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Craig Holdrege, L’évolution comme mouvement vers l’autonomie, 2014

Bernd Rosslenbroich

L’Origine de l’autonomie

Un nouveau regard sur les transitions majeures dans l’évolution des espèces

éd. Springer, 2014, 297 pages, 61 illustrations.

Les protozoaires unicellulaires, les méduses, les oursins, les calmars, les espadons, et les dauphins sont tous merveilleusement adaptés à la vie dans l’eau. Mais ce fait nous dit peu de choses sur la façon dont chacune de ces créatures vit sa vie. Tous ces animaux sont organisés différemment les uns des autres – ils appartiennent à des embranchements ou des classes différentes – et la façon dont ils sont organisés leur permet d’interagir avec des environnements et de créer des relations qui sont propres à chacun. Ils ont tous leur « manière d’être ». Selon la théorie de l’évolution darwinienne classique, les animaux ont évolué et survécu parce qu’ils sont bien adaptés aux circonstances que présente l’environnement (ils sont le produit de ce que l’on appelle la sélection naturelle). Mais la sélection naturelle ne tient pas compte des formes et de l’organisation particulières des différents animaux. Elle ne peut interagir qu’avec ce qui existe déjà et « éliminer » ce qui est pas adapté.

Alors, d’où vient la « quantité infinie de belles et admirables formes » (Darwin, 1859) ? La théorie conventionnelle dit que par des mutations génétiques, la recombinaison des gènes et, plus récemment, les modifications épigénétiques découlant d’interactions organisme-environnement, de nouvelles caractéristiques apparaissent et sont ensuite transmisses aux générations suivantes. Ce type de réflexion prétend « expliquer » les caractéristiques des organismes à travers les mécanismes supposés qui ont produit leurs traits. Les caractéristiques en elles-mêmes – et donc aussi leurs relations mutuelles au sein de l’organisme et leurs relations avec les caractéristiques d’autres organismes – sont considérées comme des sous-produits fortuits des mécanismes de l’évolution. De ce point de vue, il suffit de proposer un mécanisme plausible et ensuite décrire comment une caractéristique donnée de l’organisme – le long cou de la girafe, le motif de couleur de la sauterelle, la coquille dure de la moule – est une « stratégie de survie » qui en tant que telle a contribué à la survie de l’espèce.

Il n’y a, bien sûr, aucune nécessité d’«expliquer» l’évolution organique de cette façon, et cela ne nous donne pas une compréhension précise de l’apparition des formes organiques. De nouvelles perspectives s’ouvrent lorsque l’on abandonne l’idée de d’explication-par-un-mécanisme et que l’on commence à regarder les phénomènes dans leurs relations mutuelles. Dans Sur l’origine de l’autonomie, Bernd Rosslenbroich – qui dirige l’Institut de biologie évolutive à l’Université de Witten/Herdecke en Allemagne – fait un pas dans cette direction. Il présente une foule de faits biologiques qui convergent vers un schéma significatif d’évolution globale : « un aspect central récurrent des innovations macroévolutives consiste en une augmentation de l’autonomie de l’organisme individuel de sorte qu’il s’émancipé de l’environnement avec des modifications dans sa capacité de flexibilité, d’auto-régulation et d’auto-contrôle du comportement ».

Ce modèle [pattern] ou tendance a été discutée par les biologistes gœthéens Friedrich A. Kipp, Wolfgang Schad [né en 1935, a créé l’Institut de biologie évolutive à l’Université de Witten/Herdecke en Allemagne], Andreas Suchantke, Jos Verhulst et d’autres, et il a été périodiquement reconnu par les biologistes traditionnels. La contribution de Rosslenbroich consiste, avant tout, a montrer qu’un certain degré d’autonomie peut être reconnu comme une caractéristique fondamentale de la vie, puis de retracer en détail les métamorphoses innombrables et l’ampleur de l’accroissement d’autonomie dans tout le règne animal (il ne traite pas des plantes dans ce livre).

Par exemple, Rosslenbroich compare (chapitre 4.2) l’organisation des procaryotes (bactéries et archées) avec l’organisation cellulaire des eucaryotes (tous les autres organismes). Tous les étudiants en biologie apprennent la différence entre ces deux types d’organisation cellulaire : chez des procaryotes l’ADN est pas enfermé dans une membrane, alors que c’est le cas dans le noyau des cellules eucaryotes ; les cellules procaryotes sont généralement beaucoup plus petites que les cellules eucaryotes ; et ainsi de suite. Mais ces faits ne sont généralement pas considérés dans un contexte plus large, ce qui est ce que Rosslenbroich tente de faire. Il décrit comment ces différentes caractéristiques témoignent d’un degré croissant de l’intériorisation et de la différenciation interne de l’organisation. Les différentes espèces de procaryotes échangent facilement du matériel génétique entre eux (ce qui remet en question le concept d’espèce pour ce groupe d’organismes). Lors de l’alimentation, ils sont « dépendants de l’absorption de substances dissoutes à travers leur membrane », ils sécrètent des enzymes dans le milieu environnant, et ont, par conséquent, « une digestion externe ». Ils sont (généralement) minuscules et ont une très grande surface par rapport à leur volume, de sorte que ce sont essentiellement des organismes étendus en permanente interface avec leur environnement.

En revanche, les cellules eucaryotes ont des génomes plus stables et leur noyau est enfermé dans sa propre enveloppe nucléaire. Ils ont des organites distincts tels que les mitochondries et les chloroplastes. Un cytosquelette constitue un support mécanique interne de la cellule. La digestion se produit à l’intérieur de la cellule. Et leur plus grande taille signifie qu’il y a une « réduction de la surface relative, diminuant ainsi relativement le contact direct avec l’environnement ».

A travers cette comparaison détaillée et intégrative réalisée par Rosslenbroich, le lecteur peut se former une image dynamique du processus d’intériorisation et de compartimentation des fonctions organismiques. Puisque ces deux types d’organismes continuent de se développer sur la planète, leurs différences ne montrent pas que les cellules eucaryotes sont en aucune façon « mieux adaptées » que les procaryotes. Les différences sont d’ordre qualitatif et indiquent différentes manières d’être – l’une montrant une remarquable intégration et une grande réactivité à l’environnement fluide immédiat et l’autre ayant évolué dans le sens d’une plus grande auto-encapsulation.

En présentant l’autonomie comme une tendance évolutive, Rosslenbroich ne cherche pas à faire un dessein précis. Il est clair que l’évolution de « l’organisme animal » n’est pas linéaire. Il présente, par exemple, la fonction de viviparité – donnant naissance à des jeunes – qui est un cas révélateur d’intériorisation du développement embryonnaire dans l’organisme maternel, typique chez les mammifères. Et pourtant, il existe de nombreux exemples de viviparité dans d’autres classes de vertébrés (par exemple, les poissons et les reptiles). Il y a même des poissons avec des formations semblables à un placenta, comme dans le corps féminin. Vous commencez à avoir l’intuition de la manière dont la tendance à l’intériorisation est une voie répandue dans le règne animal et s’incarne de façon spécifique et partielle dans les différents groupes. Ce qui peut apparaître presque comme une anomalie ou une exception à la règle dans un groupe devient un élément central dans un autre.

Publié par l’éditeur académique Springer, le livre est écrit pour un public universitaire ordinaire. Le style est sec et l’auteur s’adapte aussi, il me semble, aux attentes de la pensée dominante en présentant l’autonomie parfois comme une « théorie » et parfois comme une « hypothèse » – plutôt que comme « un motif qui se répète » [a pattern that connects], pour reprendre l’expression de Gregory Bateson. Il consacre également de nombreuses pages à la discussion sur la manière dont les biologistes tentent d’expliquer (en proposant des mécanismes) l’émergence des caractères propres à l’autonomie dans l’évolution. J’ai trouvé ces parties du livre moins intéressantes, car elles consistent essentiellement en une collection de spéculations. Comprendre l’évolution – ce qui implique une reconnaissance toujours plus profonde des motifs [pattern] et de leurs relations – ce n’est pas la même chose que de spéculer sur des mécanismes (Brady, 1983), une activité qui malheureusement est devenu trop répandue en biologie évolutive.

Dans l’ensemble, cependant, le livre est un trésor pour les biologistes et les professeurs de biologie. Il offre non seulement une foule d’exemples qu’il serait difficile de trouver ailleurs, mais fournit également de nouveaux éléments de compréhension qui peuvent contribuer à faire la lumière sur de nombreux phénomènes biologiques qui sont par ailleurs considérés comme des éléments isolés.

Craig Holdrege

Recension parue dans le bulletin d’information de The Nature Institute, In Context n°32, 2014.

Référence :

Brady, Ronald H. (1983). “Parsimony, Hierarchy, and Biological Implications”, in Advances in Cladistics vol. 2 (Norman Platnick and V. A. Funk, eds.), pp. 3-60. New York: Columbia University Press. Quelques uns des principaux écrits de Ronald Brady sont disponibles en ligne.

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