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Hasard ou projet ? La longue quête d’un mécanisme de l’évolution Ariel A. Roth A près avoir travaillé tard dans la nuit, mon ami était exténué. Il prit sa voiture et commença son long trajet de retour au collège quil fréquentait. Il conduisait sur une route de campagne rarement fréquentée quand la fatigue le terrassa. Sa voiture plongea dans un cours deau à côté de la route. Il survécut mais fut grièvement blessé. Une section de la partie inférieure de sa moelle épinière lui fit perdre le contrôle de ses jambes. Il était destiné au fauteuil roulant pour le reste de ses jours. La guérison prit beaucoup de temps. Heureusement, mon ami nétait pas une personne ordinaire. Il nallait pas laisser ses graves problèmes faire de lui une charge pour la société. Il décida de se mettre au service des autres et, en dépit de tous les obstacles, il finit ses études. Sa personnalité engageante, sa persévérance et sa consécration à Dieu lui permirent de devenir avec succès professeur, rédacteur, aumônier et pasteur. Beaucoup furent réconfortés par sa sympathie et sa compréhension. Malheureusement, ses jambes continuèrent à se détériorer au point quil dut être amputé. Les éléments interdépendants1 Le problème de mon ami montre la dépendance des divers éléments de lorganisme entre eux. On peut illustrer cela de manière simple. Si un muscle fait bouger un os de la jambe, ce muscle ne travaillera pas tant que son nerf moteur ne lactive pas. Mais ni le muscle ni le nerf ne travailleront tant que le cerveau ne contrôle pas leur activité. Le mécanisme de contrôle du cerveau envoie des influx par les nerfs pour que le muscle se contracte et actionne los. Ces trois éléments le muscle, le nerf et le mécanisme de contrôle sont des exemples déléments interdépendants. Ils ont besoin lun de lautre pour fonctionner. Ce sont des systèmes où rien ne marche tant que tout ne marche pas. Certains scientifiques parlent de systèmes à « complexité irréductible2 ». Le mot complexité se réfère aux systèmes dont les divers éléments sont liés les uns aux autres. Les systèmes à éléments interdépendants sont abondants chez tous les êtres vivants et sont habituellement beaucoup plus complexes que lexemple simple mentionné plus haut. Dans notre corps, il y a au moins 50 000 à 100 000 types différents denzymes. La plupart de ces enzymes fonctionnent en commandant des modifications chimiques liées à dautres modifications produites par dautres enzymes. Ainsi elles forment un vaste réseau déléments interdépendants. Le hasard des modifications évolutives Si vingt enfants sont lâchés dans un magasin de jouets, il est certain que le stock de jouets sera de moins en moins ordonné. Plus les enfants samuseront dans le magasin, plus ce sera la pagaille parmi les jouets. Ce qui est en action a une tendance naturelle à sembrouiller. Cette tendance au désordre des choses dans la nature va à lencontre de lévolution, qui postule le passage de molécules réparties au hasard aux formes de vie « simples » qui , bien que de petite taille, sont en réalité très organisées. Ensuite, on suppose que lévolution a formé des organismes beaucoup plus complexes avec des tissus et des organes spécialisés comme les fleurs, les yeux et le cerveau. Certains évolutionnistes suggèrent que lorganisation occasionnellement spontanée de la matière simple, comme lors de la formation dun cristal de sel ou dondulations qui parfois se produisent quand des substances chimiques migrent à travers des solides, pourrait être un modèle dorganisation spontanée de la matière vivante. Mais il y a un abîme énorme entre de simples cristaux et la complexité des systèmes vivants. Le développement de la complexité fonctionnelle interdépendante va à lencontre de la tendance générale au chaos dans la nature. Cest un des problèmes majeurs de la théorie de lévolution. Lévolution met habituellement laccent sur la modification fortuite occasionnelle de lADN dun organisme. De tels changements, appelés mutations, combinés à la sélection naturelle, sont considérés comme la base du progrès évolutif. Mais de tels événements fortuits tendraient normalement à brouiller les choses plutôt quà les organiser. Ni les mutations fortuites ni la sélection naturelle ne peuvent planifier le processus évolutif pour quil mène au développement graduel de systèmes à éléments interdépendants. De plus, les mutations sont presque toujours défavorables aux organismes vivants. Lestimation dune mutation favorable sur mille est généreuse pour lévolution. Dans les systèmes complexes à éléments interdépendants, une seule petite modification (mutation) peut entraîner larrêt du fonctionnement de tout le système. Cest un peu comme la section des nerfs moteurs des jambes de mon ami ; elle a anéanti toutes les possibilités de ses jambes. De même, il est beaucoup plus facile de détériorer une montre que den fabriquer une. Peu de personnes soutiendraient que la nature ne tend pas vers le désordre. Lévolution naturaliste se doit dexpliquer le contraire. La sélection naturelle : un problème pour lévolution Charles Darwin a développé le concept de sélection naturelle. Il a observé la variabilité chez les organismes vivants. Il y a aussi une surproduction de descendants qui entraîne un manque de nourriture et despace, doù une compétition pour la survie. Darwin proposa que seules les nouvelles variétés dorganismes les plus aptes survivraient, et quelles produiraient en retour une descendance avec les mêmes aptitudes. Ainsi les plus aptes survivent grâce à la sélection naturelle. Ce mécanisme est souvent utilisé pour expliquer le progrès évolutif, malgré la tendance naturelle au hasard. Bien que la sélection naturelle semble fonctionner dans la nature comme un moyen déliminer les organismes faibles ou anormaux, elle fait face à un problème majeur quand on en vient à lévolution des systèmes interdépendants, qui représentent la plupart des êtres vivants. Lamputation des jambes de mon ami illustre un problème fondamental auquel se heurte le modèle de la sélection naturelle de Darwin. Les structures inutiles peuvent être de lourdes entraves. On peut généralement mieux sen tirer sans elles. Le problème pour lévolution est que de nombreux éléments dorganes ou systèmes évoluant graduellement seraient des entraves inutiles, comme les jambes de mon ami, jusquà ce que tous les éléments interdépendants nécessaires aient évolué. Avant cela, les organismes sen tireraient mieux sans ces éléments supplémentaires et la sélection naturelle tendrait à les éliminer. Ce nest que lorsque tous les éléments interdépendants nécessaires sont présents que ces éléments marchent et fournissent une raison de survie par la sélection naturelle. Si lévolution est réelle, on devrait voir de nombreux exemples dorganes ou systèmes en cours de développement, comme des pattes, des yeux, un foie ou de nouveaux types dorganes essayant dévoluer dans les organismes où ils ne se sont pas encore formés. Cependant chez le million despèces identifiées à la surface de la terre il semble quil ny en ait aucun. Cest une mise en accusation majeure du concept de lévolution. Dans un contexte plus général, la question est : comment des mutations, défavorables pour la plupart, incapables de prévoir, peuvent-elles produire graduellement des systèmes biologiques complexes qui ont un indice de survie nul tant que tous leurs éléments interdépendants ne sont pas présents ? Si lévolution parvenait à résoudre ce problème on devrait trouver de nombreux et nouveaux organes et systèmes en cours dévolution, mais il ny en a pas. La longue quête dun mécanisme de lévolution Il y a eu une quête longue et ardue dun mécanisme plausible de lévolution capable de produire une vie organisée complexe. Nous verrons brièvement les deux derniers siècles de cette quête. Un résumé est proposé dans le tableau 1. Le lamarckisme. Le savant français, Jean-Baptiste de Monet, chevalier de Lamarck (1744-1829) a imaginé un mécanisme de lévolution fondé sur sa loi de lusage et du non-usage. Il pensait que lusage dun organe accentuait son développement et que ce perfectionnement passait à la génération suivante. Par exemple, des animaux du type du chevreuil ayant besoin datteindre les feuilles sur les plus hautes branches dun arbre auraient, en étirant leur cou pendant de nombreuses générations, acquis un cou plus long et donné à la longue les girafes. De même, il a déclaré que si lil gauche des enfants était enlevé pendant de nombreuses générations, il ny aurait plus à la longue que des individus avec un il droit. Des années après, lévolutionniste allemand August Weismann prouva que Lamarck avait tort. Il coupa la queue de centaines de souris sur de nombreuses générations. Les souris continuèrent cependant à donner des descendants avec une queue normale. Il en conclut quil ny a pas dhérédité des caractères acquis pendant la vie dun individu. Le darwinisme. Darwin proposa la sélection naturelle (discutée plus haut) comme mécanisme de lévolution. Il insista aussi sur la théorie générale de lévolution de tous les organismes des plus simples aux plus complexes. Dans ce processus, il mit particulièrement laccent sur limportance des changements infimes, un concept qui fut bientôt contesté. Aussitôt après la publication en 1859 du livre de Darwin, Lorigine des espèces, de nombreux scientifiques acceptèrent lidée générale dévolution. Cependant, bien des idées de Darwin furent remises en question à son époque et sont toujours contestées aujourdhui. Lhistorien de la biologie Charles Singer déclare franchement que les « arguments (de Darwin) sont souvent fallacieux3 ». Parmi les plus sérieuses critiques, il y a lindice de survie nul des changements faibles, inutiles tant quils ne peuvent pas fonctionner en un tout complexe qui na pas encore évolué. Darwin fut très préoccupé par lévolution de lil, qui comprend plusieurs systèmes à éléments interdépendants. Il suggéra que la sélection naturelle fût la réponse au problème, mais il ne traita pas la question des éléments interdépendants. Le concept de la « survie des plus aptes » a lui-même été vivement critiqué, parfois peut-être injustement. Cependant, la survie des plus aptes ne démontre pas lévolution comme on le prétend quelquefois. Le concept ne peut être facilement testé ; ce qui nest cependant pas la même chose que de dire quil est faux. Mais évidemment les plus aptes devraient survivre, quils évoluent par eux-mêmes ou quils soient créés par Dieu. Malgré ces défauts, lidée fondamentale de Darwin reçoit lappui de nombreux évolutionnistes. Le mutationnisme. Le biologiste hollandais, Hugo de Vries (1848-1935), contesta vigoureusement lidée que des changements infimes soient le mécanisme fondamental de lévolution. Il soutint que ces faibles changements ne signifiaient rien et que de plus importants, appelés mutations, seraient nécessaires pour répondre au milieu. De Vries trouva un appui autour dAmsterdam où la primevère importée dAmérique était redevenue sauvage et où on a trouvé certains spécimens nains. Il considéra ce changement comme une mutation. De Vries mena des expériences de croisement sur des milliers de plantes et nota les changements majeurs quil attribua à des mutations. Il crut que ces « nouvelles formes » étaient des étapes dun long processus dévolution. Malheureusement pour la théorie de de Vries, les changements quil avait notés nétaient que le résultat de combinaisons de caractères déjà présents dans les gènes des plantes et non pas de nouvelles mutations. Néanmoins, le concept de mutation, qui représente une nouvelle information héréditaire, fut accepté largement à cause des travaux de T. H. Morgan. Dans des expériences sur les drosophiles, Morgan trouva de nouveaux changements permanents qui passent dune génération à lautre. Cependant, les changements observés étaient surtout dégénératifs (perte des ailes, des soies et des yeux) au lieu dêtre progressifs. De nombreuses mutations inoffensives seraient nécessaires pour produire une seule structure opérationnelle. Le problème est de faire intervenir simultanément dans un organisme ces très rares événements pour produire une structure fonctionnelle qui puisse avoir un indice de survie acceptable. Léminent zoologiste français, Pierre P. Grassé, qui suggère un autre mécanisme évolutif, affiche certaines des mêmes préoccupations et déclare : « Quel que soit leur nombre, les mutations ne produisent aucune espèce dévolution4. » La théorie synthétique. A mesure que la pensée évolutionniste se développait au début du XXe siècle, plusieurs spécialistes influents permirent de déplacer lintérêt porté aux mutations de nouveau vers la sélection naturelle. Les plus importants furent S. S. Tchetverikov en Russie, R. A. Fisher et B. S. Haldane en Angleterre et Sewall Wright aux Etats-Unis. Cette fois, laccent fut mis sur le processus de lévolution chez les populations dorganismes plutôt que chez les individus. La théorie synthétique combinée avec les efforts dun certain nombre de brillants évolutionnistes, dont Theodosius Dobzhansky de luniversité de Columbia, le biologiste Sir Julian Huxley en Angleterre et Ernst Mayer et George Gaylord Simpson de Harvard. Ce concept domina des années trente aux années soixante. Le nom de théorie synthétique est venu de Huxley5, le petit-fils du défenseur de Darwin Thomas Huxley, lorsquil loua le « triomphe final » du darwinisme6. Ce fut essentiellement une synthèse des variations par mutations et du concept darwinien de la sélection naturelle par la survie des plus aptes appliquée aux populations. De nombreux porte-parole de la théorie synthétique insistèrent sur la possible production, par accumulation de changements relativement réduits, des changements majeurs nécessaires à de grandes étapes évolutives comme le passage des animaux du type du lézard à la tortue. Cependant, le mécanisme fondamental des progrès évolutifs complexes reste inconnu. La théorie synthétique a pu être plus une dynamique de succès quune synthèse précise. En attendant, les voix dissonantes du paléontologue Otto Schindewolf en Allemagne et du généticien Richard Goldschmidt aux Etats-Unis furent systématiquement ignorées. Contrairement aux changements infimes de Darwin et aux mutations relativement réduites suggérées par les architectes de la théorie synthétique, tous deux proposèrent des grands changements rapides et des mécanismes différents. Schindewolf, qui était familiarisé avec les fossiles, suggéra des sauts dans le développement très brutaux pour franchir les larges lacunes qui séparent les types majeurs de fossiles. Goldschmidt, qui était professeur de génétique à Berkeley, nétait pas du tout daccord avec lidée que les petits changements dans lespèce pouvaient saccumuler lentement et produire les changements évolutifs majeurs. Il considérait les étapes intermédiaires comme inutiles pour la survie et avait le sentiment quelles ne seraient pas favorisées par la sélection naturelle. Parmi les exemples quil citait, il y avait la formation des plumes, la segmentation de la structure du corps chez les insectes, le développement des muscles, les yeux composés des crabes, etc. Goldschmidt et Schindewolf soulevaient dimportantes questions et bientôt, pour nombre dévolutionnistes, la théorie synthétique ne semblait plus acceptable. Lembryologiste suédois Søren Løvtrup, qui soutient lévolution, fait remarquer : « Et aujourdhui la théorie synthétique ou néodarwinisme nest pas une théorie, mais une gamme dopinions qui, chacune à sa manière, essaient de surmonter les difficultés présentées par une foule de faits7. » Lépoque de la diversité. De nouvelles idées sur lévolution sont apparues rapidement, dont certaines sont tout à fait spéculatives. Les récentes découvertes, notamment en biologie moléculaire et en génétique, indiquèrent que les concepts les plus anciens et les plus simples nétaient plus valides. Tout ceci contribua à la diversité des courants de pensée qui prévalent jusquà présent. Cette étape qui peut être collectivement désignée sous le nom dépoque de la diversité représente un assortiment de nouvelles idées souvent contradictoires. Elles tournent autour de certaines questions fondamentales telles que : 1) Peut-on identifier la parenté évolutive des organismes ? Certains ont soutenu que le seul moyen permettant détablir une réelle parenté évolutive entre deux organismes est la possession de caractères similaires mais uniques (synapomorphies). De tels caractères sont difficiles à trouver. 2) Les changements évolutifs sont-ils graduels ou brutaux ? Certains suggèrent des changements brutaux, mais très réduits, comme ceux observés dans certaines parties des archives fossiles (modèles des équilibres ponctués). Ces petits changements brutaux ne répondent pas au problème des lacunes majeures des archives fossiles que lon trouve entre les phyla ou les embranchements. 3) La sélection naturelle est-elle importante pour le processus évolutif ? Nombre dévolutionnistes suggèrent quil y a des mutations neutres quils considèrent comme très importantes. Puisque ces mutations sont neutres, elles ne sont pas sujettes à linfluence de la sélection naturelle. 4) Comment lévolution peut-elle engendrer la complexité ? Certaines études à lordinateur se sont attaquées au problème, mais les biologistes ont critiqué ces tentatives comme trop simplistes. Les systèmes biologiques sont très complexes et on ne sait pas grand-chose sur beaucoup dentre eux. Dans les vingt dernières années un nombre significatif de scientifiques, qui ne croient pas au récit biblique de la création, ont écrit des livres critiquant lévolution ou ses principaux thèmes. Le tableau 2 dresse la liste de certains dentre eux. En général, ces scientifiques croient en lévolution, mais admettent des problèmes majeurs. Le modèle de Darwin a été particulièrement critiqué. Pendant ce temps la recherche dun mécanisme évolutif continue. Conclusion Les scientifiques montrent souvent un ferme soutien à lévolution. Alors quils acceptent généralement lévolution comme un fait, le consensus est moins net quand on aborde les détails. Certaines des batailles les plus chaudes en biologie évolutive ont suivi la théorie synthétique. Lauteur bien connu Tom Bethell souligne que « particulièrement ces dernières années, les scientifiques se sont battus sur Darwin et ses idées8 ». Le grand public entend rarement parler de ces débats et les comprend encore moins. Il y a un contraste entre les batailles intellectuelles internes à la communauté scientifique, quon trouve dans la littérature spécialisée, et le style simple et autoritaire des manuels et des articles de journaux. Certaines simplifications dans les manuels peuvent être utiles pour faciliter létude, mais les étudiants devraient être plus attentifs aux diverses opinions exprimées dans le débat évolutionniste. On ne peut que respecter les efforts persistants des
évolutionnistes pour trouver un mécanisme plausible pour
leur théorie. Leur persévérance est louable. Des
théories ont été proposées les unes après
les autres pendant deux siècles. Léchec général
soulève une question qui tempère les ardeurs : la pensée
évolutionniste est-elle plus une affaire dopinion que de
données scientifiques rigoureuses ? Après cette quête
longue et pour ainsi dire vaine dun mécanisme évolutif,
il semble que les scientifiques évolutionnistes devraient considérer
sérieusement la création par Dieu telle quelle est
décrite dans la Bible. Dieu y est présenté comme
le grand architecte, qui crée diverses formes de vie, avec leurs
systèmes com-plexes déléments interdépendants.
Ariel A. Roth (Ph. D., université du Michigan), qui fut directeur du Geoscience Research Institute et rédacteur dOrigins, est toujours impliqué dans la recherche et lécriture. Son adresse : Geoscience Research Institute ; Loma Linda University ; Loma Linda, California 92350 ; U.S.A. Notes et références 1. Pour une discussion des divers points abordés dans cet article et des sujets qui sy rattachent et pour de nombreuses références, voir Ariel Roth, Origins : Linking Science and Scripture (Hagerstown, Maryland : Review and Herald Publ. Assn., 1998), p. 80-115, 130-144. Le livre sera bientôt disponible en français, en espagnol, en portugais et en russe. Pour connaître les divers éditeurs, contacter lauteur. 2. M. J. Behe, Darwins Black Box (New York : Free Press, 1996). 3. C. Singer, A History of Biology to About the Year 1900, 3e éd. rev. (New York : Abelard-Schuman, 1959), p. 303. 4. P. P. Grassé, Evolution of Living Organisms : Evidence for a New Theory of Transformation. B. M. Carlson et R. Castro, trs. (New York : Academic Press, 1977), p. 88. Traduction de LÉvolution du Vivant. 5. J. Huxley, Evolution : The Modern Synthesis (London : Harper & Brothers, 1943). 6. S. J. Gould, « Darwinism and the Expansion of Evolutionary Theory », Science 216 (1982), p. 380-387. 7. S. Løvtrup, Darwinism : The Refutation of a Myth (London : Croom Helm, 1987), p. 352. 8. T. Bethell, « Agnostic Evolutionists : the Taxonomic Case Against Darwin », Harpers 270 (February 1985) p. 49-52, 56-58, 60, 61. |