structuration, c’est-à-dire d’ordre des interconnexions des réactions biochimiques de ces gènes. Dans le processus vivant, il y a en effet une multitude de rétroactions des gènes entre eux. On appelle rétroaction, des réactions successives où les produits de la réaction relancent celle-ci ou, au contraire, la bloquent. C’est ce phénomène de boucle de rétroaction qui détermine à quel moment dans l’ensemble du processus le gène entrera en action, pendant combien de temps et quel gène il activera ou inhibera ensuite. Ce qui compte pour l’action du gène n’est pas seulement son contenu biochimique mais son expression, c’est-à-dire s’il est activé ou inhibé par la rétroaction d’autres gènes. Et c’est aussi quel gène il active ou inhibe lui aussi. Le gène ne peut plus être considéré isolément mais comme un élément d’une structure. C’est l’environnement qui dit à un gène quand il doit commencer à produire des protéines et quand il doit s’arrêter. Ce sont des rétroactions entre gènes, via les protéines, qui transmettent l’information. Les protéines ne sont pas simplement des produits passifs des gènes ; elles ont une capacité enzymatique, c’est-à-dire qu’elles sont indispensables à l’accélération de certaines réactions biochimiques précises. Les gènes n’agissent pas indépendamment, mais de concert avec des gènes maîtres ; on devrait dire des gènes chefs d’orchestre. Mais c’est un curieux concert puisqu’ils ne connaissent pas la symphonie. Ils n’ont pas la partition et même, on peut dire que celle-ci n’est pas écrite par avance. Chaque gène joue un bout musical mais c’est sur place qu’il apprend à quel moment il entre en action. C’est son voisin qui lui dit : « à toi de jouer ». Le moment n’est pas fixe et dépend du désordre des messages entre molécules. La signification de l’action du gène est elle-même définie par les autres gènes en action et pas par un gène seul. La manière de jouer n’est donc jamais entièrement identique et pourtant ça marche car cela s’ordonne par interaction. C’est au niveau de l’organisation des séries de réactions biochimiques, de leur ordre et de leur rythme, que l’on a été amenés à appeler horloge biochimique, que résiderait la différence essentielle entre les espèces. Et ce ne serait pas un ordre figé, une horloge périodique, mais un ordre émergent dont le cycle est produit à chaque fois par la synchronisation des rythmes issus des réactions biochimiques. C’est un ordre fondé sur le désordre parce que les manières qu’ont les molécules d’entrer en contact puis de se séparer sont multiples et aléatoires. C’est l’organisation collective spontanée des messages chimiques des cellules entre elles, aussi bien que des rétroactions des gènes entre eux, qui détermine le fonctionnement d’un être vivant. La fabrication d’un individu fonctionne selon le même type de cybernétique des relations biochimiques, mais réalisée au niveau de l’embryon. Elle détermine le type d’individu qui va être produit. Cela signifie que le contenu biochimique du même ADN permet de produire d’autres êtres vivants, à condition de changer la succession des gènes activés, la durée et le moment où ils sont stimulés. Il y a un organigramme des cycles d’interactions des gènes mais cette organisation n’est pas acquise définitivement : elle se construit à chaque fois spontanément sur la base de contacts moléculaires aléatoires. Il suffit qu’un phénomène brutal fasse sauter le verrou qui empêche la diversité de s’exprimer. Si l’évolution est un changement de l’ordre hiérarchique de l’action des gènes au moment de la fabrication de l’individu, il suffit d’un ou deux changements sur un gène régulateur du développement pour causer une modification morphologique radicale. En effet, un gène régulateur pilote une quantité d’autres gènes et du coup peut produire des modifications d’espèces. En temps normal, cette variation ne se produit pas car elle est inhibée par des protéines de protection. C’est seulement en cas de choc que ce garde-fou est levé, ouvrant la voie à de multiples variations possibles de l’expression des gènes. En somme, je suis en train de vous dire qu’un ou deux petits changements d’horloge de la fabrication d’un singe suffisent à produire un homme. C’est effectivement un choc pour nous qui nous croyons toujours si différents, si supérieurs bien sûr ! L’apparente fixité de l’espèce ne serait qu’un gel des potentialités. La diversité qui existerait toujours au sein du matériel génétique serait seulement gelée momentanément et susceptible d’être réveillée par un réchauffement suffisamment brutal. Ce parallèle avec le processus de gel/réchauffement de l’eau, du passage de l’état solide à l’état liquide n’est pas fait par hasard car il s’agit là aussi d’un saut qualitatif. Une bouffée de biodiversité serait un processus du même type que le changement d’état de la matière inerte, un phénomène critique avec seuil et saut d’un état à un autre. On connaît bien ce type de situations dans lesquelles une petite perturbation peut entraîner un changement d’ordre et qui, pourtant, peuvent perdurer très longtemps pour peu que le processus maintienne les conditions juste en dessous de ce seuil critique. La dialectique hasard/nécessité du vivant serait du même type que la transformation gaz/liquide ou liquide/solide ou encore aimantation/désaimantation. Ce serait un phénomène du type transition désordre/ordre, ou chaos/antichaos pour reprendre le terme de Stuart Kauffman. Dans de tels phénomènes que l’on appelle critiques, une petite modification d’un facteur peut suffire à entraîner un saut brutal de l’évolution. Cela est dû au fait que lorsque l’on s’approche d’un seuil critique, toutes les échelles où se produit le phénomène interagissent et causent un saut qualitatif, une modification de structure à grande échelle. Cependant les structures de la vie se maintiennent malgré les fluctuations du milieu intérieur et extérieur. On a montré en effet que, dans les phénomènes critiques, la rapidité de la transmission de l’information est le critère de la conservation des structures. Une structure peut être durable si elle est capable de se transformer pour s’adapter à l’agitation de l’environnement. Cela explique que le fonctionnement obéisse fréquemment à des structures fractales qui sont très rapides en termes de communication de l’information. Je rappelle qu’une fractale est une structure qui existe à plusieurs échelles et qui est similaire aux divers niveaux où on la rencontre. On la trouve souvent dans la nature car c’est la structure qui réalise la plus grande surface dans un volume fixé.

La suite

Répondre à cet article

SPIP | squelette | | Plan du site | Suivre la vie du site RSS 2.0