Soutenez l’esprit critique ! Participez à la campagne pour financer notre numéro 100 exceptionnel !

Sélection naturelle accélérée dans nos villes

L’évolution par sélection naturelle est un processus lent et graduel, pensait Darwin. Or, en milieu urbain, animaux et plantes s’adaptent à un rythme ahurissant. En témoignent les cas du moustique du métro de Londres, du lynx de Los Angeles ou de la crépide de Montpellier.


© United Kingdom Government

En 1940, les Londoniens réfugiés dans le métro ont échappé aux bombardements allemands, mais pas aux piqûres de Culex molestus, un moustique qui se nourrit quasi exclusivement de sang humain.

En 1965, le grand écologue britannique G. Evelyn Hutchinson, alors professeur de zoologie à l’université Yale, publiait un petit ouvrage intéressant, dont le titre est un bon point de départ pour comprendre la dynamique de la vie sur Terre – la vie dans le milieu naturel, à la campagne, en ville. Hutchinson l’avait appelé « Le théâtre écologique et la pièce de l’évolution » (1). Ce titre visait à distinguer l’environnement des processus, et les interactions immédiates des tendances à long terme. Un écosystème intègre bien sûr aussi des processus : la photosynthèse, l’herbivorisme, la prédation, la compétition… Quand les êtres vivants jouent ces rôles écologiques, ils interagissent, ils luttent pour leur survie, ils s’emploient à se reproduire, ils réussissent ou ils échouent, et l’évolution est le résultat global de ces enjeux, le grand arc narratif qui s’infléchit extraordinairement au fil du temps. L’évolution sous l’effet de la sélection naturelle se produit « avec une extrême lenteur », n’ont cessé de penser les darwiniens depuis que Darwin a énoncé cette idée dans L’Origine des espèces (2). « Je crois que la sélection naturelle agira toujours très lentement », écrit-il, et « nous ne voyons rien de ces lents changements tandis qu’ils se produisent, jusqu’à ce que la main du temps les ait frappés au sceau des âges anciens ». Si lente que puisse être l’évolution, la sélection agissant sur des variations très légères et très graduelles, « je ne puis, ajoute Darwin, voir aucune limite à la quantité de changements […] qui peuvent être réalisés par le pouvoir de sélection qu’a la nature ». Un autre écologue influent et ancien étudiant de Hutchinson, Lawrence Slobodkin, a codifié cette idée de lenteur dans son livre (au titre moins poétique) « Croissance et régulation des populations animales » (3), en opérant une distinction entre « temps écologique » (relativement court, faisant apparaître peu de changements dans les rôles ou les relations) et « temps évolutif », mesuré en centaines de millénaires, intervalle suffisant pour que des modifications progressives et évolutives d’une ou plusieurs espèces viennent ébranler le statu quo écologique. Menno Schilthuizen est un biolo­giste de l’université de Leyde, aux Pays-Bas, pays dont la majorité de la population habite en milieu urbain. En d’autres termes, il vit dans le futur. Son nouveau livre, Darwin Comes to Town, répond implicitement à Hutchinson, à Slobodkin et à Darwin lui-même en attirant notre attention sur des preuves qui contredisent leur thèse au sujet du rythme de l’évolution. En regardant la pièce de l’évolution qui se joue sur la scène urbaine, et pas seulement dans la nature, Schilthuizen et ses collègues ont remarqué que l’évolution pouvait se produire à vive allure. L’évolution rapide que Schilthuizen constate en milieu urbain laisse entre­voir la possibilité que notre époque donne naissance à de nouvelles espèces tandis que bien d’autres, plus anciennes, sont vouées à disparaître. Par exemple, le merle noir (Turdus merula) s’est-il suffisamment différencié, dans certains milieux urbains où il bénéficie de températures plus élevées, de déchets alimentaires abondants et de l’absence de prédateurs, pour constituer une nouvelle espèce, que Schilthuizen est tenté de nommer Turdus urbanicus ? Peut-être quasiment. « La constellation de villes européennes est devenue l’archipel des Galápagos de l’évolution urbaine, et Turdus merula leur pinson de Darwin (4). » Schilthuizen fournit beaucoup d’autres exemples et désigne même le phénomène par un acronyme de son invention, Cerih, pour « changement évolutif rapide induit par l’homme ». Voilà une nouvelle réjouissante pour les amoureux de la biodiversité, qui se lamentent sur la destruction des habitats et de la disparition des espèces. Pourquoi l’évolution serait-elle être plus rapide en milieu urbain qu’ailleurs ? Schilthuizen l’explique notamment par l’intensité de la sélection naturelle (ce que l’on appelle dans le jargon le coefficient de sélection) que les environnements humains peuvent exercer et qui donne à une forme mutante de certaines espèces (adaptée par chance à la ville) un avantage sur sa forme sauvage. Si la pression de sélection est suffisamment forte, des transformations spectaculaires peuvent s’opérer en une centaine de générations à peine. Pour de nombreuses lignées d’insectes et d’oiseaux, cela représente à peine un siècle.  

Deux modalités de l'évolution

Reste à savoir si l’évolution urbaine accélérée peut faire apparaître davan­tage d’espèces qu’il n’en disparaît. L’adaptation rapide aux environnements urbains d’un nombre relativement restreint d’animaux, de plantes et d’autres formes de vie n’implique pas forcément une régénération de la biodiversité. L’évolution a deux modalités : l’anagenèse (ou évolution phylétique) et la cladogenèse (ou spéciation). Dans le premier cas, une lignée unique se transforme avec le temps. C’est sans aucun doute ce qui se passe dans les villes. Dans le second cas, de nouvelles espèces apparaissent lorsqu’une lignée se scinde en deux. Même si les lignées continuent de se modifier, le nombre de nouvelles ­espèces reste encore inférieur à celui des espèces éteintes. Les villes peuvent bien héberger leur propre faune de rongeurs et leurs variantes de moineaux et de pissenlits, elles n’abriteront probablement jamais d’ours polaires, de tigres, d’addax et autres grands animaux impor­tuns (les léopards qui cherchent de la nourriture dans les rues de Bombay, aux abords du parc national ­Sanjay Gandhi, sont une exception. Et il vaut mieux ne pas croiser leur chemin quand on est un chien errant). Mais laissons pour l’instant de côté la question du gain ou de la perte de biodiver­sité. Le phénomène que décrit ­Schilthuizen est déjà suffisamment intéressant, indépendamment des perspectives qu’il peut ouvrir. Un insecte piqueur (Culex molestus), connu sous le nom de moustique du métro de Londres, offre un cas particulièrement intéressant. Son parent le plus proche est le moustique commun (Culex pipiens), une espèce largement répandue qui vit en surface, est inactive en hiver, se reproduit en milieu ouvert et se nourrit du sang de mammifères ou d’oiseaux. Le moustique du métro de Londres a acquis, en quelques décennies – pas des siècles ou des millénaires –, des habitudes de vie très différentes : il vit dans les tunnels du métro de Londres et d’ailleurs, n’observe pas de pause hiver­nale (car il fait chaud en sous-sol), s’accouple dans des espaces c
onfinés et se nourrit essentiellement ou exclusivement de sang humain. Les Londoniens qui passaient leurs nuits dans le métro pour se protéger des bombardements allemands durant le Blitz de 1940-1941 en gardent un souvenir cuisant. Le biologiste néerlandais mentionne une étude de référence, conduite il y a vingt ans par Katharine Byrne et ­Richard Nichols. Ces deux généticiens londoniens ont collecté des populations de moustiques en surface et en sous-sol et montré que leurs différences de cycle biologique étaient d’ordre génétique. Le moustique du métro de Londres avait évolué vers sa nouvelle forme. De plus, les trois lignes de métro sur lesquelles les moustiques souterrains avaient été prélevés abritaient des populations ­génétiquement différentes les unes des autres. Le seul endroit où ces lignes se croisent est Oxford Circus, l’une des stations de métro les plus fréquentées de la capitale britannique, et les moustiques n’avaient manifestement pas ­emprunté les correspondances.   «L’évolution du moustique du ­métro de Londres nous interpelle tous », écrit Schilthuizen. Elle nous rappelle que l’évolution est toujours en cours, qu’elle se produit parfois à vive ­allure et en réaction au plus grand agent de changement environnemental sur la planète : l’être humain. « Et si notre emprise sur les écosystèmes était devenue si forte que la vie sur Terre est en train d’élaborer des façons de s’adapter à une planète entièrement urbanisée ? » Ses autres études de cas portent sur les corbeaux familiers de Singapour, les coyotes de Chicago, les perruches à collier de Paris, les étourneaux sansonnets qui ont colonisé l’Amérique du Nord à partir de spécimens relâchés dans Central Park, les crépides de Nîmes (Crepis sancta) qui poussent sur les trottoirs de Montpellier, et dont les fleurs jaunes rappellent les pissenlits, et les 529 espèces de guêpes que l’on trouve à Leicester. Ce que nous dit Schilthuizen de ces organismes vivants, c’est que non seulement ils supportent le milieu ­urbain, mais aussi que beaucoup de ces lignées se sont adaptées, par un changement génétique mesurable ou déductible, à cet environnement – le théâtre urbain, la pièce de l’évolution. Une étude a montré que les ailes des étourneaux américains se sont arron­dies, ce qui leur a permis, suppose Schilthuizen, d’esquiver prestement « un chat bondissant ou une voiture roulant à toute allure ». À Montpellier, les crépides qui poussent sur les petits îlots de terre au pied des arbres, sur les trottoirs, produisent désormais ­davantage de grosses graines lourdes qui tombent à leur pied et moins de graines légères susceptibles d’être disséminées par le vent et d’atterrir sur une surface bétonnée ou goudronnée. Et puis il y a un tout petit poisson appelé choquemort (Fundulus heteroclitus), qui vit dans les eaux saumâtres le long de la côte Est des États-Unis, y compris dans de grandes villes portuaires telles que Bridgeport (Connecticut), dont les eaux sont empoisonnées par des déchets toxiques – PCB et autres produits chimiques – déversés ­depuis des ­décennies. Comme l’indique Schilthuizen, une étude génétique des choquemorts de Bridgeport a mis en évidence des modifications dans leur génome qui protègent ces poissons des effets des PCB. L’histoire la plus remarquable de son catalogue de preuves est bien connue, même si certains détails ont changé récemment. Vous vous souvenez de la phalène du bouleau (Biston betularia) de la Grande-Bretagne du XIXe siècle, ce cas d’école d’évolution par sélection natu­relle survenant si rapidement que les humains ont pu l’observer ? Ce papil­lon nocturne des forêts de la ­région de Manchester possédait une robe blanche tachetée de noir qui lui permettait de se camoufler sur le tronc des bouleaux – jusqu’à ce que les ­fumées de charbon des usines noircissent l’écorce de suie. Les papillons de couleur claire ne passaient désormais plus inaperçus aux yeux des oiseaux prédateurs. Ces derniers ­chassaient les phalènes à la robe claire mais rataient les quelques ­mutants ­couleur de suie qui étaient appa­rus, si bien que toute la population de phalènes eut rapidement les ailes noires. Telle était l’explication darwinienne classique, en tout cas. Les éléments à l’appui de ce scénario ont été temporairement discrédités dans les années 1990 (à la grande satisfaction des créationnistes), avant que des travaux récents ne confirment la première version, mais avec un rebondissement. Le séquençage du génome de la phalène du bouleau a révélé que le changement de couleur ne s’était pas produit par mutation graduelle, comme les darwiniens l’auraient supposé, mais par insertion subite d’un transposon (aussi appelé « gène sauteur ») dans un gène appelé cortex, qui commande la coloration des ailes. Cette insertion était de taille – ­environ 22 000 brins d’ADN – et s’est produite aux alentours de 1819, au ­moment même où les usines de Manchester ont commencé à cracher de la fumée. Le transposon qui s’est « incrusté dans le gène cortex », explique Schilthuizen, s’est avéré être « une clé du mécanisme qui produit normalement le délicat ­motif blanc et noir des ailes ». Soudain, il y eut une lignée de phalènes du bouleau noires, et, les oiseaux éliminant leurs concurrents aux ailes claires, elles se multiplièrent. Ce fait est encore plus intéressant et a une portée plus vaste que le rythme de l’évolution en milieu urbain : l’innovation génétique, qui crée la variation au sein des populations sur laquelle la sélection naturelle fonctionne, peut parfois agir à grands pas, et pas seulement par mutation graduelle. « Natura non facit saltum » (« La nature ne fait pas de saut »), écrit Darwin dans L’Origine des espèces, citant le vieil axiome (5), mais, pour ce qui est des origines des variations, tous deux avaient tort.  

Les gènes peuvent sauter d'une espèce à l'autre

Cette méprise a été mise en lumière par d’importants travaux sur les aspects moléculaires de la biologie de l’évolution au cours des dernières décen­nies, que Schilthuizen mentionne dans le passage consacré au gène sauteur chez la phalène du bouleau. Des chercheurs qui travaillent sur la phylogénie profonde (visant à reconstruire les relations de parenté sur des centaines de millions d’années) sur la base de ­séquences d’ADN et d’ARN ont annoncé quelques autres grandes surprises. Outre les transposons qui sautent d’une position à l’autre à l’intérieur d’un génome, des gènes et des transposons se déplacent également entre génomes d’espèces non apparentées, transportant des paquets entiers de variation génétique d’une espèce à une autre. Ce phénomène contre-intuitif est connu sous le nom de transfert horizontal de gènes. On pensait autrefois que c’était impossible (les gènes étaient censés ne se déplacer que verticalement, de parent à enfant, et non latéralement, de la punaise à l’opossum, par exemple), mais cela se produit, et les évolutionnistes de la tradition darwinienne commencent tout juste à assimiler ces nouvelles données déroutantes. De son côté, Schilthuizen présente tous ses jolis cas – les phalènes du bouleau, les choquemorts et les autres – comme des preuves que la biodiversité est plus élevée en milieu urbain qu’on le pense. Il invoque quatre raisons. Premièrement, les villes accueillent continuellement des migrants d’espèces exotiques en provenance d’autres parties du monde, du fait des voyages et des transports internationaux, et nombre de ces migrants y élisent domicile. Deuxièmement, les villes sont souvent bâties dans des lieux (rives, estuaires, ports) déjà riches en biodiversité. Troisièmement, l’exploitation intensive des terres agricoles situées autour des zones urbaines a tendance à dégrader les habitats naturels, si bien que les villes, avec leurs parcs et autres espaces verts, sont susceptibles de devenir des refuges pour la faune et la flore locales. Quatrièmement, le morcellement de l’espace ­urbain par des autoroutes et d’autres barrières physiques crée des zones d’habitat isolées. Saviez-vous que la population de lynx roux vivant à l’est de l’autoroute 405 et au sud de la nationale 101 à Los Angeles était génétiquement différente de celle de Thousand Oaks, à une cinquantaine de kilomètres ? Je l’ignorais, mais je suis d’accord avec Schilthuizen pour trouver que c’est chouette. C’est le monde entier qui s’urbanise inexorablement, pas seulement le sud-ouest de la Californie et l’Europe. Nous avons franchi un cap en 2007, nous dit Schilthuizen : désormais, plus de 50 % de la population vit en ­milieu urbain. C’est à peu près la proportion dans les Pays-Bas de Schilthuizen. D’ici à 2050, la proportion atteindra les deux tiers : six des neuf milliards d’habitants de la planète seront des urbains, avec tous les conséquences, bonnes ou mauvaises, qui en découlent pour la biodiversité de notre planète. « Et pourtant, écrit-il, quand on parle d’écologie et d’évolution, d’écosystèmes et de nature, on s’obstine à exclure les humains et à se focaliser sur la part très faible d’habitats où l’influence humaine est encore négligeable. » Eh bien, non. C’est un argument spécieux, voire une contre-vérité. Les meilleures initiatives de conservation que je connaisse, comme le parc national de Gorongosa, au Mozambique, prennent en compte la nécessité de valoriser et d’aider les humains en tant qu’habitants légitimes du paysage. « Il est temps d’admettre que les activités humaines sont la force écologique la plus déterminante du monde », ajoute Schilthuizen. Le point essentiel ici est qu’il qualifie nos activités d’« écologiques ». Elles le sont assurément – au même titre qu’une éruption volcanique ou un impact ­d’astéroïde.   La grande question qui préoccupe Manno Schilthuizen – et nous tous, j’espère – est la suivante : quel est au bout du compte l’effet de notre vaste force « écologique » sur la biodiversité ? Nous dirigeons-nous vers un avenir de désolation, en grande partie dépourvu des bienfaits spirituels et esthétiques, des services écologiques, des communautés biologiques diverses et foisonnantes ? Il semble que oui, et Schilthuizen ne le conteste pas. Mais il soutient que la ­nature urbanisée, telle qu’elle est continuellement réaménagée par l’évolution, sera un grand facteur ­atténuant et qu’elle mérite d’être célébrée pour cela. Cette vision optimiste présente une faille, et l’auteur en fait lui-même état. Certaines espèces vivantes, dont la liste est relativement courte, parviennent beaucoup mieux que d’autres à s’adapter à la vie urbaine. Le corbeau familier. Le pigeon. Le merle. Le rat d’égout. Le pholque (une araignée). Même le faucon pèlerin peut très bien se débrouiller dans les canyons urbains, du moment qu’il peut fondre sur des pigeons et s’en nourrir. Schilthuizen mentionne également une graminée, la fétuque élevée, « originaire d’Europe, mais que l’on trouve à présent sur toutes les pelouses du monde (dont la pelouse sud de la Maison-Blanche) ». Malheureusement, la liste urbaine tend à être la même partout, d’un pôle à l’autre, comme il dit, et d’est en ouest, d’une ville à l’autre : « Cette homogénéisation mondiale des écosystèmes urbains est beaucoup plus généralisée que ne le laissent penser ces quelques exemples ponctuels. » On parle à propos de ces êtres vivants d’« espèces supervagabondes » (un terme forgé par Jared Diamond en 1974, du temps où ce jeune physiologiste avait comme activité secondaire l’écologie des oiseaux). Ces supervagabonds se déplacent en effet. On les qualifie aussi d’adventices, en ce sens que les animaux aussi bien que les plantes peuvent se développer en dehors de leur habitat originel. Ce qui en fait des adventices est qu’elles voyagent bien, prospèrent dans toute une série de nouveaux paysages, se reproduisent rapidement et concurrencent avec succès les espèces autochtones, éliminant souvent les formes locales plus spécialisées. Si nous poursuivons notre trajectoire actuelle pendant un siècle ou deux – une trajectoire de disparition d’espèces sauvages, d’extinction d’espèces endémiques, d’urbanisation croissante, de transport facile des personnes et de certains autres êtres vivants dans les agglomérations –, nous aurons une planète d’adventices. Le livre intelligent et agréable de Schilthuizen apporte un regard supplémentaire sur ce sujet majeur. La pièce de l’évolution qui se joue dans ce théâtre écologique de bitume et de gratte-ciel peut en effet contribuer à sortir du néant nos rats et nos pigeons, nos araignées et nos moustiques, et à étancher un peu notre soif de beauté de la nature. Elle pourrait même finir par transformer les populations de lynx roux vivant de part et d’autre de l’autoroute 405 en deux espèces distinctes de félins. Mais ne comptez pas là-dessus. L’évolution rapide que décrit Schilthuizen n’est pas assez rapide pour produire des gains de biodiversité qui compensent les pertes. La plupart des gloires de la nature ne viendront jamais de leur plein gré en ville. Malheureusement, si la fâcheuse tendance actuelle se maintient, le jour où votre arrière-arrière-petite-fille aura envie de voir un gorille, il faudra probablement qu’elle aille au zoo.   — Cet article est paru dans The New York Review of Books le 8 novembre 2018. Il a été traduit par Isabelle Lauze.
LE LIVRE
LE LIVRE

Darwin Comes to Town: How the Urban Jungle Drives Evolution de Menno Schilthuizen, Quercus, 2018

SUR LE MÊME THÈME

Biologie La mécanique cachée du vivant
Biologie Qui a exterminé le pigeon migrateur ?
Biologie Défense et illustration du bourdon

Aussi dans
ce numéro de Books

Booksletter,
c'est gratuit !

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