Soutenez la presse indépendante ! Abonnez-vous à Books, à partir de 8€/mois.

La faille du darwinisme

La théorie de la sélection naturelle a fait ses preuves. Seul problème : elle n’explique pas pourquoi les êtres vivants sont ce qu’ils sont. Les biologistes de l’évolution et les philosophes de la biologie en savent moins qu’ils le prétendent. Cela les rend nerveux.

Rien ne crée davantage le malentendu sur les résultats de la recherche que lorsque les scientifiques recourent à la métaphore. Ce n’est pas seulement le grand public que cela plonge dans la confusion : cela va jusqu’à fausser la compréhension que les chercheurs ont de la nature. L’exemple le plus fameux et le plus lourd de conséquences est l’expression « sélection naturelle » forgée par Darwin. « De jour en jour, d’heure en heure, dans le monde entier, écrit-il dans L’Origine des espèces, elle scrute la moindre variation, la plus infime soit-elle, écarte tout ce qui est mauvais, préserve et accumule ce qui est bon. »

Cette conception du moteur de l’évolution, Darwin la tirait explicitement de l’action des agriculteurs et des éleveurs qui sélectionnent les spécimens dont ils jugent les propriétés bénéfiques à la production des générations futures. La sélection « naturelle » est donc la version étendue de cette sélection humaine. Malheureusement, même les biologistes de l’évolution n’ont pas toujours conscience des dangers de la métaphore. Alfred Russel Wallace, le co-inventeur de notre conception de l’évolution, écrivait à Darwin en juillet 1866 en le prévenant que même les « personnes intelligentes » prenaient la métaphore au pied de la lettre.

Schématiquement, dépouillée de ses éléments métaphoriques, la formule moderne de l’évolution par la sélection naturelle se décline en trois principes qui fournissent une base purement mécaniste au changement évolutif :

(1) Le principe de variation : on constate, parmi les individus d’une population donnée, une variation dans la morphologie, la physiologie et le comportement.

(2) Le principe d’hérédité : les enfants ressemblent à leurs parents plus qu’à d’autres individus avec lesquels ils n’ont aucun lien de parenté.

(3) Le principe de reproduction différentielle : dans un environnement donné, certaines formes de vie ont une plus forte probabilité de survivre et d’engendrer une descendance que d’autres.

Le changement évolutif est ensuite la conséquence mécanique de la variation des différences héréditaires entre les individus, chaque fois qu’elles s’accompagnent de différences de survie et de reproduction. Les variations génétiques limitant les possibilités d’évolution, il faut ajouter un quatrième principe si l’on veut expliquer l’émergence et la transformation constante sur le long terme de formes de vie inédites :

(4) Le principe de mutation : de nouvelles variations susceptibles d’être héritées apparaissent sans cesse.

L’inconvénient de cette esquisse schématique, c’est qu’elle n’explique pas les formes réelles de vie qui ont évolué. C’est ici tout un pan de la biologie qui fait défaut. Elle ne nous dit pas pourquoi un organisme pourvu de telle caractéristique avait plus de chances de survivre ou de se reproduire que les individus ayant conservé leur caractéristique d’origine. Quand les vertébrés ont développé des ailes, pourquoi ont-ils dû renoncer à leurs pattes antérieures ? Après tout, les insectes possédant deux paires d’ailes et six pattes, il ne saurait s’agir là d’une contrainte biologique générale imposée à tout développement. Au lieu de consacrer tant d’énergie à rechercher des graines ou des vers, pourquoi les oiseaux qui vivent dans les arbres n’assurent-ils pas leur subsistance en mangeant des feuilles, comme le font d’innombrables variétés d’insectes ? Le fait de posséder la caractéristique A au lieu de la caractéristique B ne constituait peut-être qu’une conséquence secondaire d’une autre propriété biochimique ou de croissance, variable et héritable. À moins que la caractéristique A ait été la seule variation disponible différenciant les organismes sélectionnés de ceux qui ne l’étaient pas. Ces considérations sont au cœur du débat ouvert par Jerry Fodor, un philosophe reconnu, et Massimo Piattelli-Palmarini, un éminent spécialiste de linguistique et de sciences cognitives.

 

Papillons mouchetés et papillons noirs

La diffusion des épreuves du livre a nourri un volume de commentaires critiques sans équivalent depuis 1859, date de la parution de L’Origine des espèces. Il ne se passe pas une semaine sans qu’un manuscrit exprimant la consternation ou la fureur n’atterrisse sur mon bureau. Je n’ai pas complètement réussi à éviter de les lire avant de rédiger le premier jet du présent article.

C'est gratuit !

Recevez chaque jour la Booksletter, l’actualité par les livres.

Il existe deux sortes de biologistes de l’évolution. Une minorité se moque, en réalité, de savoir pourquoi une caractéristique héritée confère un avantage reproductif à ceux qui en sont porteurs. Ils se contentent de démontrer que, pour telle différence héritée, cet avantage existe bel et bien et sert à illustrer la sélection naturelle. Figure dominante de la génétique évolutionniste du milieu du XXe siècle, Theodosius Dobzhansky a ainsi consacré l’essentiel de son existence à faire des expériences sur des populations de mouches drosophiles naturelles ou manipulées en laboratoire. Tous les ans, il sillonnait à cheval le désert du Grand Bassin et la Californie pour capturer ses drosophiles. Mais il ne les voyait jamais dans leur habitat naturel. Il les attirait dans des pièges contenant des bananes pourries – sans jamais savoir d’où elles venaient. Ses expériences lui suffisaient à démontrer que la sélection naturelle fonctionne réellement (1).

Mais la plupart des biologistes de l’évolution travaillent sur des populations naturelles de végétaux ou d’animaux qu’ils ont choisies car ils les croient porteuses d’un fil rouge permettant de montrer comment la sélection naturelle a opéré dans un cas précis de l’histoire naturelle. L’exemple le plus célèbre est la propagation d’un motif de couleur noire sur les ailes de la phalène du bouleau, survenue en Angleterre au milieu du XIXe siècle. Selon l’explication proposée, reprise régulièrement dans les manuels, ces papillons se posaient contre les troncs d’arbre, où ils risquaient d’être avalés par les oiseaux. Avant l’avènement de l’industrie lourde, ces troncs d’arbre étaient recouverts de lichens à l’aspect moucheté qu’imitait fidèlement le « mouchetage » des ailes de la phalène, ce camouflage les protégeant généralement des attaques. La pollution de l’air provoquée par l’industrie lourde tua les lichens, rendant les phalènes aisément visibles par contraste avec l’écorce de couleur sombre ainsi dénudée, faisant d’elles des proies vulnérables. Une mutation donnant des ailes noires apparut et fut favorisée par la sélection naturelle, les individus à ailes noires étant camouflés.

Cet exemple a exercé une forte influence, en persuadant les biologistes de l’évolution que l’on pouvait remonter la chaîne causale de la sélection naturelle. L’inconvénient de cet exemple est que les chenilles des papillons à ailes foncées ont aussi un taux de survie légèrement supérieur à celles du papillon aux ailes mouchetées, alors qu’elles sont également de couleur claire. Il faut donc en conclure que quelque chose nous échappe – fait non mentionné dans les manuels.

L’intérêt des biologistes évolutionnistes modernes pour les histoires de ce genre reflète en partie l’enracinement de leur science dans la fascination qu’exerçait la nature au XIXe siècle sur les hommes de la condition de Darwin. Le curé de campagne chasseur de papillons est un cliché de la société victorienne. Plus récemment, le succès du schéma explicatif de la théorie de l’évolution a nourri la volonté d’appliquer ce schéma à d’autres champs de recherche manquant cruellement d’un système d’explication structuré. Comme Hegel le déplorait dans sa Philosophie de l’histoire, « au lieu d’écrire l’histoire, nous passons notre temps à nous creuser la tête pour savoir comment il faudrait l’écrire ».

Ainsi a-t-on voulu transférer les éléments formels de la variation et de la sélection naturelle à divers aspects de l’activité humaine. Ce n’est pas un hasard si l’un des auteurs de What Darwin Got Wrong est venu au sujet à partir du champ des études cognitives et linguistiques. Nous avons désormais des schémas d’explication darwiniens pour l’histoire, la psychologie, la culture, l’économie, les structures politiques et les langues. Résultat, le fait de raconter une histoire évolutive plausible, sans aucune possibilité de vérification critique et empirique, est devenu un mode de recherche communément admis, même dans les sciences dures.

 

De l’évolution des drosophiles

Le principal argument de What Darwin Got Wrong est que « la théorie de la sélection darwinienne est vide » (les italiques sont des auteurs). Autrement dit, affirmer qu’un trait a été l’objet de la sélection naturelle et s’est imposé par la force de la sélection pour ce trait revient à ne rien dire. Si l’affirmation vous semble perverse, voici un exemple. Il existe une espèce de souris sauvage dont certaines populations vivent en milieu clair, d’autres en milieu sombre. Chez les populations vivant en milieu clair, les souris ont un poil considéré comme « normal », le brun léger propre à l’espèce. Les populations implantées en terrain sombre sont en revanche de couleur nettement plus foncée. Selon l’argument évolutionniste adaptatif proposé, la mutation vers une robe de couleur sombre a été favorisée par la sélection naturelle au sein de la population vivant en terrain obscur car les prédateurs pouvaient moins bien les repérer. Ces souris ont davantage survécu et, finalement, le gène du pelage sombre a investi toute la population.

Nos auteurs objecteraient que l’on ne peut isoler la seule couleur du pelage comme objet de la sélection naturelle. Ils évoquent les nombreuses données montrant, chez quantité d’organismes, que bien d’autres complexités doivent être prises en compte au plan moléculaire et cellulaire et au niveau de la physiologie et du développement. Dès les premiers temps de la génétique expérimentale, on savait que les mutations décelées à partir d’un changement dans une fonction évidente de l’organisme affectaient aussi d’autres résultats du développement et du métabolisme. Par exemple, une mutation de la drosophile affectant une caractéristique morphologique a presque toujours pour effet de réduire l’espérance de vie des larves, c’est-à-dire les étapes précoces du développement. Toutes les mutations affectant la couleur normale de l’œil de la drosophile – rouge foncé – réduiront aussi l’espérance de vie des larves, alors même qu’elles n’ont pas d’yeux.

Les causes de cette espérance de vie réduite des larves, résultant de mutations aux effets visibles et manifestes chez les adultes, doivent être fort variées, et il faudrait un examen détaillé du processus de développement de la drosophile pour les élucider. C’est précisément ce phénomène qui compromet l’élégance des histoires racontées sur la couleur sombre de la phalène du bouleau à l’ère industrielle ou la prédation dont sont victimes les souris au pelage clair. Est-ce cette robe sombre, et non un autre produit du métabolisme, ayant subi un changement chez la souris au poil foncé, qui est responsable de son meilleur taux de reproduction ? Il se peut aussi que les souris au pelage sombre soient plus fécondes ou plus aptes à digérer ce qu’elles mangent.

Il n’est évidemment pas vrai que l’ensemble des processus à l’œuvre chez un organisme vivant entrent tous en forte interaction. Si l’interaction était à la fois universelle et efficace, l’organisme serait d’une rigidité telle que cela rendrait la vie impossible et empêcherait toute évolution. L’intensité de la relation entre les parties dépend aussi fortement des circonstances de la vie. Si je perds le petit doigt de la main gauche, cela aura peu d’effet ; mais si j’étais violoncelliste, ce serait une catastrophe. Par conséquent, pour connaître le résultat de la sélection naturelle, il importe de savoir quels sont, des multiples cheminements possibles du métabolisme et de l’interaction entre les protéines, ceux à l’œuvre dans chaque type d’organisme.

Ensuite, les auteurs soulignent que certaines interdépendances moléculaires sont liées au fait que les gènes sont dans des chaînes de chromosomes. La traduction d’un gène, première étape du processus de production d’une protéine, est sensible aux changements qui surviennent alentour sur le brin d’ADN, de sorte que plusieurs gènes aux spécificités différentes peuvent être affectés par le même changement dans le chromosome.

Enfin, l’organisation des gènes sur les chromosomes de la cellule, quand un enfant a hérité d’une forme particulière du gène d’un parent, renforcera aussi la probabilité qu’il hérite des formes d’un certain nombre d’autres gènes présents chez ce parent à proximité immédiate sur le même brin de chromosome. Il faut de nombreuses générations pour que de tels liens historiques entre les gènes sur un même chromosome disparaissent. C’est pourquoi la sélection d’une fonction peut entraîner des changements hérités dans d’autres fonctions.

Si les auteurs insistent longuement sur ces interactions fonctionnelles chez les organismes, la question principale reste pour eux de savoir comment on décrit les objets réels sur lesquels opère la sélection. Il faut rappeler que ce ne sont pas des traits qui sont sélectionnés, mais des organismes ; les traits que possèdent ces derniers sont des propriétés qui détermineront ce que sera leur contribution à la génération suivante. Ce n’est pas là une distinction oiseuse : les organismes sont « sélectionnés » en fonction de leur totalité biologique. Dans notre exemple, nous disons que cette souris à la robe sombre est sélectionnée de préférence à l’autre, au pelage clair. Mais toutes les souris au poil foncé ne sont pas candidates à la sélection naturelle, car certaines d’entre elles pourraient être stériles, affligées d’un odorat médiocre ou de telle ou telle autre propriété dans la longue liste de celles susceptibles de nuire à la survie de leur descendance.

 

Des souris plus petites que Manhattan

Qui plus est, l’une des voies alternatives empruntées par la sélection a pu consister à retenir les souris actives uniquement après la tombée de la nuit, quand les prédateurs étaient incapables de les voir – en ce cas, leur couleur n’aurait aucune importance. Le fait qu’aucune souris de ce type n’ait existé à l’époque n’exclut pas qu’elles auraient pu finir par exister. Dès lors, pour décrire correctement ces objets de la sélection, on devra dire que les souris sélectionnées avaient la robe sombre mais n’étaient pas des animaux nocturnes. Supposons maintenant que les souris soient capables d’émettre un long cri qui effraie les prédateurs et les tienne à distance. Là encore, leur couleur n’aurait aucune importance, et on pourra affirmer sans risque de se tromper que les souris retenues par la sélection naturelle étaient de robe sombre, non nocturnes et capables de pousser des cris suraigus. Mais pourquoi s’en tenir là ? Selon les auteurs, notre spécification du type de souris retenu par la sélection naturelle comprend un nombre infini d’éléments descriptifs tenant compte de toutes les propriétés réelles des souris. En suivant cette logique, on ajoutera que ces souris sont plus petites que la presqu’île de Manhattan (2).

Dans les faits, il faut implicitement prendre en considération pourquoi ce sont les souris au poil d’une certaine couleur, et non par exemple des souris à l’activité diurne, qui ont été retenues par la sélection. Si nous voulons comprendre le cheminement véritable du changement évolutif, l’absence de variation de certains traits revêt autant d’importance que la présence de variations pour d’autres traits. En fait, il arrive souvent que la sélection artificielle en laboratoire d’une caractéristique donnée, une fois répliquée dans différentes souches génétiques, entraîne, en plus du trait directement sélectionné, des changements divers dans d’autres traits des différentes lignées. C’est que, dans des souches différentes, la variation génétique entraînant des variations d’autres caractères est présente sur le même chromosome que les gènes influençant le trait sélectionné.

L’un des moyens d’échapper à la nécessité logique d’une impossible spécification complète des objets vivants réels sélectionnés serait de cesser de parler de sélection « pour » certains types d’organisme et d’évoquer uniquement la sélection d’un ou plusieurs traits subissant un véritable changement au cours du processus de reproduction différentielle (3). Il est vrai que les expériences de sélection artificielle ne produisent pas toujours le résultat recherché, et il n’y a aucune raison pour qu’il en aille autrement dans la nature avec ce que nous appelons la « sélection naturelle ». Toutefois, cette solution alternative mettrait la plupart des biologistes très mal à l’aise, tant est vif leur souci de fournir une explication cohérente de ce qui arrive réellement aux différentes sortes d’êtres vivants dans la nature.

Il est une question majeure à laquelle les auteurs accordent trop peu d’attention : le concept d’« adaptation ». Ils relèvent, non sans raison, que toute créature doit vivre dans une sorte de correspondance adaptative avec ses conditions d’existence, faute de quoi elle mourrait. L’apparente adaptation des organismes vivants au monde dans lequel ils habitent n’est donc guère une surprise. Mais l’« adaptation des organismes à leur environnement » ne caractérise qu’en partie la relation entre organisme et environnement. Elle fait l’impasse sur tout un pan de la réalité. Elle se fonde sur la métaphore de la « niche écologique », un cadre de vie préexistant auquel les organismes doivent s’adapter ou mourir. Or un organisme a une infinité de moyens d’organiser sa vie, une infinité de façons de s’accommoder des divers éléments du monde extérieur. Lesquels d’entre eux forment une « niche écologique » ? Le seul moyen de le dire est de voir si un organisme en fait son affaire. Tout comme il n’existe pas d’organisme sans niche, il n’existe pas de niche sans organisme.

 

Comment rechercher la vie sur Mars

Comment s’y est-on pris pour détecter de la vie sur Mars ? Une suggestion était d’y envoyer un microscope, de recueillir un peu de poussière à la surface et de regarder si quelque chose gigotait. Si cela gigote, c’est que cela vit. On a préféré expédier une espèce d’aspirateur rempli d’une solution nutritive contenant un sucre ordinaire augmenté d’un marqueur radioactif. Si la poussière aspirée à la surface contenait des cellules vivantes, elles se mettraient à croître et multiplier en métabolisant le sucre. Bien qu’en parfait état de marche, l’engin ne décela aucune activité. Mais cela signifie seulement qu’il n’y a pas, dans la poussière martienne, de vie qui croît sur le type de sucre considéré. L’engin n’aurait pas non plus détecté un Martien. Les scientifiques se sont bornés à créer une niche écologique correspondant à une forme de vie spécifique qu’ils connaissaient sur Terre, une niche étroite. Si vous ne spécifiez pas quelle sorte d’organisme vous recherchez, vous ne pouvez pas non plus spécifier sa niche écologique. Et les créatures ne « s’adaptent » pas à une niche, elles la construisent, ce qui a conduit les biologistes à énoncer des théories sur la « construction des niches (4) ». Ce ne sont pas seulement les oiseaux et les fourmis ou les hommes qui construisent leur nid. La métaphore de la « construction » couvre un grand nombre d’activités de créatures qui, par leur métabolisme, créent le monde autour d’elles. En plongeant leurs racines dans la terre, les plantes modifient la structure du sol et rejettent des substances chimiques qui encouragent la croissance de certains champignons. Loin d’« infecter » les plantes, ces moisissures créent avec les racines des liens intimes qui ouvrent la voie à des substances favorisant la croissance des plantes.

La parution de ce livre à cette période précise va entraîner une forte réaction négative chez les biologistes de l’évolution, comme on le voit déjà chez les philosophes de la biologie. À un degré pour elle inédit, la génération actuelle des spécialistes de l’évolution est confrontée au puissant assaut des forces du fondamentalisme religieux. Ces forces exploitent l’ambiguïté du mot théorie pour suggérer que l’évolution en tant que processus naturel ne serait rien de plus que cela – une « théorie ». « L’erreur de Darwin » a pu être conçue pour épater le bourgeois [en français dans le texte] et forcer l’attention des évolutionnistes, mais quand deux intellectuels accomplis soutiennent que la « théorie darwinienne de la sélection est vide », ils provoquent une colère qui interdit pratiquement aux biologistes tout examen sérieux de leurs arguments.

Conscients d’avoir poussé le bouchon un peu loin, les auteurs ont fait circuler un texte où ils assurent ne pas contester le mécanisme de base de l’évolution, ce processus naturel défini par les quatre principes de la variation, de l’hérédité, de la reproduction différentielle et de la mutation. Ils rejettent l’idée que la sélection naturelle serait une sorte de « force » obéissant à des lois, comme la gravitation. Pour eux, la sélection naturelle est simplement le nom donné aux diverses sortes de reproduction différentielle au sein d’une population. S’ils veulent éviter toute méprise, les biologistes feraient peut-être bien de cesser de se référer à la « sélection naturelle », et de parler plutôt de taux de survie et de reproduction différentiels.

L’autre source d’inquiétude et de colère, c’est que le livre vise la façon dont les biologistes fournissent des explications adaptatives à tout un éventail de phénomènes et qu’il s’en prend aussi à la communauté plus large de chercheurs qui recourent à la métaphore de la sélection naturelle pour énoncer des théories sur l’histoire, la structure sociale, la psychologie et la culture. Si vous gagnez votre pain en inventant des scénarios qui expliquent la xénophobie, le racisme ou l’amour de la musique à l’aide de la sélection naturelle, ce livre risque de vous déplaire.

Même les biologistes qui ont apporté des contributions fondamentales à notre compréhension du rôle des changements génétiques dans l’évolution des espèces ne peuvent résister à la tentation de défendre la théorie darwinienne contre ses ignorants adversaires, en arguant du fait que les biologistes sont toujours en mesure de fournir un scénario plausible pour expliquer par la sélection naturelle un cas donné d’évolution. Mais plausibilité n’est pas science. Faute de profondeur de champ et de temps, il est extrêmement difficile de fournir des explications vraies et suffisantes d’exemples particuliers d’évolution. Avec un fort accent russe qui ajoutait à la dérision, le cytogénéticien Jakov Krivshenko qualifiait de « spécoulations zoiseuses » les explications simplement plausibles. Au risque d’avoir à dire, la plupart du temps, « je ne sais pas comment cet organisme a évolué », les biologistes feraient bien de se garder des spéculations oiseuses.

 

Cet article est paru dans la New York Review of Books le 27 mai 2010.

Notes

1| Dobzhansky avait découvert qu’il existe des différences chromosomiques significatives dans des populations différentes de drosophiles appartenant pourtant à la même espèce. Il avait aussi découvert que ces différences évoluaient rapidement au fil des mois. Il comprit que la sélection naturelle favorisait des types chromosomiques différents selon le moment de l’année et profita de cette faculté d’évolution très rapide pour prouver l’effet de la sélection naturelle en laboratoire.

2| Ce résultat logique est relevé par les philosophes Ned Block et Philip Kitcher dans leur critique du livre de Fodor et Piattelli-Palmarini, intitulée « Ne pas comprendre Darwin », paru dans la Boston Review, mars-avril 2010. [Note de l’auteur.]

3| Cette suggestion a été faite par le philosophe de la biologie Elliot Sober en réponse à une version antérieure de l’argumentation de Fodor. On peut juger ?du ton général des critiques des philosophes d’après le titre de l’article de Sober : « Bubbe Meise Against Darwinism » [« Contes de grand-mère contre le darwinisme »], Mind and Language, vol. 23, no 1, février 2008.[Note de l’auteur.]

4| Un livre récent sur le sujet est Niche Construction (« La construction de niches »), par John Odling-Smee, Kevin N. Laland et Marcus W. Feldman, Princeton University Press, 2003. [Note de l’auteur.]

Pour aller plus loin

Daniel Denett, Darwin est-il dangereux ?, Odile Jacob, 2000. L’un des exposés les plus clairs de l’orthodoxie darwinenne.

Stephen Jay Gould
, La Structure de la théorie de l’évolution, Gallimard, 2006. Un livre testament dont certaines interrogations rejoignent celles de Fodor et Lewontin.

LE LIVRE
LE LIVRE

L’erreur de Darwin de La faille du darwinisme, Farrar, Strauss & Giroux

SUR LE MÊME THÈME

Sciences Le souvenir que la Terre gardera de nous
Sciences Comment « réensauvager » la nature
Sciences Biodiversité : toujours plus de nouvelles espèces

Dans le magazine
BOOKS n°109

DOSSIER

SOS biodiversité

Chemin de traverse

12 faits & idées à glaner dans ce numéro

Edito

Armageddon

par Olivier Postel-Vinay

Bestsellers

Initiation au Cachemire

Voir le sommaire

Booksletter,
c'est gratuit !

Retrouvez gratuitement la Booksletter
chaque samedi matin dans votre boîte email.