Comprendre l'Evolution 2012 Ch10
Ce chapitre se trouve dans la partie II du livre. Ce dernier porte essentiellement sur les divers mécanismes permettant à l'évolution de s'accomplir, avec notamment des explications au niveau génomique. Le chapitre 10 conclut donc cette partie, en répondant à une importante question: l'évolution peut elle être considérée comme scientifique ?
Introduction
La biologie est une science qui a pour but d'étudier le monde vivant dans toutes ses dimensions: de la molécule, jusqu'au biome, en passant bien évidemment par tous les étages d'organisation du vivant. Elle élabore ainsi des modèles des objets qu'elle étudie, qui se doivent descriptifs, explicatifs, et prédictifs. Ce qui rend cette branche scientifique particulière, est que son objet d'étude (le vivant) possède une dimension historique: le vivant tout comme les individus ont une existence qui ne se déroule qu'une seule fois au cours du temps. Cette particularité distingue donc la biologie des autres sciences, malgré qu'elle ait beaucoup d'aspects en commun avec les autres sciences.
Mais est-ce que cette particularité propre au vivant, nous permet d'aborder cette branche de manière scientifique? En d'autres termes est-ce que les modèles établis par la biologie peuvent être soumis au principe de falsifiabilité, et donc éprouvés? En effet pour être scientifique un modèle doit pouvoir être mis à l'épreuve et confronté au doute. Le modèle scientifique doit contenir en son sein les moyens d'être remis en cause: un modèle, une affirmation ou une représentation est par conséquent considéré scientifique s'il existe un moyen de vérifier que son contraire est possible. Tout cela constitue ce que l'on appelle le principe de falsifiabilité. Le meilleur moyen de vérifier ces modèles, affirmations ou représentations scientifiques est l'expérimentation.
Cependant la particularité historique du vivant échappe à l'expérimentation, et ce malgré les fossiles qui nous sont parvenus jusqu'à nos jours. La biologie (plus précisément l'évolution biologique) échappe-t-elle alors à l'approche scientifique? Il semblerait que non, et ce malgré que les biologistes n'aient pas de moyens concrets de revenir sur l'histoire. En effet les sciences biologiques expérimentales permettent d'établir des modèles explicatifs s'appliquant à l'évolution, et permettent d'établir des hypothèses de travail comme étant valident scientifiquement. Par conséquent les deux principales questions qui se posent ici sont:
- De part sa dimension historique, l'évolution échappe-t-elle à l'épistémologie (= étude critique des sciences) scientifique?
- La biologie expérimentale éclaire-t-elle le processus de l'évolution des espèces?
Peut-on faire de la science sans expérimentation ?
Toute science digne de ce nom, se base sur l'expérimentation afin de confirmer ou d'infirmer les théories qu'elle développe. Cependant, dans le cas de l'évolution, il nous est impossible de faire des expériences sur le passé, les organismes ayant vécu n'étant plus que des fossiles. Est-ce que l'évolution peut dans ce cas être malgré tout considérée comme étant une science ?
Les modèles scientifiques ne sont pas uniquement basés sur l'expérimentation, mais aussi sur l'observation. Ceci pourrait en effet permettre de dire que l'évolution est bel et bien une science, et qu'elle permet de réaliser des "modèles explicatifs et prédictifs" (c'est-à-dire des modèles permettant d'expliquer et de prédire de quelle manière a évolué et/ou va évoluer une population).
L'exemple qui est pris dans le livre est celui du serpent (cf. page 140-141). Ici on se questionne surtout sur l'origine de la ceinture pelvienne de ce dernier, afin de savoir d'où vient celle-ci et comment le serpent en est-il parvenu à perdre ses pattes au cours de l'évolution.
Les Mosasauridae sont-ils les ancêtres du serpent?
Cette observation (présence de ceinture pelvienne chez le serpent) permet de dire que ces reptiles rampants ont très probablement perdu leurs pattes au cours de leur évolution. Par ailleurs, le squelette des mosasaures (ancien reptile marin aujourd'hui éteint) possèdent de très grandes ressemblances avec celui du serpent. En effet, mosasaure et serpent possèdent tous deux des membres antérieurs réduits et une cage thoracique qui s'étend tout le long de la colonne vertébrale, ce qui laisse penser que les mosasaures ont dû être de très proches parents de l'ancêtre des pythons.
- Annexe 1
Toutes ces observations permettent donc de supposer qu'il y aurait un lien évolutif entre les Mosasauridae et les serpents. Ainsi si cette hypothèse est correcte, nous pourrions dire que les serpents ont perdu leurs pattes, et qu'il y a eu une extension de leur cage thoracique au cours de l'évolution. Par ailleurs, d'autres découvertes ont permis de renforcer cette hypothèse. Ces observations ont permis de montrer un scénario possible mais qui reste sans preuve réelle.
Le principe falsifiabilité peut d'ailleurs être appliqué au cas traité ci-dessus: en effet, si l'on met en œuvre quelques campagnes de fouilles afin d'éprouver notre théorie (=scénario de l'évolution du serpent), nous pourrions trouver des fossiles nous permettant de remettre en doute celle-ci. Ainsi, si notre théorie peut être soumise au principe de falsifiabilité, celle-ci est acceptée comme étant scientifique.
L'évolution est encore en marche aujourd'hui, son observation est-elle enseignante ?
L'évolution est de nos jours principalement causée par l'activité humaine (industrialisation, pollution, émergence des villes, etc.), ou encore par des " des processus d'évolution par sélection humaine". Nous avons certains exemples, comme les races canines qui ont très fortement changé, mais il y a aussi une forte évolution des céréales, avec une forte sélection crée par l'homme comme sur les bêtes bovines. Ainsi, des malformations se font de plus en plus fréquentes.
L'humanisation est un autre phénomène qui entraîne une forte évolution chez certains papillons notamment. En effet la pollution produite par l'homme, "sali" les arbres qui en se noircissant ne permettent pas à certains papillons de se camoufler sur les branches ou troncs de ceux-là (par exemple des arbres clairs rendus foncés par la pollution). Par conséquent les papillons ne pourront plus se camoufler sur les arbres pollués.
Enfin, nous avons d'autres types évolutions qui ont lieu comme celle chez les drosophiles ou encore comme l'exctinction massive d'espèces vivantes.
En effet, les drosophiles ont des éléments génétiques qui sont capable de bouger, ainsi un de ses éléments est appelé P est apparu alors qu'il y a à peine 100 ans, il n'existait pas encore. Tout ceci apporte de la variabilité chez les drosophiles, ce qui n'est pas le cas pour d'autres espèces d'animaux. Ainsi, un autre phénomène d'évolution est en cours celui de l'exctinction de certaines espèces, non seulement animales mais aussi végétales. L'observation de ces évolutions en cours ne sont pas un fait expérimental, car nous n'avons pas de preuves de falisifiabilité. Cependant, elle reste nécessaire afin de se rendre compte de l'évolution passé qui aurait pu se produire.
L'expérimentation éclaire-elle le fait de l'évolution biologique ?
Les hypothèses relatives aux scénarii évolutifs ayant réellement eu lieu par le passé ne peuvent pas être éprouvées, car comme mentionné dans l'introduction, ces événements sont inaccessibles. Néanmoins, les expérimentations menées en laboratoire de génétique, de biologie moléculaire ou encore en pleine nature, permettent aujourd'hui de retracer la manière dont a pu se dérouler l'évolution. Ces expérimentations établissent des chaînes dites causales, permettant de dresser un modèle descriptif, explicatif et prédictif de ce qui a pu se dérouler au cours de l'histoire. Pour illustrer ces quelques propos, le livre prend ici deux exemples: la formation des yeux et l'ontogenèse.
Quelles sont les différentes formations d'yeux ?
L’œil est un organe dit photosensible, qui se retrouve sous de diverses formes et types chez les animaux. Ainsi, il est aisé de remarquer l’œil composé d'ommatidies de la mouche, n'a rien avoir avec celui des mammifères étant lui globuleux '(globulaire ou globuleux? différence?)'. Par ailleurs il apparaît que même si l’œil des céphalopodes (calmars, pieuvres, etc.), et celui des mammifères se ressemblent, ces derniers n'ont pas la même origine embryologique: celui des mammifères émane d'un bourgeonnement du cerveau, alors que celui des céphalopodes dérive d'un tissu ectodermique de surface, s'invaginant et s'organisant en profondeur.
Cette diversité au sein des organes photosensibles, avait déjà intrigué Darwin qui émit l'hypothèse que la photosensibilité a dû apparaître plusieurs fois indépendamment au cours de l'évolution. Cependant l'expérimentation en génétique du développement apporte une réponse contrastée à celle-là. Des études menées sur la drosophile ont montré que le gène eyeless responsable de l'apparition des yeux, est fortement similaire à celui présent chez la souris, nommé Pax6. Ayant intrigué les chercheurs ceux-ci ont tenté l'expérience suivante: placé le gène Pax6 de la souris dans le génome de la mouche, afin de voir si les deux gènes trouvaient une origine, et de vérifier si les deux protéines encodées par ces gènes remplissent une fonction conservée. Et étonnamment cela a fonctionné! Ceci montre donc que le programme de développement contrôlant l'organogenèse de l’œil, est assuré par un gène dit architecte, conservé au fil du temps entre ces deux espèces, et ceux malgré leur éloignement phylogénétique!
Pourquoi les oiseaux sont dépourvus de dents ?
Il semblerait que l'ancêtre commun des oiseaux proches des reptiles aient eu des dents. Les oiseaux d'aujourd'hui sont a contrario dépourvus de dents. En effet le processus d'odontogenèse (processus à l'origine de la formation des dents) semble être inhibés chez ces derniers. Au cours de ce processus deux populations de cellules se trouvant dans la bouche sont impliquées.
Une de ces deux populations de cellules en envoyant un signal sous forme d'hormone (sécrétion d'une hormone), va ordonner à l'autre population de cellules de démarrer le processus de formation des dents.
Dans le cas des oiseaux, la première population de cellules n'émet plus de signal (ses fonctions sont inhibées), alors la formation de dents ne va pas commencer. Ainsi, les oiseaux ont toujours leur capacité à produire des dents, mais à cause d'un dysfonctionnement d'une des deux populations de cellules, l'odontogenèse ne se fera pas.
L'hypothèse pouvant être émise ici, est la suivante: les oiseaux auraient perdu leurs dents au cours de leur évolution. Cette hypothèse est néanmoins falsifiable: en effet, on pourrait trouver des oiseaux contemporains ayant des dents qui n'utilise pas les deux populations de cellules mentionnées afin de former leurs dents.
En guise de conclusion
De part sa dimension historique, le vivant est un objet d'étude scientifique au statut particulier. Ce statut ne permet effectivement pas de réaliser des expérimentations sur des événements passés, ce qui n'empêche pas que l'évolution soit néanmoins scientifique! Les observations et les corrélations (=établissement de liens) entre ces diverses observations, qu'elle portent sur les fossiles (passés) ou sur l'évolution en cours aujourd'hui, permettent également d'établir des descriptions, des explications et des prédictions répondant à l'épistémologie scientifique! L'étude du vivant est donc bel et bien scientifique.
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