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Simon Conway Morris : « La science de l’évolution reste inachevée »

Comment expliquer que presque tout, dans l’histoire de l’évolution, ait été inventé plusieurs fois ? L’œil, les oiseaux, les comportements sociaux… Ce point essentiel n’est pas explicable par la théorie en vigueur, dite néodarwinienne.

Simon Conway Morris est professeur de paléontologie évolutive à l’université de Cambridge. Il doit sa notoriété scientifique à sa description de la faune de Burgess, un ensemble d’espèces vivant entre – 528 et – 510 millions d’années qui contient déjà la quasi-totalité des plans d’organisation des espèces aujourd’hui vivantes.

 

Qu’est ce qui, dans l’œuvre darwinienne, fait aujourd’hui consensus parmi les biologistes de l’évolution ?
Le mécanisme de sélection naturelle expliquant l’évolution des espèces. On peut le résumer de la manière qui suit. Au sein d’une espèce, il existe toujours une grande variabilité des caractères des individus – la taille, la couleur du pelage, la capacité à digérer tel aliment, etc. Ceux qui sont les mieux adaptés au milieu meurent moins et se reproduisent plus, donc leurs caractères propres deviennent de plus en plus fréquents dans la population, au point, à terme, de former une nouvelle espèce. Sur la réalité de ce mécanisme, tout le monde est d’accord. Ceux que l’on appelle les néodarwiniens, qui représentent la grande majorité des biologistes, y ajoutent une idée que Darwin ne pouvait avoir puisqu’il ignorait tout de la génétique, née après sa mort : que la variabilité des caractères au sein d’une population provient entièrement du hasard des mutations de l’ADN. Par conséquent, les directions que prend l’évolution sont complètement aléatoires et imprévisibles. Les néodarwiniens considèrent que leur théorie est achevée et à même de rendre compte d’à peu près tous les phénomènes biologiques. D’autres, dont je suis, pensent que la science de l’évolution est incomplète et qu’il est temps de voir l’héritage de Darwin comme un chantier inachevé.

Dans quelles directions faut-il reprendre ce chantier ?
Nous connaissons le mécanisme de l’évolution, mais nous sommes incapables de prévoir les produits qu’elle pourrait, voire devrait obligatoirement, donner. Pourtant, l’évolution suit manifestement une direction ordonnée vers plus de complexité. Nous devons donc trouver les principes scientifiques d’ordre supérieur de cette « logique de la biologie » – un terme que vous n’entendrez jamais dans la bouche des néodarwiniens – qu’elle suit sur le long terme.

Vous soutenez donc que l’évolution est prévisible ?
Je soutiens qu’elle l’est beaucoup plus que ne le pensent la majorité de mes collègues, acquis à l’idée d’une évolution purement aléatoire. Je m’appuie sur le nombre croissant de cas où l’évolution a inventé plusieurs fois les mêmes structures pour répondre à un problème donné. Les exemples classiques sont l’œil camérulaire  (1), que l’on trouve chez les pieuvres et chez les vertébrés, et la forme en fuseau des poissons et des cétacés alors que, dans les deux cas, il s’agit de lignées qui ont évolué indépendamment. C’est ce qu’on appelle la convergence évolutive : un même caractère s’observe chez deux lignées qui n’ont pas d’ancêtre commun. Ce qui me frappe, c’est que la convergence est la règle de l’évolution, non l’exception. De la molécule aux comportements sociaux, presque tout, dans l’évolution, a été inventé plusieurs fois. On ne cesse d’en découvrir de nouveaux exemples : les oiseaux sont apparus à quatre reprises ; même le système nerveux semble être apparu deux fois. Les routes de l’évolution sont nombreuses, mais elles mènent à un très petit nombre de destinations.

D’autres biologistes, comme Richard Dawkins (2), interprètent ce phénomène de convergence en termes de sélection naturelle : si des structures comme l’œil sont apparues plusieurs fois dans l’évolution, c’est qu’elles sont les mieux adaptées au milieu…
Le problème de cette interprétation est qu’elle surestime le rôle du hasard. À la suivre, le jeu aléatoire des mutations de l’ADN permettrait, sur une grande échelle de temps, de faire naître à peu près n’importe quelle nouvelle structure. Or, l’évolution ne fait pas apparaître de nouvelles structures. Elle ne fait que générer de nouveaux arrangements de structures existantes, en général des protéines, qui leur confèrent de nouvelles fonctions. Là encore, l’exemple de l’œil est édifiant. Pour qu’un œil fonctionne, il faut que la lumière soit focalisée sur la rétine. C’est ce que fait le cristallin, qui joue le rôle de lentille. C’est un tissu à la fois flexible et transparent. Pour former un tissu aux propriétés aussi originales, on pourrait s’attendre, selon la vision aléatoire de l’évolution, à ce qu’une protéine présentant les propriétés ad hoc soit apparue, puis se soit diversifiée. Or, on observe l’exact contraire : les cristallines qui le constituent sont une grande famille de protéines d’origines très diverses, mais qui ont en commun la possibilité de former un seul et même type d’arrangement tridimensionnel à la fois résistant, flexible et translucide. C’est un bel exemple de convergence moléculaire.

Tout n’est donc pas possible dans l’évolution ?
Non, car les contraintes physico-chimiques limitent le champ des possibles. Pour former un tissu comme le cristallin à partir de protéines, il n’y a sans doute qu’une solution, qui n’est d’ailleurs pas forcément la mieux adaptée.

En quoi ces contraintes qui limitent les possibilités de l’évolution peuvent-elles la rendre prévisible ?
Si l’on connaissait mieux la double contrainte biologique – l’évolution ne fait que réarranger des éléments existants et non en créer de nouveaux – et physique – pour un problème donné, il existe un très petit nombre de solutions que l’on peut obtenir à partir des éléments biologiques existants – qui pèse sur l’évolution, on pourrait dans une certaine mesure en prévoir le devenir. Contrairement à Stephen Jay Gould ( 3), je pense que si l’on pouvait rembobiner, comme une bande magnétique, l’évolution puis la dérouler à nouveau, on obtiendrait à peu près la même chose que ce que nous connaissons.

Y compris l’homme ?
Y compris une créature possédant une intelligence et une conscience de soi d’un niveau comparable, même si elle n’aurait peut-être pas eu pour ancêtre un grand singe sans queue. Je pense que l’apparition d’une telle créature était inévitable, tant l’intelligence fait partie de ces phénomènes convergents dont je souligne l’importance.

L’intelligence humaine n’est donc pas une propriété de notre espèce ?

Pas du tout. Il est clair qu’une intelligence d’un niveau comparable à celle des primates est apparue au moins deux fois dans l’évolution, chez les dauphins et chez les corneilles. Le plus fascinant est qu’elle est apparue dans des milieux de vie très différents, et surtout dans des cerveaux qui n’ont pas du tout la même organisation.

Quel rôle reste-t-il au hasard, dans votre conception de l’évolution ? Par exemple aux grandes catastrophes, comme la météorite qui entraîna l’extinction des dinosaures et qui, selon Stephen Jay Gould, ouvrit la voie au développement des mammifères ?

Le hasard joue bien entendu un rôle. De même, si j’insiste sur l’importance des phénomènes de convergence, je sais bien aussi qu’il existe de multiples exemples où l’évolution a trouvé des manières différentes de résoudre un même problème. Elles font le délice des biologistes qui se sont spécialisés dans leur étude. Ce que je soutiens, c’est que ces phénomènes aléatoires jouent un rôle négligeable sur le long terme. Même si la météorite ne s’était pas écrasée, les ancêtres des oiseaux et des mammifères qui existaient déjà à l’époque des dinosaures auraient poursuivi leur diversification. Et les dinosaures auraient disparu de toute manière, car leur sang froid les rendait incapables de résister aux brusques refroidissements climatiques qui ont rythmé l’histoire de la Terre. C’est comme en histoire : même si Churchill était mort en 1940, je ne pense pas que le IIIe Reich aurait duré mille ans.

Ne sommes-nous pas là dans la pure spéculation ? Y a-t-il un moyen de résoudre ces questions ?

J’en vois trois. Les deux premiers sont la synthèse chimique d’une forme de vie artificielle dont on suivrait l’évolution, et l’étude d’une forme de vie extraterrestre qui permettrait de tester l’effet de contraintes physico-chimiques différentes de celles que nous connaissons. Ils sont pour le moment hors de notre portée. Il reste donc l’évolution expérimentale visant à observer l’apparition d’une nouvelle espèce. Elle consiste à faire se multiplier pendant très longtemps des colonies de bactéries pour voir ce qu’elles deviennent. Une équipe américaine en est à 31 000 générations sur douze colonies cultivées en parallèle. Or, elles ont évolué quasiment de la même manière ! La seule rupture importante est qu’une des colonies a acquis la possibilité de se nourrir de citrate, ce que ne fait pas la bactérie initiale. On peut interpréter cela comme un événement exceptionnel, ouvrant la voie à la formation d’une nouvelle espèce. J’ai tendance à penser que c’est un phénomène ponctuel qui se produira un jour ou l’autre dans les autres colonies, car les événements génétiques qui conduisent à pouvoir se nourrir de citrate s’y sont déjà produits, même s’ils n’ont pu se poursuivre jusqu’à permettre l’assimilation de ce sucre.

Peut-on vraiment comparer ce qui se passe chez une seule espèce de bactérie cultivée dans un tube à essai à ce qui se passe dans la nature ?
C’est l’objection évidente. C’est pourquoi je pense que, quel que soit l’intérêt de ces recherches, l’enjeu scientifique le plus important est d’élucider les règles qui gouvernent l’évolution sur le très long terme et les contraintes qui limitent ses possibilités. On peut accumuler, comme je le fais, les exemples de convergence évolutive, mais la question de savoir pourquoi l’évolution conduit toujours aux mêmes formes reste irrésolue et le restera sans doute tant que l’on n’aura pas compris les contraintes du monde physico-chimique qui pèsent sur l’évolution sur le très long terme. En physique, la mécanique classique de Newton s’applique à une certaine échelle, mais si l’on va dans l’infiniment petit, on a besoin de la mécanique quantique et, si l’on va dans l’infiniment grand, on a besoin de la mécanique relativiste. Darwin est l’équivalent de Newton et la science de l’évolution n’est pas donc achevée.

Quelles sont aujourd’hui les questions non résolues ?

D’abord l’origine de la vie, qui me semble tout à fait énigmatique. Ensuite, la manière dont les formes complexes apparaissent lors de ces transitions majeures, comme celle qui a fait passer des procaryotes, les cellules dépourvues de noyau, aux eucaryotes, dont les cellules possèdent un noyau contenant le matériel génétique. Enfin, on ne comprend pas ce qui fait qu’à un certain moment certains tissus cérébraux deviennent conscients d’eux-mêmes, comme nous l’avons évoqué à propos de l’intelligence. Au fond, nous ne comprenons pas ce qui fait de nous des humains. On évoque l’intelligence, le langage articulé, l’utilisation d’outils… Tout cela est en partie vrai, mais les explications darwiniennes traditionnelles, fondées sur la variabilité et la sélection naturelle, me semblent insuffisantes pour en rendre compte. En un sens, notre espèce est sortie de l’évolution. Quand je dis cela au Royaume-Uni, cela provoque des hurlements, mais la tradition philosophique française, qui insiste davantage sur la culture que sur la nature, me semble plus favorable à cette idée.

Propos recueillis par Nicolas Chevassus-au-Louis.

Notes

1| Œil camérulaire : œil qui fonctionne comme un appareil photographique.

2|L’évolutionniste britannique Richard Dawkins, né en 1941, est l’auteur de L’Horloger aveugle, Robert Laffont, 1999.

3| Le paléontologue américain Stephen Jay Gould (1941-2002) était notamment l’auteur de La vie est belle. Les surprises de l’évolution, Seuil, 1991, consacré à la faune de Burgess, dont Simon Conway Morris est un spécialiste.

LE LIVRE
LE LIVRE

La solution de la vie. Humains inévitables dans un univers solitaire de Simon Conway Morris : « La science de l’évolution reste inachevée », Cambridge University Press

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