Mercredi 19 novembre 2014 3 19 /11 /Nov /2014 18:26

 

 

 HL-Tauri.jpg

 

 

 

 

 

 

 

 

     Dans le domaine de la science, il est incontestablement peu de certitudes définitives. Toutefois, depuis des années, la communauté scientifique était tombée à peu près d’accord sur la façon dont se forment les planètes dans un système stellaire mais il est vrai que le seul exemple que nous avions pour référence était le nôtre, le système solaire. Puis, au début des années 1990 fit irruption l’exoplanétologie, c'est-à-dire la science s’occupant des planètes situées en dehors du système solaire et que nous n’avions jusque là pas la possibilité d’étudier directement…

 

     Très vite on s’aperçut que les observations ne collaient pas tout à fait avec les théories élaborées ici-bas. Tout d’abord, on mit en évidence des planètes géantes gazeuses toutes proches, dès leur formation, de leur étoile centrale. Bizarre car contraire aux suppositions des théoriciens ! Ensuite, il y a quelques mois, était découverte une planète géante tellurique (c'est-à-dire composée de roches comme la Terre) mais dix-sept fois plus massive que notre planète, ce que les modèles théoriques supposaient hautement improbable. Étrange encore. Et puis, il y a quelques jours, le radiotélescope européen ALMA, basé au Chili, nous a produit l’extraordinaire photo d’une étoile en formation, encore enrobée par la gangue de sa nébuleuse de gaz mais où, déjà, les futures planètes sont parfaitement individualisables ce que les spécialistes pensaient théoriquement impossible. Pourtant, une photographie, c’est bien une preuve directe, n’est-ce pas ? Là, ça commence à faire beaucoup et on peut se poser ces questions : que savons-nous au juste de la formation des planètes ? Le modèle du système solaire n’est-il qu’une option parmi d’autres ou n’y avons-nous peut-être rien compris ? Cherchons à y voir un peu plus clair.

 

 

Formation du système stellaire

 

     Depuis le début de l’époque moderne, les observateurs de notre système solaire sont partis de la notion en apparence logique que les étoiles se forment toutes de la même manière et qu’il suffit d’appréhender la formation de la nôtre et de son cortège de planètes pour comprendre la genèse de toutes les autres. On trouvera dans un sujet dédié (origine du système solaire) l’historique de la pensée scientifique sur ce sujet qui correspond en fait à des siècles de controverses. Essayons quant à nous de résumer la théorie la plus partagée par le monde de l’astronomie d’aujourd’hui.

 

     Au commencement, il y a fort longtemps (environ 10 milliards d’années), ce qui sera le futur système solaire n’est qu’une minuscule partie d’un immense nuage de gaz, essentiellement composé d’hydrogène et d’hélium, qui tourne en périphérie de la Galaxie, plutôt loin du centre. Mais, au fur et à mesure que le temps passe, le nuage de gaz va se contracter nebuleuse-formation-etoiles.jpg progressivement tandis qu’il s’enrichit en éléments lourds (fer, carbone, etc.) apportés par les explosions d’étoiles massives voisines (certains composants particuliers laissent même supposer qu’une supernova aurait explosé à proximité à cette même époque). Aujourd’hui, ces éléments lourds représentent environ 2% de l’ensemble.

 

     Cette contraction va durer plusieurs milliards d’années jusqu’à ce que, il y a 4,6 milliards d’années, le nuage finisse par s’effondrer sur lui-même en raison de sa propre gravité devenue trop importante. De ce fait, le nuage se fragmente en une série de nuages plus petits dont l’un deviendra le système solaire : on parle alors de protosystèmes.

 

     Le protosystème (celui du futur Soleil mais c’est pareil pour les autres) voit donc sa taille diminuer mais, selon la physique classique, qui dit réduction de taille dit augmentation de la vitesse de rotation (on appelle cela la conservation du mouvement angulaire) : c’est un peu comme ledisque-protoplanetaire.jpg patineur tournant sur lui-même qui accélère sa vitesse de rotation en repliant ses bras. De plus, puisque ce protosystème est principalement composé de gaz concentré, il est encore souple et il peut donc s’aplatir dans un plan perpendiculaire à l’axe de rotation : tout est en place pour que naisse le disque protostellaire.

 

     Apparaissent également des forces électromagnétiques qui créent une sorte de liaison entre le centre du disque (qui sera la future étoile) et le reste (où apparaitront les planètes) : de ce fait, le centre va être progressivement freiné tandis que le reste du disque accélère sa vitesse. Au bout d’un certain temps, les deux systèmes se trouvent séparés et


     1. la protoétoile poursuit sa contraction jusqu’à ce que, sa température augmentant fortement, la fusion nucléaire s’enclenche et qu’elle devienne une véritable étoile tandis que

 

       2. le reste du disque protoplanétaire conduit à la formation des planètes.

 

 

Formation des planètes

 

     Le disque protoplanétaire tourne donc autour de la future étoile : peu à peu, au gré du temps et des rencontres, ses atomes commencent à s’agréger les uns aux autres pour former des poussières (les flocules) qui, elles aussi, vont finir par se réunir afin de former des corps plus volumineux appelés des planétésimaux. Le disque protoplanétaire est donc devenu un disque d’accrétion


    Quelques millions d’années s’écoulent et voici que nos planétésimaux, grâce aux turbulences du disque, fusionnent progressivement pour donner des objets de plus en plus gros aboutissant planetesimaux.jpgaux planètes que nous connaissons : dans le cas du système solaire, il aura fallu environ 200 millions d’années pour aboutir à cette situation. Il est à noter que, dans ce modèle, en raison du temps nécessaire, les planètes n’apparaissent qu’une fois enclenchées les réactions de fusion nucléaire de l’étoile, c'est-à-dire une fois que celle-ci est allumée, les planètes se créant secondairement en utilisant les gaz laissés disponibles…

 

     Les planètes sont à peu près constituées mais elles n’ont pas encore leur aspect définitif car de nombreux remaniements ont encore lieu : internes avec un magma qui se solidifie en surface et des éruptions volcaniques qui diminuent d’intensité mais également externes puisqu’elles sont soumises à d’intenses bombardements, tous événements qui vont encore durer un bon milliard d’années.

 

     Dans ce modèle classique, l’aspect définitif des planètes va dépendre de leur place initiale au sein de l’anneau protoplanétaire. Près de l’étoile, ici le Soleil, elles voient leurs éléments légers recevoir beaucoup d’énergie (ce qui empêche ceux-ci de se condenser) et, par voie de conséquence, le matériau qui va constituer ces planètes sera riche en éléments lourds (silicium, soufre, cuivre, fer, etc.) : ces objets seront donc de densité élevée et formeront les planètes dites telluriques comme la Terre.


      En revanche, plus éloignées de l’étoile, s’il existe bien chez ces planètes un noyau dur, c’est essentiellement du gaz (hydrogène) qui va l’envelopper : de ce fait, les planètes dites gazeuses seront très légèressaturne-2.jpeg mais beaucoup plus grosses que les telluriques. Puisque le gaz disponible n’a qu’une durée de vie limitée  à quelques millions d’années, il est nécessaire que ces planètes soient créées avant sa dissipation, donc assez rapidement (en termes géologiques).

 

     Selon ce modèle quasi-universellement accepté, on peut donc retenir quelques grands critères concernant la formation des planètes :


. d’abord les planètes se forment dans le disque protoplanétaire alors que la protoétoile s’est déjà « allumée » ;

 

. ensuite, les planètes proches de l’étoile sont toutes des planètes « telluriques », c'est-à-dire composées de roches et donc de petite taille, tandis que les étoiles gazeuses sont forcément des géantes installées en périphérie du système stellaire, loin du foyer central ;


. enfin, puisque les planètes se forment dans un disque qui tourne avec l’étoile centrale, elles tourneront donc également toutes dans le même sens.

 

     Et c’est bien ce que l’on remarque avec le système solaire : les petites planètes telluriques (Mercure, Vénus, Terre, Mars) sont « intérieures », relativement proches du Soleil tandis que les géantes gazeuses (Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune) sont bien en périphérie. Par ailleurs, toutes les planètes sont situées dans ce que l’on appelle l’écliptique, ce « plan circulaire » autour du Soleil qui correspond à l’ancien disque protoplanétaire. Plus encore, leurs orbites sont elliptiques (à l’exception de Mercure, trop proche de l’étoile). Enfin, nos huit planètes tournent toutes dans le même sens.

 

     Du coup, tout est parfait dans le meilleur des mondes et tout le monde est content ? C’était compter sans l’avancée de l’astronomie moderne ! A présent, depuis les années 1990, on peut observer directement les planètes d’autres systèmes stellaires car ces planètes qui n’étaient que des suppositions  - ce qui valut à Giordano Bruno de mourir sur le bucher - existent bel et bien et elles sont certainement plus nombreuses que les étoiles qu’on compte déjà par milliards… Et on commence à pouvoir les observer !


     Et c’est là que le bât blesse : les observations de planètes extrasolaires nous montrent des situations qui ne « collent pas » complètement au modèle que nous venons de voir. Comprenons-nous bien : il n’est pas question de rejeter l’ensemble de la théorie qui reste certainement valable mais il faut bien admettre qu’elle n’explique pas tout.

 

 

Faut-il revoir la théorie ?

 

     Presque deux milliers d’exoplanètes ont été découvertes à ce jour et ce chiffre augmente sans cesse. Certains de ces astres ont pu être assez finement étudiés et le moins que l’on puisse dire, c’est que plusieurs aspects de la théorie de la formation planétaire que nous venons de voir ont besoin d’un bon nettoyage. Citons quelques unes des principales pierres d’achoppement de notre approche théorique.

 

     Les Jupiter chauds. On appelle ainsi les planètes géantes gazeuses repérées tout contre leurs étoiles. C’est le cas, par exemple, de la planète HD 209458 b, également surnommée Osiris, située à 154 années-lumière de la Terre : ce « Jupiter chaud » tourne tout contre son étoile (il en est 8 fois plus proche que Mercure ne l’est du Soleil). L’année sur Osiris ne dure que 3,5 jours et sa température de surface est estimée jupiter-chaud.jpgà plus de 1000°. Comment cela est-il possible alors que, selon la théorie, une géante gazeuse ne peut naître que loin de son astre central ? Eh bien, disent les spécialistes, c’est qu’un Jupiter chaud comme Osiris est bien né loin de l’étoile mais s’en est ensuite rapproché par ce qu’on appelle une « migration planétaire ». Du coup, on peut expliquer la période orbitale ultracourte de ce type de planètes (3 à 4j contre une année sur Terre). La réponse est-elle satisfaisante ? Non. En 2004, on découvre un Jupiter chaud ayant une période orbitale de UN jour (c'est-à-dire que la planète est « collée » contre son étoile) : comment la planète peut-elle résister à de telles conditions ? En 2008, une planète gazeuse 10 fois plus grosse que Jupiter est découverte toute proche de son étoile (TW Hydrae)… qui a moins de 10 millions d’années : l’étoile étant toute jeune, il est impossible de parler de migration de la planète gazeuse (elle n’aurait pas eu le temps de se faire). Et puis que dire de ces observations récentes qui montrent que, contrairement à ce qu’on attendait, plusieurs Jupiter chauds possèdent bien moins d’eau que ne le voudrait la théorie de leur formation et de leur migration ? Qu’il faut certainement retravailler la théorie et c’est bien ce que font les scientifiques.

  

       La Terre géante. Découverte en 2011 par la mission Kepler de la NASA, la géante tellurique de ce système a été surnommée Godzilla tant ses dimensions sont impressionnantes : 2,3 fois le diamètre de la Terre et 17 fois sa masse ! Impossible qu’une telle planète puisse exister affirmaient les spécialistes et pourtant ! Elle tourne tout près d’une très ancienne étoile vieille de 11 milliards d’années (une naine jaune comme le Soleil) mais sa taille aurait dû en faire une géante gazeuse alors qu’elle est rocheuse (tellurique). Où se situe l’élément qui n’a pas été compris ? Là-aussi, il y a bien du travail en perspective.

 

     La formation de planètes autour d’une étoile double (GG-Tau-A). Il y a quelques années, un astronome très très célèbre déclarait à la télévision qu’il était impossible que des systèmes planétaires puissent se constituer autour d’étoiles binaires (doubles) et a fortiori multiples. Je l’entends encore : il était catégorique et affirmait en souriant benoîtement que les orbites des dites planètes seraient bien trop instables, les irrégularités de mouvement trop excessives, etc... Eh bien, raté ici aussi ! L’exoplanétologie a découvert que la majorité des étoiles multiples (les plus répandues dans l’Univers) possède des systèmes planétaires. Le système GG Tau-A, par exemple, est situé à 450 années-lumière de nous dans la constellation du Taureau. Il s’agit d’un tout jeune système en train de se former, un ensemble composé de trois étoiles dont une binaire (c'est-à-dire elle-même composée d’un système de deux étoiles tournant l’une autour de l’autre). Comme elles sont jeunes,  on peut encore voir les disques d’accrétion gazeux qui les entourent et, surprise, il existe un grand mizar alcoldisque autour de l’ensemble du système et des disques secondaires autour de chacune des étoiles, y compris la binaire : c’est là qu’est en train de se former tout un aréopage de planètes. D’ailleurs, on pense bien y avoir déjà mis en évidence une géante gazeuse. La théorie de formation des planètes n’était donc pas complète !

 

     Le sens de rotation des planètes. C’était entendu une fois pour toutes : les planètes se forment dans le disque d’accrétion de la protoétoile, une fois celle-ci « allumée », et se mettent à tourner dans le même sens qu’elle. C’est d’ailleurs le cas du système solaire. Malheureusement, l’observation de systèmes exoplanétaires ne confirme pas la théorie. Il s’agit encore de Jupiter chauds (ils sont plus faciles à détecter et à observer…) qui ne suivent pas le modèle : ainsi sur 27 exoplanètes découvertes il y a quelque temps, six d’entre elles ont été détectées orbitant dans le sens contraire de celui de leur étoile. Comment expliquer ce paradoxe ? Une théorie alternative de migration a été avancée, expliquant que la « migration » de ces planètes ne dépendrait pas du disque de poussières de départ mais des forces gravitationnelles dues à des planètes plus lointaines, voire d’autres étoiles assez proches. Bref, on n’est absolument sûr de rien…

 

     Le disque protoplanétaire de HL Tauri. Enfin, pour clore cette liste d’interrogations, signalons la plus récente de ces anomalies : la magnifique photo qui sert d’accroche à ce sujet est extraordinaire précisément parce qu’il s’agit d’une photographie, c'est-à-dire la réalité vraie et non pas un schéma reconstitué ou une « vue d’artiste » comme on en voit souvent en astronomie faute de mieux… Et que nous montre ce cliché ?  Tout simplement un système planétaire en cours de formation avec un luxe de précision jusqu’ici inégalé. Le cliché a été pris par l’observatoire européen ALMA au Chili au mois de septembre dernier (2014) et concerne le système tout neuf HL Tauri qui, comme son nom l’indique, se trouve, lui aussi, dans la constellation du Taureau, mais à environ 450 années-lumière du Soleil. Cette étoile n’a qu’un million d’années d’existence (ce qui en fait un bébé étoile) et elle n’est pas visible à l’œil nu, de même qu’elle ne peut être correctement aperçue par les télescopes terriens voire le télescope spatial Hubble : elle est encore cachée au sein de la nébuleuse de gaz qui lui a donné naissance. Il fallait le radiotélescope d’ALMA qui observe le ciel dans les longueurs d’onde submillimétriques, c'est-à-dire celles qui concernent le rayonnement des poussières les plus froides de l’Univers, pour dégager une image réellement exploitable. On y radiotelescope-ALMA.jpgvoit donc au centre la protoétoile pas encore allumée et, autour d’elle, les cercles concentriques traduisant la formation déjà assez avancée des planètes. C’est une énorme surprise puisque, selon la théorie jusque là en vigueur, on pensait qu’il fallait plusieurs millions d’années pour que les planétésimaux s’assemblent pour former les planètes définitives. Cela peut paraître anecdotique mais ça ne l’est pas. En effet, si les planètes se forment après leur étoile, elles devront se contenter des gaz résiduels… s’il y en a. En revanche, si elles se forment en même temps, cela veut dire que toutes les étoiles sont potentiellement entourées de planètes… peut-être par dizaines. Or, souvenons-nous : il y a environ 250 milliards d’étoiles dans la seule Voie lactée (et des milliards de galaxie comme elle dans l’Univers). Cela veut probablement dire que le nombre de planètes dans notre Univers dépasse l’entendement humain… Et il n’y en aurait aucune autre qui ressemble à la Terre ? Je ne peux le croire et, de toute façon, c’est statistiquement impossible.

 

 

La théorie de la formation planétaire est à revoir

 

     Comme le montrent les exemples « d’anomalies » théoriques et/ou réelles que nous venons d’énumérer, la formation des planètes dont nous pensions connaître l’essentiel est certainement à revoir, au moins en partie. Il faut absolument comprendre la place de ces étoiles gazeuses géantes surnommées Jupiter chauds qui n’existent pas dans notre système solaire et, d’une façon plus générale, comment se distribuent les différentes planètes dans l’histoire de leur genèse. Disons que, pour l’instant, nous avons une approche plutôt globale de la question et qu’il reste bien des incertitudes à approfondir. D’ailleurs, il n’est pas dit que de futures observations, encore plus précises, ne nous apporteront pas de nouvelles interrogations.

 

     En définitive, c’est bien cela la science : avancer à petits pas, tirer un enseignement général d’une foule d’observations plus ou moins disparates et ne pas hésiter à tout repenser face à la réalité de l’observation. Le dogmatisme ici ne peut déboucher sur rien de valable.

 

 

 

Sources

 

1. fr.wikipedia.org

2. www.techno-science.net/

3. Encyclopaedia Britannica

4. www.astronomes.com

5. www.redshift-live.com

6. www.futura-sciences.com

 

Images

 

1. l'étoile en formation HL Tauri (sources : www.eso.org/)

2. nébuleuse stellaire (sources : www.cnrs.fr)

3. disque protopla,étaire (sources : ast.obs-mip.fr)

4. planétésimaux (sources : irfu.cea.fr

5. Saturne (sources : maxisciences.com)

6. Jupiter chaud (sources : lecosmographe.com)

7. Mizar et Alcor (sources : irfu.cea.fr)

8. radiotélescope ALMA (sources : www.eso.org/)

(pour lire les légendes des illustrations, posser le pointeur de la souris sur l'image)

 

Mots-clés : en construction

 


Sujets apparentés sur le blog

 

1. place du Soleil dans la Galaxie

2. étoiles doubles et systèmes multiples

3. origine du système solaire

 

 

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Par cepheides - Publié dans : astronomie
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Mardi 7 octobre 2014 2 07 /10 /Oct /2014 19:02

 

 

mulet.jpg 

 

 

 

 

 

     Les premières cellules vivantes qui apparurent il y a plusieurs milliards d’années se sont progressivement complexifiées, organisées et diversifiées au fil du temps au point, aujourd’hui, de décliner leurs lointains descendants en des millions d’espèces différentes. Nous nous sommes déjà posés la question de savoir ce qu’était une espèce et comment chacune pouvait être différente des autres (voir le sujet dédié : la notion d'espèce). On peut également se demander pourquoi il en existe une telle profusion et une telle variété de formes. C’est la raison pour laquelle nous allons essayer de comprendre quels sont les mécanismes qui concourent à la formation des espèces nouvelles et donc à la diversité globale : il s‘agit là d’un des fondements de l’Évolution qui complète parfaitement la vision darwinienne de la Vie sur notre planète.

 

 

Mais, une espèce, c’est quoi au juste ?

 

     Au préalable, il convient effectivement de définir ce qu’est une espèce et ce n’est pas si facile, notamment dans le règne végétal. Toutefois, dans le sujet consacré à ce problème, nous avions avancé une définition, la plus complète et la plus proche possible de la réalité, définition qui est la suivante :

« Une espèce est un groupe d'êtres vivants pouvant se reproduire entre eux (interfécondité) et dont la descendance est fertile. Elle est l'entité fondamentale des classifications qui réunit les êtres vivants présentant un ensemble de caractéristiques morphologiques, anatomiques, physiologiques, biochimiques et génétiques, communes. »

 

     Les individus d’une même espèce sont par conséquent les seuls à pouvoir engendrer une descendance qui leur sera semblable. À l’inverse, des individus de deux espèces différentes ne pourront pas donner dechien-chat.jpg descendants féconds, même s’ils se ressemblent énormément (on pense, par exemple, au cheval et à l’âne). On peut aussi affirmer qu’il y eut un moment, il y a plus ou moins longtemps, où les représentants de deux espèces n’en formaient alors qu’une seule (ancêtres communs). La question qui se pose est donc la suivante : comment et pourquoi des individus appartenant à une même espèce finissent-ils par donner des descendants d’espèces différentes ou, dit d’une autre manière, comment et pourquoi ces populations au départ identiques divergent-elles ?

 

 

L’obtention de nouvelles espèces : les spéciations

 

     Le processus évolutif par lequel apparaissent de nouvelles espèces est appelé spéciation. Contrairement à ce que l’on entend parfois ici ou là, l’apparition d’une nouvelle espèce ne survient pas brutalement, d’un coup, suite à la survenue d’on ne saurait quel élément mutagène. Il s’agit, au contraire, d’un processus progressif qui fait qu’une population au départ homogène (et donc parfaitement interféconde) va se scinder peu à peu en deux groupes différents qui ne pourront plus avoir de descendants communs : devenues isolées l’une de l’autre au plan de la reproduction, on a alors affaire à deux espèces biologiques différentes mais chacune d’entre elles évidemment tout à fait authentique.


     C’est l’éthologue Ernst Mayr (1904-2005) qui le premier évoqua ce terme de spéciation pour qualifier cet évènement important de la vie des ernst-mayr-2.jpgespèces et il rappela au passage qu’une spéciation résulte notamment de deux éléments très importants de l’Évolution : la sélection naturelle et /ou la dérive génétique.


     Rappelons pour mémoire que la sélection naturelle est l’un des mécanismes principaux induisant l’évolution des espèces et elle s’appuie sur des éléments multiples : citons, parmi les plus importants, la lutte pour la survie au plan des ressources alimentaires disponibles, de la disponibilité géographique, de l’habitat, etc., la sélection sexuelle par les pariades (rituel de séduction) dans les espèces sexuées, « l’altruisme» génétiquement induit… Au bout du compte, l’individu le mieux adapté à son environnement du moment pourra se reproduire plus facilement que les autres et, ainsi, transmettre ses gènes à ses descendants, permettant la conservation des éléments les plus favorables à l’espèce ce qui assure à cette dernière sa transformation et son adaptation au fil du temps.


     La dérive génétique citée également par Ernst Mayr est un autre phénomène. Il s’agit de la modification aléatoire et imprévisible du matériel génétique au sein d’une population, indépendamment de la sélection naturelle, d’une mutation ou d’une migration : on pense, par exemple, au hasard total qui prélude, chez les individus sexués, à la rencontre d’un spermatozoïde et d’un ovule. On comprend que l’importance de cet élément est d’autant plus intense que l’on se trouve dans une population de petite taille !


     Quels que soient les mécanismes en jeu, une partie d’une espèce donnée et parfaitement individualisée va se séparer de la population « mère » au point que ses représentants ne pourront plus se reproduire avec ceux de l’espèce d’origine : une nouvelle espèce est alors née et c’est bien ce phénomène que l’on appelle spéciation.

 

 

Les différents types de spéciation

 

     Le seul fait que deux groupes issus d’une même population d’individus soient séparés durant un certain temps (d’ailleurs variable suivant les espèces) entraîne l’impossibilité ultérieure d’une reproduction pour les individus d’un groupe avec ceux de l’autre : la spéciation est avant tout une séparation et cette séparation revêt différents aspects.


     * La plus connue – mais aussi la plus facile à comprendre – est la spéciation géographique qui existe à des degrés divers ; les scientifiques l’ont appelée du nom un peu barbare de spéciation allopatrique. Évoquons tout d’abord


la spéciation géographique pure (que certains appellent « vicariante »)

 

     Deux populations de même origine vont diverger en s’isolant l’une de l’autre à l’occasion d’un changement climatique ou écologique majeur entraînant l’apparition d’une barrière naturelle (par exemple, le changement du cours d’un fleuve, la survenue d’un bras de mer, l’apparition d’une montagne, des remaniements dus à un tremblement de terre, peu importe). Sont alors créés des « isolats » au sein desquels une différenciation progressive apparaît. Il suffit que l’événement soit suffisamment important pour diviser effectivement l’ensemble concerné par le phénomène en deux populations différentes mais il faut également, bien entendu, que cette séparation dure assez longtemps.

 

     Un exemple bien connu est celui des goélands des côtes d’Europe, goéland bruntantôt argentés, tantôt bruns. Ces deux espèces cohabitent sur un même territoire mais ne s’hybrident jamais. Leur séparation remonte à la dernière glaciation dont le maximum culmina il y a un peu plus de 20 000 ans. La distribution des goélands qui concernait le pôle et les côtes arctiques du  Canada et de la Sibérie a alors été fractionnée par le grand froid, les glaciers repoussant les populations plus au sud dans ce que l’on peut appeler des refuges glaciaires, sortes d’isolats de circonstance. Nous vivons à présent une période interglaciaire et les populations de goélands ont pu remonter vers le nord : il existe de ce fait toute une chaîne de cesgoeland-argente_0.jpg oiseaux pouvant se reproduire mais aux deux extrémités, les goélands bruns et les goélands argentés sont devenus des espèces complètement différentes…


     Un même phénomène a été observé avec le moustique de la ville de Londres dont il n’existait au départ qu’une seule espèce (Culex pipiens) ne se nourrissant que de sang d’oiseau. A l’occasion de travaux dans le métro, quelques colonies de moustiques s’y sont introduites mais c’est un endroit où l'on rencontre à l’évidence plus de mammifères (souris, rats… et humains) que d’oiseaux ! Assez rapidement (population faible donc dérive génétique intense, voir plus haut) se créa une nouvelle espèce de moustiques (Culex molestus) aujourd’hui incapable de se reproduire avec les moustiques d’origine. On avance même le fait qu’il existerait autant de sous-espèces de Culex molestus que de lignes de métro !


     On peut également citer l’exemple des souris de Madère : les souris de ces îles sont proches de Mus musculus, la souris grise dite domestique en Europe centrale et du sud (et donc du Portugal) mais avec des traces ADN de souris du nord de l’Europe traduisant très certainement le passage des Vikings vers l’an 900… Aujourd’hui, spéciations aidant, il existe six espèces différentes de souris à Madère, parfois distantes de seulement 10 km, capables certes de s’accoupler mais pour donner des hybrides stériles.

 

          . la spéciation insulaire est une variante de celle que nous venons de décrire en ce sens qu’il s’agit ici le plus souvent de la colonisation d’un isolat en marge de la population principale par un petit groupe d’individus qui va rapidement diverger d’avec elle : on pense, par exemple, à la colonisation d’une île près de la côte.  L’exemple emblématique de ce type de spéciation est celui dit des « pinsons de Darwin » puisque c’est ce cas qui conforta la pensée du savant anglais sur l’Évolution des espèces.

 

les pinsons des îles Galápagos : en réalité, lors de son passage aux îles Galápagos à bord du Beagle, Darwin avait bel et bien prélevé des échantillons mais sans en comprendre encore la portée. Ce n’est que bien plus tard, puisqu’il n’était pas expert ornithologue, qu’il confia ses spécimens de pinsons à John Gould (1804-1881) un spécialiste renommé ; celui-ci lui expliqua que ses pinsons étaient tous d’’espèces différentes (bien qu’appartenant à un même groupe d’oiseaux) et non pas des variantes pinsons-galapagos.jpg d’une même espèce. Interloqué, Darwin – qui n’avait pas noté les lieux de ses prélèvements – se reporta aux collectes des autres membres de l’expédition… pour s’apercevoir que chaque espèce de pinson correspondait à une île bien précise. La conclusion fut pour lui évidente : chaque île étant un habitat spécifique, la sélection naturelle avait permis de choisir les individus les mieux adaptés à un milieu particulier (par exemple, la finesse du bec d’une espèce de pinsons lui permet de se nourrir de la chair de cactus, principale ressource de son île, tandis qu’une autre espèce possède un gros bec pour casser des graines, seule nourriture à sa disposition ; ailleurs, une autre espèce a un bec étroit et pointu pour attraper des insectes, etc.). Une évolution donc différente car séparée, les différences avec le pinson de départ portant essentiellement sur les modifications génétiquement acquises en raison du milieu spécifique, mais une évolution conduisant à la formation d’espèces différentes, devenues incapables de se reproduire ensuite entre elles… Il s’agit bien là d’un cas exemplaire de spéciation allopatrique de la variante « effet fondateur ». On peut retrouver ce même phénomène pour

 

la mouche drosophile : cet animal, si précieux pour la génétique depuis les travaux de Thomas Hunt Morgan (1866-1945) a, en effet, été tout particulièrement étudié dans l’environnement très spécial de Hawaï. Cet archipel est composé de nombreuses îles colonisées par Drosophila melanogaster, la « mouche à vinaigre ». L’étude des différentes espèces de mouches drosophiles le long de ces îles a montré plusieurs groupes qui se répartissent toujours de la même façon : les espèces ancestrales sont presque toutes à l’ouest tandis que les espèces dérivées se trouvent Hawaii hotspot cross-sectional diagramà l’est. Pourquoi cette répartition étrange ? Tout simplement parce que Hawaï est un ensemble d’îles volcaniques qui, depuis 40 millions d’années, se créent à partir d’un « point chaud » Pacifique avant de se déporter vers l’ouest (par la tectonique des plaques) où elles finissent par être submergées par l’océan. De ce fait, les îles « nouvelles » sont à l’est, des îles encore peu peuplées… et colonisables par les drosophiles qui, localement, finissent par diverger de la souche originale : sur 103 espèces de mouches étudiées, quasiment toutes sont endémiques d’une île bien précise.

 

          . la spéciation par zone de contact étroite, autre variante de spéciation allopatrique, se produit lorsque les populations concernées occupent des territoires différents mais se superposant sur une étroite bande de contact : on y trouve alors des hybrides susceptibles de pouvoir s’accoupler avec les représentants de chaque population alors que celles-ci sont déjà séparées et différentes. On peut citer le cas des corneilles noires, une espèce de passereaux de la famille des corvidae (ceux-là même dont j’expliquais dans un sujet précédent qu’ils sont probablement parmi les plus intelligents des animaux). On les rencontre sur un immense territoire englobant une grande partie de l’Europe et de l’Asie mais si les corneilles occidentales sont bien noires, celles qui vivent plus à l’est sontcorneille-mantelee.jpg  mantelées (c'est-à-dire que la couleur de leur dos est différente de celle du reste de leur corps) ; cette légère différence a longtemps fait croire qu’il s’agissait de variantes locales d’une même espèce mais, en 2002, une observation plus soutenue a permis de conclure au peu de vigueur des rares hybrides existants et, du coup, la corneille argentée a été élevée au rang d’espèce à part entière : il s’agit bien dans ce cas d’une spéciation. La corneille d’Amérique qui sévit, elle, aux USA, au Canada et au nord du Mexique est une espèce différente de la corneille noire avec laquelle ni accouplement, ni hybridation n’est plus possible : la spéciation est ici plus ancienne.

 

 

     * spéciation dans une même zone de contact (dite sympatrique). Moins fréquente, cette spéciation concerne des populations qui ont divergé en dépit du fait qu’elles occupent un même territoire. Si l’isolation géographique n’est pas en cause, c’est que l’explication de cette séparation se trouve ailleurs. Longtemps niée par un grand nombre de scientifiques, il semble que ce type d’évolution des espèces soit bien réel à défaut d’être le plus fréquent. Quels peuvent être les facteurs induisant ce type de spéciation ? Cela dépend évidemment des populations concernées :


          . la mouche de l’aubépine : l’aubépine (un arbre qui pousse dans l’hémisphère nord) est parasité depuis toujours par une mouche qui se nourrit de ses fruits. En 1864, des pomiculteurs américains s’aperçurent qu’un parasite inconnu attaquait leurs pommiers : il s’agissait en fait d’une variété de cette mouche de l’aubépine délaissant sa proie d’origine. Pourtant, en laboratoire, la mouche de l’aubépine et celle, nouvelle, du pommier se croisent facilement en donnant une descendance fertile. Dans la nature, c’est totalement différent et les accouplements sont rares avec des hybrides peu nombreux. Tout se passe comme s’il existait une barrière précopulatoire conduisant à un isolement reproductif. La cause, ici, est probablement d’ordre génétique et conduit à des différences de comportement (orientation visuelle et/ou olfactive).

 

          . le cas très spécial des orques. L’orque – que l’on appelle également épaulard – est un mammifère marin qui se trouve au sommet de sa chaîne alimentaire : c’est donc un superprédateur. Cet animal, très social et vivant souvent en familles, se répartit en deux grands groupes nommés résidents et nomades. Les orques résidents, souvent en colonies d’une trentaine d’individus, reviennent chaque année dans la même zone où ils se nourrissent de poissons, notamment des saumons. En revanche, les orques nomades sont toujours en déplacement. Solitaires le plus souvent, cesorque-attaque.jpg orques nagent en silence et ce sont elles qui attaquent les grands mammifères tels que phoques et otaries, lions de mer, marsouins, pingouins par échouage volontaire sur la terre ferme, voire baleines. De morphologie identique et habitant le même océan, ces deux types d’orques ne chassent pas les mêmes proies, n’ont pas la même façon de vocaliser… et ne se reproduisent pas entre eux.

 

     On peut donc voir que si l’éloignement spatial, géographique est le paramètre le plus fréquent dans la formation d’espèces différentes, il peut exister d’autres facteurs aboutissant également à une modification génétique. L’important reste de bien comprendre que, une fois la spéciation réalisée, il n’y a plus de retour en arrière et l’espèce nouvellement apparue restera parfaitement individualisée jusqu’à ce qu’un nouvelle spéciation la touche à son tour

 

 

Vitesse des spéciations

 

     Classiquement, on a toujours pensé qu’une spéciation était un phénomène lent et progressif, nécessitant des centaines de milliers d’années. Dans le Darwinisme classique, on évoque un mouvement uniforme et graduel, variable évidemment selon les espèces et les milieux considérés. Il paraît, en effet, logique de penser que l’apparition d’une nouvelle espèce sera plus rapide pour, par exemple, la drosophile qui se reproduit à grande vitesse que pour un grand mammifère.

 

     Mais alors, les souris de Madère dont plusieurs espèces sont apparues en moins de 1000 ans : cas particulier ? C’est possible mais une autre explication peut-être avancée. On a eu l’occasion de l’évoquer déjà à maintes reprises mais la notion de transformation progressive des espèces a été tempérée  par la théorie des équilibres ponctués de Gould et Eldredge. Ces deux scientifiques proposent, en effet, de considérer l’évolution darwinienne des espèces selon une histoire qui associerait de longues périodes d’équilibre entrecoupées de rapides périodes de changements majeurs (voir le sujet : les mécanismes de l'Évolution). La majorité des évolutionnistes penche actuellement pour un mélange de ces deux mécanismes selon les espèces considérées.

 

 

Hasard et évolution des espèces

 

     L’Évolution des espèces – et plus généralement la Vie – ne suit pas un plan préétabli ou décidé à l’avance. C’est le hasard qui détermine l’avancée du vivant et c’est parfaitement vrai pour l’apparition d’espèces nouvelles ; cette dernière éventualité dépend, on vient de le voir, de conditions le plus souvent environnementales dont la prévision est impossible : une rivière qui change sa route, une île qui apparaît lors d’un tremblement de terre, d’un phénomène volcanique, etc. Un peu comme la chute de l’astéroïde qui, il y a 65 millions d’années, a permis l’émergence des mammifères en détruisant les grands sauriens.

 

     Pour faire comprendre cet aspect de l’Évolution, Stephen J. Gould, dans son livre « la vie est belle » (Le Seuil pour la traduction française), utilise une image : assimilons l’Évolution à un film, écrit-il, et rembobinons- le pour le rejouer ; il est absolument certain que la Vie ne repasserait pas par les mêmes étapes tant elles sont dépendantes d’éléments essentiellement dus au hasard : dans cette optique, l’Homme n’aurait qu’une chance minuscule de réapparaître… Et cet Homme - n'en déplaise à sa vanité - n’est certainement pas le « progrès ultime », le sommet incontournable d’un processus progressant vers l’émergence de l’esprit. En réalité, il n’y a jamais rien de nécessaire et tout peut être toujours rejoué. Toujours.


     Il en est pour la transformation des espèces comme pour la survie des individus. On y retrouve une histoire en deux temps : d’abord, c’est le hasard qui joue le premier rôle dans la production des variations (quel spermatozoïde pour quel ovule ?) puis les lois déterministes entrent en action (un partenaire sexuel est-il atteignable ? L’inondation va-t-elle tuer le groupe ?) : il s’agit donc d’un jeu double associant variation et sélection, pur hasard et déterminisme. La nécessité, elle, est toujours absente de l’histoire totale qui évolue donc sans but défini.


     Non, l’organisme n’est pas parfait et permet seulement à la Vie de pouvoir se maintenir. François Jacob, il y a déjà bien des années, avait déjà formulé cela en parlant du « bricolage » de l’Évolution, un terme qui Francois-Jacob.jpgtraduit à la fois l’imperfection dans la Nature et la réponse par le déterminisme et le hasard. En somme, le « progrès » vers un avenir radieux (d'ailleurs variable selon les sociétés humaines) est fictif : il n’existe que de simples transformations qui permettent à la Vie de se maintenir et, si possible, de s’étendre.

 

 

 

 Sources :

1. Wikipedia France

2. www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosevol

3. Encyclopediae Universalis

4. Encyclopediae Britannica

5. www.snv.jussieu.fr/vie/

 

 

Images :

 

1. mulet (sources : tizours.free.fr)

2. chien et chat (sources : cdn.pratique.fr)

3. Ernst Mayr (sources : www.achievement.org)

4. goéland brun (sources : fotooizo.free.fr)

5. goéland argenté (sources : www.pratique.fr)

6. pinsons des îles Galapágos (sources : wwwsamizdat.qc.ca)

7. le point chaud de Hawaï (sources : wikipedia.org)

8. corneille mantelée (sources : fr.wiktionary.org)

9. attaque d'épaulard (sources : www.borispatagonia.com)

10. François Jacob (sources : infodsi.com)

(pour lire les légendes des illustrations, posser le pointeur de la souris sur l'image)

 

 

Mots-clés : notion d'espèce - Ernst Mayr - sélection naturelle - dérive génétique - pariade - altruisme génétique - spéciation allopatrique - goélands bruns et argentés - moustique londonien - souris de Madère - spéciation insulaire - pinsons des galapágos - Thomas Hunt Morgan - corneilles noires ou mantelées - mouche de l'aubépine - orques - théorie des équilibres ponctués - François Jacob

 (les mots en blanc renvoient à des sites d'information complémentaires)

 

 

Sujets apparentés sur le blog

1. les extinctions de masse

2. les mécanismes de l'Évolution

3. reproduction sexuée et sélection naturelle

4. le rythme de l'évolution des espèces

5. le hasard au centre de la Vie

6. l'Évolution est-elle irréversible ?

7. la notion d'espèce

8. la théorie des équilibres ponctués

 

 

 

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Par cepheides - Publié dans : paléontologie - Communauté : Les fossiliens
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Lundi 25 août 2014 1 25 /08 /Août /2014 18:18

 

  telescope-hubble.jpg

 

 

 

 

     Les grands télescopes d’observation de l’Univers existent depuis assez longtemps puisqu’ils ont commencé à apporter leurs lots de découvertes dès 1904 avec celui du Mont Wilson, aux USA : ce premier grand télescope permit notamment à l’astronome Edwin Hubble, dans les années 1920, de mettre en évidence le fait que des galaxies comme la Voie lactée existent en grand nombre et que l’Univers est en expansion. Vint ensuite, en 1949, celui du Mont Palomar, toujours aux USA, encore plus grand et encore plus précis (pour ce dernier, j’ai conservé en mémoire la photo du camion transportant, à travers le désert et vers le site prévu, le miroir principal, camion suivi par l’impressionnante file de voitures des scientifiques veillant jalousement sur leur futur joujou). Ces événements en définitive pas si lointains furent, certes, des avancées spectaculaires dans l’observation de nos cieux mais tous ces merveilleux outils avaient un défaut rédhibitoire : situés au sol, ils ne pouvaient s’affranchir des turbulences de l’air qui brouillent les images… On avait donc depuis longtemps envisagé de déplacer les observatoires au delà de l’atmosphère terrestre mais faire décoller une fusée, mettre en orbite et exploiter même un « petit » télescope resta longtemps du domaine du phantasme jusqu’à ce qu’en 1990…

 

 

L’idée

 

     Pouvoir observer l’Univers en s’affranchissant des contraintes terrestres remonte aux années 1920 (une idée avancée des 1923 par le physicien allemand Hermann Oberth) mais c’est en 1946 que l’astronome spitzer.jpgaméricain Lyman Spitzer en évoque fermement le concept. Ce scientifique met en avant deux arguments fondamentaux : d’abord, comme cela a déjà été signalé, la présence dans l’espace d’un télescope permettrait de s’affranchir des turbulences atmosphériques et d’obtenir en conséquence une précision d’observation bien supérieure et, d’autre part, cela permettrait également d’étudier dans les domaines de l’infrarouge et de l’ultraviolet ce qui est impossible au sol à cause de l’atmosphère qui intercepte la plus grande partie de ces rayonnements.  Manquaient à l’évidence les compétences techniques qui permettaient un financement acceptable… On se contenta donc de quelques caméras embarquées dans les premières fusées du début de l’ère spatiale.

 

     En 1970, la NASA crée un comité chargé de l’étude de faisabilité d’un projet de télescope spatial mais les fonds tardent à venir ou, s’ils existent, ils sont rapidement amputés. Au début des années 1980, le projet se dessine enfin : pour en limiter le coût, la taille du miroir du télescope est revue à la baisse (mais reste acceptable) et, surtout, l’agence spatiale européenne, l’ESA, est invitée à se joindre à l’opération en échange d’une participation de 15% dans le financement global. C’est la grande époque des navettes spatiales américaines et le projet de télescope s’appuie sur elles afin que, une fois mis en orbite, l’entretien et d’éventuelles réparations puissent être régulièrement pratiqués : tous les instruments embarqués dans le laboratoire spatial sont donc pensés pour être remplacés manuellement par des astronautes.

 

 

La mise en service

 

     Le télescope est lancé le 24 avril 1990 par l’intermédiaire de la navette spatiale Discovery.  C’est un véritable petit observatoire astronomique dediscovery-shuttle.jpg 11 tonnes puisque, outre le miroir principal de 2,4 m, il est couplé à plusieurs spectromètres et trois caméras (la première à champ étroit destinée à observer les objets peu lumineux, la seconde pour les observations à champ large et enfin la troisième pour l’infrarouge). Puisque pour des raisons politico-écologiques il a été décidé de ne pas utiliser de source d’énergie d’origine nucléaire, la production d’électricité destinée à faire fonctionner le module est assurée par deux ensembles de panneaux solaires moins polémiques mais probablement plus difficiles à manipuler.

 

     Le lancement est une réussite mais la joie des scientifiques est de courte durée : on se rend compte immédiatement que les premières images obtenues sont de qualité médiocre et que, même après traitement des dites-images, celles-ci restent floues. Il faut se rendre à l’évidence : une infime erreur de calcul dans la taille du miroir a rendu l’instrument « myope » ! Il faudra attendre une mission de sauvetage en 1993 avec à nouveau Discovery pour enfin corriger ce défaut « de jeunesse » (et au passage changer quelques autres instruments). Le télescope est alors pleinement opérationnel et il va bientôt changer notre perception de l’Univers.

 

 

Une moisson de découvertes

 

     Depuis la première mission de réparation par Discovery en 1993, Hubble verra les navettes revenir quatre fois pour assurer sa bonne marche. Chaque fois, les instruments défaillants sont remplacés et ceux devenus obsolètes changés. Toutefois, la dernière « mission » d’une navette (Atlantis) remonte maintenant à 2009 et c’était la dernière possible puisque le système de ces vaisseaux spatiaux réutilisables a été depuis abandonné par la NASA. On espère donc que le télescope spatial continuera à fonctionner à peu près normalement jusqu’à sa relève en 2018 par le télescope spatial James Webb.

 

     La NASA avait assigné trois tâches à Hubble, tâches qui furent parfaitement accomplies :

 

étudier le proche milieu intergalactique afin d’en décrire la composition ainsi que celle des galaxies ;

 

*  étudier les champs profonds afin d’observer les premiers instants de l’Univers et

 

déterminer la constante de Hubble qui est, rappelons-le, la constante de proportionnalité entre distance et vitesse de récession apparente des galaxies ou, pour le dire plus simplement, la constante qui permet de déterminer le taux d’expansion de l’Univers.

 

    Mais ce ne fut pas tout : Hubble nous a ébloui par la qualité et la beauté des photographies qu’il a prises et, surtout, par des découvertes essentielles. Revenons brièvement sur quelques unes d’entre elles :

 

* En juillet 1994, Hubble était en parfait état de marche lorsque la comète Shoemaker-Levy s’écrasa sur Jupiter. Il participa donc à cette première observation directe de la collision hors de notre planète d’objets shoemaker-levy-par-hubble.jpgdu système solaire, événement confirmant au passage le rôle « protecteur » de la géante gazeuse puisque la forte influence gravitationnelle de celle-ci « détourne » un grand nombre de petites comètes et astéroïdes qui, autrement, iraient s’écraser sur d’autres cibles potentielles dont la Terre… avec les conséquences que l’on imagine.

 

* C’est Hubble qui, parmi les premiers, apporta la confirmation qu’il existe bien des exoplanètes, c'est-à-dire des planètes tournant autour d’autres systèmes solaires que le nôtre, une notion évoquée depuis des siècles mais jamais encore prouvée (première détection du transit secondaire sur l’étoile HD 209458, voir le sujet dédié : planètes extrasolaires).

 

* Hubble fut un élément déterminant dans la consécration du modèle actuel de l’accélération de l’Univers puisque ses observations ont permis de l’affiner.

 

* Contrairement aux télescopes terrestres (mais cela change rapidement), Hubble est capable d’observer les étoiles des autres galaxies, donc dans des milieux différents de la Voie lactée, ce qui a permis de compléter M31-compte-des-etoiles-par-Hubble.jpg notre connaissance du cycle stellaire.

 

* C’est encore le télescope spatial qui, grâce à des observations répétées, a confirmé le fait que la plupart des galaxies (dont la nôtre) recèlent un trou noir géant en leur centre. Rappelons pour la petite histoire qu’il y a à peine quelques années, une majorité de scientifiques doutaient de ce que les trous noirs – notion théorique s’il en est – puissent réellement exister…

 

*  Depuis l’astronome suisse Fritz Zwicky, on sait que la quantité visible de matière ne peut à elle seule expliquer le ballet des galaxies dans le ciel : le calcul de l’action des forces gravitationnelles qui régissent leurs mouvements sous-entend obligatoirement la présence d’une « matière invisible » appelée, faute de mieux, matière noire ou matière sombre. Inutile de dire que, durant des années, cette idée insolite divisa profondément la communauté scientifique. Hubble apporta la preuve que cette matière noire ne pouvait pas être due à la seule existence des naines brunes (étoiles avortées car de trop petites tailles) ou noires (évolution possible, mais non prouvée, des naines blanches) : d’après les observations du télescope spatial, leur nombre est en effet trop faible pour expliquer les grandes divergences des chiffres.

 

* L’étude de ce que l’on appelle aujourd’hui « le champ profond de Hubble » est également une contribution remarquable du télescope. Il s’agit de la photographie d’une région couvrant un trente millionièmes duhubble-deep-field.jpg ciel, région minuscule certes mais contenant déjà plusieurs milliers de galaxies. Cette photographie confirma ce que l’on soupçonnait auparavant, à savoir que, quelle que soit la direction dans laquelle on regarde, on trouve des galaxies semblables à la nôtre à n’en plus finir mais pas seulement… Puisque regarder si loin, c’est regarder dans un passé très ancien, reflétant les premiers instants de l’Univers, Hubble a ainsi repoussé les limites de l’observation et, surtout, prouvé que des galaxies importantes étaient présentes bien plus tôt qu’on ne le pensait. Ajoutons à cela que cette étude fut également effectuée dans le ciel austral avec les mêmes résultats, démontrant de façon irréfutable l’homogénéité de l’Univers à grande échelle : il ne s’agit pas là d’une observation banale mais de la confirmation du bien fondé de la théorie du Big bang et de son inflation initiale (voir le sujet : Big bang et origine de l'Univers).

 

     On voit donc que l’apport de ce télescope malgré la taille modeste de son optique (comparée à celle des télescopes au sol) fut et est encore fondamental. Mais ce qui est peut-être le plus remarquable et le plus émouvant dans la moisson de ce petit engin, c’est la qualité et la beauté des photographies de l’Univers qu’il nous a données : galaxies, amas globulaires, nébuleuses, rémanents de novas, couples binaires, cocons stellaires, etc. On ne peut que s’extasier devant l’extraordinaire album illustré par le télescope Hubble : pour s’en convaincre, il suffit de faire un saut sur le site officiel du télescope à l’adresse suivante : http://hubblesite.org/ et choisir de visualiser une des centaines d’images extraordinaires de la collection. L’astronome du siècle dernier Camille Flammarion (et bien d’autres) aurait certainement donné des années de sa vie pour voir ça !

 

 

Les temps changent

 

     Si tout va bien pour lui (et c’est bien le cas actuellement), le télescope spatial Hubble continuera à fonctionner sans problème majeur durant encore quelques années. Le temps que son successeur, actuellement en phase d’assemblage, soit lancé dans l’espace. Toutefois, celui-ci ne sera pas comparable à Hubble pour une raison très simple : depuis le lancement de notre télescope spatial, il y a un peu plus de vingt ans, les temps ont changé. En effet, les grands télescopes « terriens » sont devenus tout à fait compétitifs car l’avancée des techniques a pu combler leur principal défaut : malgré l’atmosphère, ils peuvent à présent voir aussi bien que Hubble ! C’est que, entretemps, l’informatique est passée par là : les nouveaux engins sont maintenant aidés par un ordinateur qui calcule les imprécisions engendrées par les turbulences de l’air et les corrige en temps réel. On parle alors « d’optique adaptative » qui consiste à braquer un faisceau laser dans la haute atmosphère, vers 90 km de hauteur, sur la mince pellicule d’atomes de sodium laissée par les météorites lors de leur entrée dans l’atmosphère. Du coup, ce sodium se met à briller et crée une telescope-VLT.jpgimage artificielle qui permet au système de calculer l’instabilité de l’air et d’adapter l’optique de l’instrument plus de mille fois par seconde… De ce fait, par exemple, bien que situé au sommet du Cerro Paranal (à 2600 m d’altitude), au Chili, le télescope VLT de l’agence européenne (4 miroirs de 8,20 m reliés) est deux fois plus précis que Hubble !

 

     Cette amélioration considérable des données fournies par les observatoires au sol explique pourquoi le successeur de Hubble ne sera pas « un Hubble amélioré ». Si l’on veut observer l’Univers en lumière visible, il est évident que, même dotés d’optiques adaptatives très performantes et donc onéreuses, les observatoires terriens reviennent nettement moins chers à construire et surtout à entretenir qu’un télescope spatial : on préférera consacrer l’argent ainsi économisé à construire des miroirs (ou des ensembles de miroirs) plus grands et entourés d’équipements encore plus performants.

 

     Reste que le successeur de Hubble qui porte le nom d’un autre homme célèbre, James Webb (un des principaux responsables du projet Apollo) étudiera le cosmos dans une gamme d’optique qui échappe aux observatoires terrestres, l’infrarouge. Doté d’un miroir de 6,5 m (contre 2,4 pour Hubble), il pourra collecter une image 9 fois plus rapidement que son prédécesseur. Il devrait être placé en orbite en 2018 par un lanceurtelescope-james-webb.jpg Ariane 5 sous le triple parrainage de la NASA, de l’Agence Spatiale Européenne et du CSA (Agence spatiale canadienne) mais, contrairement à Hubble, il n’est prévu pour lui aucune mission d’entretien.

 

 

Il y a un avant et un après Hubble

 

     Le télescope spatial Hubble aura marqué un tournant en astronomie en permettant pour la première fois à l’humanité de s’affranchir des contraintes terrestres pour observer son environnement proche et lointain. Comme on l’a vu, Hubble a permis de réaliser d’énormes progrès dans la compréhension de notre univers. Un an après le lancement du télescope spatial James Webb (et si tout se passe bien), il était prévu de « mettre Hubble à la retraite » après 25 ans de bons et loyaux services. En réalité, puisqu’il n’est plus question pour des raisons techniques de prévoir des missions d’entretien, on voit mal les scientifiques se passer d’un outil pour peu qu’il fonctionne encore. On peut donc penser que Hubble continuera quelques années de plus son observation du ciel.

 

 

 

Sources

 

1. fr.wikipedia.org

2. http://www.techno-science.net/

3. Encyclopaedia Britannica

4. hubblesite.org/

5. pgj.pagesperso-orange.fr/Hubble.htm

 

 

Images :


1. le télescope spatial Hubble (sources : solarsystem.nasa.gov/)

2. Lyman Spitzer (sources : spaceflightnow.com/)

3. la navette Discovery installant Hubble sur son orbite géostationnaire (sources : cdn.zmescience.com/)

4. la comète Shoemaker-Levy s'écrasant sur Jupiter (sources : hubblesite.org/)

5. étoiles de la galaxie d'Andromède individualisées par Hubble (sources : hubblesite.org/)

6. Hubble deep field (sources : hubblesite.org/)

7. le télescope VLT de l'ESA (sources : atacamaphoto.com/)

8. le télescope James webb (sources : spacetelescope.org/)

 (pour lire les légendes des illustrations, posser le pointeur de la souris sur l'image)

 

 

Mots-clés : en construction

 

 

 

 

Sujets apparentés sur le blog :

 

1. matière noire et énergie sombre

2. distance et durée des âges géologiques

3. les galaxies

4. Big bang et origine de l'Univers

5. Edwin Hubble, le découvreur

6. l'expansion de l'Univers

7. juste après le Big bang

8. planètes extrasolaires

 

 

 

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Par cepheides - Publié dans : astronomie
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Jeudi 10 juillet 2014 4 10 /07 /Juil /2014 18:27

 

 

 Beagle.jpg

 

 

 

     Le 27 décembre 1831, en fin de matinée, un trois-mâts transformé de la classe Cherokee, d’une capacité de 240 tonneaux et armé de six canons, quitta le port de Devonport, un quartier de Plymouth, en Grande-Bretagne, pour sa deuxième mission en tant que navire de recherche (il en accomplira en fait trois avant d’être démantelé). Baptisé le Beagle – en référence à la race de chiens courants du même nom – le navire transportait 76 hommes d’équipage et passagers sous le commandement du capitaine Fitzroy, un jeune aristocrate de 26 ans, et avait pour mission de cartographier certaines côtes mal connues d’Amérique du sud. Il s’agissait là d’une entreprise assez banale mais qui devait révolutionner, au sens réel du terme, les sciences biologiques (et au-delà) : à son bord, en effet, pour tenir compagnie au capitaine, se trouvait un jeune naturaliste, âgé lui de 22 ans, du nom de Charles Darwin. C’est au cours de cette mission qui devait durer de la fin décembre 1831 au 2 octobre 1836, soit presque cinq ans, que le jeune scientifique anglais, par ses observations et le recueil de milliers d’échantillons de toute nature, allait réfléchir à une nouvelle approche de l’origine du vivant. Face à l’obscurantisme et au fanatisme religieux de son temps, il hésitera vingt ans avant de publier l’ouvrage « de l’origine des espèces » dont la pertinence allait tout simplement balayer les fantasmes créationnistes ! Revenons sur cette expérience très particulière qui, d’ailleurs, faillit bien ne pas avoir lieu.

 

 

 L’odyssée du Beagle

 

     En réalité, Darwin se préparait, surtout pour plaire à son père, à être pasteur : en effet, fils et petit-fils de médecin, il avait assez vite arrêté sa médecine en raison d’une « trop grande sensibilité » et s’était plutôt intéressé à la biologie et à la géologie tout en poursuivant mollement une formation religieuse. Le capitaine Fitzroy, quant à lui, souhaitait quelqu’un de « la bonne société » susceptible de lui tenir compagnie car son prédécesseur, lors de la première mission du Beagle, avait fini par se suicider, par ennui avait-on avancé… Le naturaliste d’abord retenu ayant fait faux bond, ce fut Darwin qui fut présenté à Fitzroy et retenu malgré les préventions de ce dernier qui trouvait le jeune homme peu énergique…

 

  beagle voyage

 

  

* Les îles du Cap-vert : la première escale du voilier aurait dû être les îles Canaries mais, par crainte du choléra sévissant alors en Angleterre, le Beagle en fut refoulé et il finit par jeter l’ancre sur l’île volcanique de San Iago, au Cap-Vert où Darwin est vite intrigué par une longue bande calcaire renfermant de nombreux fossiles de coquillages mais pourtant située bien au dessus du niveau de la mer : cette observation confirme pour lui la thèse du géologue Charles Lyell sur les lents mouvements géologiques courant sur de longues périodes de temps. Hélas pour lui, l’escale est de courte durée et le Beagle repart, direction Bahia au Brésil.

 

* le Brésil : Bahia et sa flore luxuriante est un spectacle étonnant pour Darwin. La faune le surprend également par son extrême diversité, notamment les insectes dont il entend le bourdonnement incessant depuis le bateau pourtant situé à plusieurs centaines de mètres du rivage. Durant une quinzaine de jours, il va explorer les environs et rapporter ses premiers échantillons. Le 18 mars, le Beagle appareille pour Rio de Janeiro où la vie est encore très fruste pour un voyageur venu d’Europe. Il en profite pour explorer à cheval les environs dans un climat qui alterne chaleur intense et pluies torrentielles et accroit sa collection de araignee-brazilian_wandering.JPGspécimens divers. Il séjourne quelques semaines dans la baie de Botafogo (aujourd’hui un quartier de Rio) et observe toute une faune exotique de papillons, fourmis, araignées, insectes phosphorescents… pour remarquer que, bien que fort différents de leurs cousins britanniques, ces animaux entretiennent avec les plantes locales les mêmes rapports que les insectes anglais. Début juillet, après 3 mois d’escale, le Beagle reprend la mer, direction l’Uruguay et plus précisément Montevideo.

 

* juillet-novembre 1832, l’Uruguay et l’Argentine : Darwin, souffrant du mal de mer, est plutôt content d’arriver à Montevideo mais c’est pour y débarquer en pleine guerre civile. Qu’à cela ne tienne, il essaie de ne pas se mêler à la politique locale et fait envoyer son premier contingent d’échantillons vers l’Angleterre. L’intérieur des terres regorge d’animaux étranges : serpents-lézards, rongeurs aveugles, énormes cochons d’eau, crapauds effrayants, etc. mais ce qui va bientôt retenir son attention, ce sont de gigantesques fossiles. En Argentine, sur la plage de Punta Alta, il met à jour des fossiles de mégathérium et autres mammifères préhistoriques qui possèdent de nombreux caractères communs avec le megatherium-fossile.jpg tatou actuel dont il vient de rencontrer des représentants (et en a même mangé quelques uns). Autre envoi d’échantillons, notamment des fossiles. Il faut préciser que le capitaine Fitzroy n’est pas mécontent de voir tous ces « déchets inutiles » qui encombrent son bateau disparaître enfin !

 

Terre de feu, îles Malouines et à nouveau Buenos Aires : durant presque deux ans, Darwin va écumer ces terres lointaines. La Terre de Feu, partagée entre Argentine et Chili est l’occasion d’une étrange rencontre. En effet, lors de la première expédition du Beagle, quatre « indigènes » avaient été capturés et, cette fois-ci, on ramène les trois indigenes-terre-de-feu.jpg survivants « civilisés » dans leur terre d’origine. Le moins que l’on puisse dire est que les contacts ne sont pas si faciles avec les autochtones. Fitzroy décide de laisser les « indigènes éduqués » sur place à la tête d’une mission destinée à civiliser les autres : on repassera quelques mois plus tard voir comment tout cela aura évolué. Ce qui attire cette fois l’attention de Darwin ce sont les différences d’adaptation entre les espèces fixées sur les îles Malouines et celles restées sur le continent. De nombreux échantillons de faune et de flore prélevés alors lui permettront, une fois rentré en Angleterre, de continuer à comparer similitudes et différences et de fournir des preuves irréfutables de ce qu’il avancera.

 

* 1834, retour en Terre de Feu : pour s’apercevoir que la « mission » dévolue aux trois indigènes a totalement échoué puisqu’ils sont « revenus à leur état antérieur de sauvagerie » ce qui fait penser à Darwin que l’Homme n’a que progressivement évolué vers la civilisation, probablement après un laps de temps assez long ce qui n’était pas l’idée courante de l’époque. Il continue à prélever spécimens et échantillons qu’il fait adresser en Europe, parfois avec l’aide de Fitzroy qui ira jusqu’à payer sur ses propres deniers certains envois.

 

Valparaiso et le Chili : émerveillé par les Andes, Darwin participera à de nombreuses expéditions au pied de ces montagnes dont certaines seront particulièrement mouvementées (faim tenace, menaces des indigènes locaux, attaques de pumas, etc.). Il continue à amasser des exemples extraordinaires de diversité des espèces vivantes tout en se passionnant pour la géologie où différentes observations de strates de coquillages situées au dessus du niveau de la mer finissent de le convaincre de la justesse des théories de Lyell.

 

     Le 18 janvier, le Beagle arrive dans les îles Chiloé lorsque, le lendemain, il assiste à l’éruption du volcan Osorno. On décide de partir pour la ville osorno-eruption.jpgchilienne de Valvidia… pour y observer un terrible tremblement de terre qui détruit la cité. Toute la côte chilienne est d’ailleurs dévastée et Darwin comprend alors, en trouvant des pans rocheux couverts de concrétions marines jetés vers le haut des terres, que les montagnes voisines se sont construites lors des tremblements de terre successifs. En mars, le Beagle est à Valparaiso et le naturaliste anglais en profite pour multiplier les excursions dans les Andes où il découvre des pans de coquillages à 2000 m d’altitude (et des restes de laves sous-marines) ainsi que des créatures parfaitement adaptées au froid et à l’oxygène raréfié mais bien différentes selon les versants pacifique et atlantique de la cordillère. Halte à Lima, au Pérou, ravagé par une terrible guerre civile qui empêche toute prospection : le Beagle appareille alors pour les îles Galápagos. Darwin ne le sait pas encore mais c’est cette étape à venir qui sera fondamentale pour sa compréhension  des lois de l’Évolution et la réalisation de son travail…

 

* 15 septembre-20 octobre 1835, les îles Galápagos : peut-être le mois le plus important pour la science du vivant. Ces îles, appartenant à l’Équateur qui en assure la protection, au nombre d’une quarantaine, sontiguane_galapagos.jpg caractérisées par un climat souvent chaud et étouffant mais plutôt sec ; elles sont toutes d’origine volcanique. Darwin y trouve sur presque toutes des espèces dominantes, ici des tortues géantes, là des lézards noirs aquatiques géants, ailleurs des iguanes ou de hideux lézards jaunâtres. Un homme rencontré sur une des îles explique à Darwin qu’il est capable de savoir de quelle île provient telle ou telle tortue « rien qu’en la regardant ». Sur le moment, le naturaliste se contente d’engranger l’information… qui fera son chemin. En un mois, il collecte des dizaines et des dizaines de spécimens de flore et surtout de faune… dont la plupart sont apparemment uniques au monde. Plus encore, certaines espèces sont endémiques d’une île et d’une seule ! Une explication vient immédiatement à l’esprit : provenant d’une espèce unique continentale, ces « variantes », en s’adaptant à chaque climat insulaire particulier, sont devenues des espèces indépendantes, que l’on ne peut retrouver nulle part ailleurs. Rappelons que l’on ne doit parler d’espèce nouvelle que lorsque ses représentants ne peuvent plus s’apparier aux individus de l’espèce d’origine mais uniquement entre eux. Cet état de fait – devenir une espèce unique – est appelé « spéciation » mais, bien entendu, Darwin n’a encore rien formulé sur le sujet. Un exemple emblématique (et fort célèbre) de ce phénomène est celui des pinsons de ces îles. En effet, selon l’île à laquelle ils appartiennent, ces oiseaux, tout en gardant la plupart de leurs caractères communs, ont vu se développer darwin-pinsons.gif des caractéristiques très particulières (becs, ailes) selon les possibilités de nourriture et de nidation propres à chaque environnement et ce jusqu’à entraîner la « création » d’espèces différentes de pinsons. Darwin, qui ne dessine pas trop mal, fera de nombreux croquis de ces différences entre individus, croquis qui serviront à asseoir définitivement la théorie de l’Évolution dans l’ouvrage fondateur du darwinisme à venir.

 

* Tahiti, Nouvelle-Zélande, Australie, Tasmanie : enthousiasmé par le naturel enjoué et hospitalier des Tahitiens, Darwin est beaucoup plus réservé vis-à-vis des maoris néo-zélandais volontiers agressifs, sales et pratiquant encore le cannibalisme. A Sydney, il retrouve en revanche « la puissance coloniale anglaise » avec ses rues bien dessinées et toute une civilisation très britannique. Il est mis en présence de son premier marsupial (un rat-kangourou) et note qu’un non-croyant pourrait penser que « deux créateurs différents sont ici à l’œuvre » ! On lui présente enfin un ornithorynque et il apprend que les colons australiens ont la certitude que cet animal pond des œufs, un sujet polémique en Angleterre. Il est également séduit par l’agriculture bien organisée de le Tasmanie, à l’extrême sud de l’Australie. Quel que soit l’endroit où il met les pieds, il observe, examine, étudie, compare, s’étonne parfois… mais n’oublie jamais de prélever un maximum d’échantillons pour l’immense collection qu’il est en train de constituer. De la même façon, il complète continuellement ses cahiers d’observation qui, plus tard, lui seront d’un immense intérêt pour illustrer la théorie de l’Évolution qui se complète peu à peu dans son esprit.

 

* le chemin du retour : les îles Cocos et l’île Maurice. Les îles Cocos sont ainsi dénommées parce que la ressource essentielle de ces îles sont des forêts de cocotiers. Toutefois, ce qui intéresse tout particulièrement Charles Darwin, c’est leur caractère corallien : il se passionne pour l’origine de ces massifs de coraux, se demande sur quel support les polypes – qui ne peuvent survivre en profondeur - ont pu bâtir leurs édifices et conclut qu’il s’agit de terres faiblement immergées. Rentré en Angleterre, il écrira un livre entier sur le sujet. L’île Maurice lui plaît également (moins que Tahiti) surtout en raison du caractère mixte franco-anglais de l’île (l’ancienne « Île de France », auparavant française, est à présent sous administration britannique). En revanche, la flore et la faune ne lui paraissent pas si extraordinaires après les contrées qu’il vient de traverser.

 

* cap de Bonne-Espérance, Sainte Hélène et Bahia à nouveau : de l’Afrique du sud, Darwin retient essentiellement ses entretiens, au Cap, napoleon-tombeau-a-sainte-helene.jpgavec l’astronome John Herschel qui y réside. A Sainte Hélène, au pied du tombeau de Napoléon, il réfléchit à la transformation de la faune locale décimée par l’introduction d’animaux et de plantes importés d’Angleterre. Quelques jours plus tard, sur l’ile d’Ascension, il met en évidence une espèce de rats plus petits que ceux du continent et en déduit qu’il s’agit là d’une transformation liée à une dérive insulaire des animaux pour s’adapter à leur nouveau milieu : une nouvelle brique dans la construction de la théorie de l’Évolution.

 

     Il y apprend aussi (par une lettre de ses sœurs) que, en Angleterre, compte-tenu de ses extraordinaires envois et de sa correspondance en partie publiée, certains scientifiques souhaitent lui offrir une place de choix dans leurs sociétés savantes : il en est fou de joie et n’aspire plus qu’à retourner dans sa mère-patrie. Il acceptera néanmoins avec grand plaisir, à la demande de Fitzroy, de faire un dernier passage par Bahia.

 

* le retour : le Beagle revient enfin à son port d’attache, Plymouth, presque cinq ans après l’avoir quitté. Jamais Darwin n’aurait pensé partir aussi longtemps mais il ne regrette rien. Il ne quittera plus l’Angleterre de façon significative et se contentera de « gérer » l’extraordinaire voyage de sa jeunesse. Vient le temps de la réflexion et de l’élaboration d’un système de pensée sur l’origine du monde vivant qui bouleversera définitivement tout ce qui l’avait précédé. Après la publication princeps de Charles Darwin, le monde ne sera plus le même.

 

 

Le temps de la réflexion

 

     Dès son retour, Darwin parcourt les cercles savants où il est reçu avec les honneurs. Devant cet indéniable succès, son père accepte de rassembler des fonds qui permettront d’asseoir définitivement l’indépendance de son fils en tant qu’homme de sciences et celui-ci est bientôt nommé au Conseil de la Société de Géographie, une charge qui le fait déménager pour Londres. Un peu avant, l’ornithologue réputé John Gould lui avait fait savoir que contrairement à ce que Darwin lui-même pensait, les oiseaux des Galápagos étaient en fait bien des espèces distinctes de même que les moqueurs polyglottes, oiseaux ramenés également des Galápagos, qui sont également des espèces à part entière et non de simples variétés. Quelques scientifiques commencent à évoquer de façon directe le transformisme tandis que la majorité des autres – dont de nombreux amis de Darwin – contestent violemment le concept pour des raisons essentiellement religieuses.

 

     Marié (il aura 10 enfants) et bien établi, Darwin, quant à lui, continue à travailler de son côté mais il est bientôt obligé de lever le pied pour raisons médicales dues au surmenage. Il alterne périodes de repos à la campagne et moments de travail intense.


     Toutefois les idées de Darwin se précisent et il s’en ouvre aux quelques amis en lesquels il a confiance mais sans chercher à aller plus loin. Il publie de nombreux ouvrages moins polémiques, notamment de géologie, ainsi que des études spécifiques comme son étude sur les cirripèdes, darwin 1855des variétés de crustacés (il avait auparavant publié son ouvrage sur les massifs coralliens, un travail qui lui avait pris près de trois ans). Mais le point d’orgue de son œuvre est bien entendu son ouvrage sur l’origine de espèces qu’il hésitera longtemps à faire connaître.

 

     Il faut dire que la communauté scientifique de l’époque est agitée entre les transformistes et les fixistes et que ces derniers ont l’appui de la très influente église d’Angleterre. Darwin sait donc que son ouvrage ouvrira non seulement des discussions scientifiques acharnées mais que le débat dépassera ce cadre pour entrer de plain-pied dans la société anglaise si conservatrice de ces premières années du règne de la reine Victoria. Même son soutien de toujours Lyell refuse de le suivre ! Il n’aura donc de cesse d’anticiper les objections qui ne manqueront pas d’être faites tant par ses adversaires que par ses éventuels partisans et, pour cela, n’hésite jamais à interroger tous les scientifiques de renom qu’il est amené à rencontrer (il est à présent également secrétaire de la société de géologie). Les années s’écoulent donc dans cette recherche acharnée de la justification de sa théorie de l’Évolution mais sans rendre officielle sa thèse. Jusqu’à ce qu’un événement imprévu le force à « sortir du bois »…

 

 

Un pavé dans la mare

 

     Cet événement qui pousse Darwin à agir est une lettre de Lyell, toujours assez sceptique sur les travaux de Darwin et qui en comprend d’ailleurs mal la portée. Toutefois, le géologue a lu un article d’un naturaliste (par ailleurs géographe et biologiste) du nom d’Alfred Russel Wallace dans lequel il trouve des ressemblances avec ce que Darwin lui serine depuis des années et il lui conseille de publier pour authentifier son Wallace-Alfred-Russel-.jpgantériorité. Wallace lui-aussi a recours à l’idée de sélection naturelle pour expliquer l’évolution progressive des espèces. Justice lui est d’ailleurs rendue aujourd’hui puisque la majorité des auteurs lui reconnaissent le titre de « codécouvreur de la théorie de l’Évolution par la sélection naturelle ».

 

     Après s’être entretenu plusieurs fois par lettre avec Wallace, Darwin se décide à présenter le discours « sur l’origine des espèces » à la Lineann Society mais la théorie n’a guère d’écho au point que les scientifiques qui en sont les destinataires ne prendront même pas la peine de la commenter. En revanche, la parution de l’ouvrage quelques mois plus tard, en novembre 1859, obtient un énorme succès public, tous les exemplaires ayant été retenus avant parution au point qu’il faut immédiatement prévoir une réédition.

 

     L’ensemble des lois de cette extraordinaire avancée dans la compréhension du monde vivant a déjà été traité dans le sujet dédié (les mécanismes de l’Évolution) et nous ne citerons ici que quelques unes des phrases d’introduction de l’ouvrage, particulièrement explicatives : « Comme il naît beaucoup plus d'individus de chaque espèce qu'il n'en peut survivre, et que, par conséquent, il se produit souvent une lutte pour la vie, il s'ensuit que tout être, s'il varie, même légèrement, d'une manière qui lui est profitable, dans les conditions complexes et quelquefois variables de la vie, aura une meilleure chance pour survivre et ainsi se retrouvera choisi d'une façon naturelle. En raison du principe dominant de l'hérédité, toute variété ainsi choisie aura tendance à se multiplier sous sa forme nouvelle et modifiée ».

 

     La théorie heurtait ainsi de plein fouet les idées préconçues des créationnistes et le débat qui s’ensuivit ne pouvait être que brutal. Il fut même si violent que des déferlements de haine se focalisèrent sur Charles Darwin et ses quelques amis mais le naturaliste avait anticipé bien des faux arguments et son ouvrage était si bien documenté qu’il laissait peuDarwinSinge.jpg de place aux raisonnements contraires. Traduit dans de nombreuses langues, « l’origine des espèces » parvint à convaincre nombre de scientifiques et Darwin, souvent malade et tenu éloigné des réunions scientifiques, prenait grand plaisir à observer la propagation de ses idées.

 

 

Le darwinisme aujourd’hui

 

     La science – je devrais dire les sciences – avance le plus souvent lentement, les connaissances s’accumulant au fil des années et des expériences successives : c’est en quelque sorte le résumé du travail d’une communauté d’hommes et de femmes associés à une même recherche. Mais il existe, de temps à autre, des personnalités hors du commun, des individus qui, à un certain moment et en un certain lieu, arrivent à illuminer soudain leur domaine, ouvrant alors un chemin jusque-là inexploré. On pense à Einstein et à sa théorie de la relativité générale, à Hubble, le premier à nous avoir fait découvrir l’Univers lointain ou à Watson et Crick qui inaugurèrent la biologie moderne par leurs travaux sur l’ADN. Darwin est un de ceux-là et, peut-être, l’un des plus éminents car, ayant eu à faire face à des préjugés d’un autre âge dans un domaine terriblement délicat, il sut admirablement défendre sa position. Il ne pouvait répondre à toutes les interrogations posées par sa découverte conceptuelle car on ne connaissait à son époque ni la génétique, ni la biologie moléculaire mais l’essentiel de son œuvre est aujourd’hui intact. Le néo-darwinisme a réintroduit la génétique dans la théorie de l’Évolution tandis que d’autres grands esprits ont contribué à compléter l’ensemble, comme Gould et Eldridge avec la théorie des équilibres ponctués, mais il n’en reste pas moins que c’est Darwin qui a découvert et mis en forme l’essentiel des lois.

 

     Des esprits le plus souvent faibles et/ou ignorants tentent encore de contester l’Évolution pour des motifs essentiellement religieux : certains le font sans beaucoup de nuances et ont recours à la force pour imposer leurs idées ; d’autres, plus subtils comme les partisans du « dessein intelligent », cherchent à discuter d’un point de vue apparemment scientifique mais en réalité finaliste ce qui est le contraire de l’esprit même de la science : on comprend ainsi leur manque de succès auprès des spécialistes. Car il faut le dire et le répéter encore : la « théorie » de l’Évolution n’est pas qu’une simple théorie mais bel et bien un ensemble de lois qui régissent le monde du vivant (et peut-être même d’autres domaines plus éloignés) de la même façon que la théorie de la relativité générale est bien plus qu’une simple théorie parmi d’autres.


     On dit parfois que toutes les grandes découvertes se font dans un contexte spécifique et que, souvent, elles sont « dans l’air du temps ». Si Darwin n’avait pas pu faire son grand voyage sur le Beagle, sans doute n’aurait-il pas publié son ouvrage mais d’autres (Wallace ?), un peu plus tard, l’auraient fait. Il n’empêche, c’est bien lui, Charles Darwin, qui a mis au jour l’évolutionnisme et la sélection naturelle et de cela nous lui sommes vraiment reconnaissants.

 

 

 

 Sources :

1. Wikipedia France

2. www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosdarwin/darwin_gd.html

3. Encyclopediae Universalis

4. Encyclopediae Britannica

5. Institut Français de l’Éducation, acces.ens-lyon.fr/

 

 

Images :

 

1. le second voyage du HMS Beagle (sources : fr.wikipedia.org)

2. carte du voyage du Beagle (sources : darwinbeagle.blogspot.fr/)

3. araignée errante du Brésil (sources : howtogetridofspiders.blogspot.fr/)

4. os fossiles de mégathérium (sources : commons.wikimedia.org/)

5. indigènes de la Terre de Feu (sources : fr.wikipedia.org)

6. éruption du volcan Osorno, au Chili (sources : www.leparisien.fr/)

7. iguane des Galapagos (sources : www.notre-planete.info/)

8. pinsons des Galapagos (sources : www.vetopsy.fr/)

9. tombeau de Napoléon à Ste Hélène ( sources : histoiredelafrance.e-monsite.com/)

10. Darwin vers 1855 (sources : maisons-ecrivains.fr/)

11. Alfred Wallace (sources : kpitel.blogspot.fr/)

12. caricature anti-Darwin (sources : carnets.parisdescartes.fr/)

(pour lire les légendes des illustrations, posser le pointeur de la souris sur l'image)

 

Mots-clés : en construction

 

 

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Par cepheides - Publié dans : paléontologie - Communauté : Les fossiliens
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Jeudi 22 mai 2014 4 22 /05 /Mai /2014 19:21

 

 

 

 chauvet-grande-fresque-copie-1.jpg

 

 

 

 

 

 

      En 1968, le réalisateur américain Stanley Kubrick présenta un film intitulé « 2001, l’odyssée de l’espace » qui relança le cinéma de science-fiction. On y voyait notamment apparaître un grand monolithe noir supposé apporter à des hominidés d’il y a quelques centaines de milliers d’années « l’intelligence » en une sorte de cadeau extra-terrestre. Il s’agit manifestement d’une « licence cinématographique », à la façon des licences poétiques, car, pour qui connaît un peu les lois de l’Évolution, rien ne peut être plus faux ! Il aurait en effet fallu que ces préhumains-là aient déjà possédé les attributs anatomiques et cérébraux indispensables à2001-A-Space-Odyssey.jpg l’assimilation des nouvelles connaissances (et, dans ce cas, pourquoi ne seraient-elles pas apparues « naturellement » ?). La réalité est en fait bien plus besogneuse : des centaines de milliers d’années auront été nécessaires à différentes espèces de préhumains pour aboutir à la conscience de l’Homme moderne… ce qui par ailleurs conduit à réfuter un autre cliché : tout aurait commencé, disent certains, il y a environ 200 000 ans avec l’apparition d’Homo sapiens. Cette approche est notoirement fausse car l’Homme moderne n’est que l’aboutissement d’un processus engagé bien avant lui. C’est sur tout cela que je vous propose de revenir dans ce sujet.

 

 

la notion de conscience

 

     La conscience que l’on évoque d’abord ici est la conscience biologique c’est-à dire, pour un individu donné, la connaissance de soi et de l’environnement dans lequel il baigne, bref ce que l’on pourrait appeler le « sens de l’éveil ». Ensuite et ensuite seulement peuvent apparaître tout ce qui en découle : la notion de mort et d’un au-delà pour compenser cette angoisse profonde, la mémoire, l’art, les techniques, etc., en somme tout ce qui contribue plus généralement à l’aspect culturel d’une civilisation. Jusqu’à récemment, la cause était entendue : cette conscience, les prémices d’une civilisation humaine, étaient nés il y a 40 000 ans environ, en Europe mais cette notion longtemps défendue par les plus éminents scientifiques est à présent battue en brèche… L’apparition des capacités cognitives ayant conduit à « l’intellect de l’Homme moderne » date d’avant cette époque et, de la même façon, l’Europe ne fut pas le seul lieu de cette apparition dont on pense qu’elle fut simultanée dans bien des endroits du globe.

 

     Il y a encore peu d’années, les spécialistes donnaient donc leur préférence à une apparition relativement rapide de cette conscience. Comment ? Par une soudaine mutation génétique, affirmaient certains. D’autres pariaient plutôt sur des changements biologiques rapidement apparus, peut-être en rapport avec une augmentation de la pression de sélection (la transformation inopinée de certains neuromédiateurs comme comparaison_cranes.jpgles catécholamines cérébrales par exemple). On avait tout faux. L’étude des boîtes crâniennes de nos précurseurs, ces hominidés jusque là perçus comme des primates sans réelle importance, montre à l’évidence qu’il y eut effectivement une évolution du volume des crânes au fil des centaines de milliers d’années mais que celle-ci fut lente : cela prit au moins deux millions d’années pour permettre aux 450 cc du cerveau des australopithèques de passer à 1000 cc chez homo erectus, puis environ 1300 cc chez Homo sapiens et Néandertal. Avec en prime, chez ces deux derniers Homo, le développement réel des hémisphères cérébraux, siège des fonctions dites supérieures…

 

 

une évolution lente mais continue

 

     L’apparition de l’Homme – et de son intelligence – ne s’est pas faite d’un coup, nous l’avons déjà dit, mais à la suite d’une succession de petites transformations au fil des millénaires, parfois dans le bon sens et alors conservées par l’Évolution, à d’autres moments inutiles ou défavorables et en pareil cas éliminées par elle. Car c’est toujours ainsi, par « tâtonnements », que procède l’Évolution et c’est la sélection naturelle qui dirige le mouvement. L’Homme n’a bien sûr pas échappé à cette loi et c’est cela qui explique le temps immense qui nous sépare des premiers hominidés. S’il n’existe plus aujourd’hui sur Terre qu’Homo sapiens pour représenter ce genre, cela ne fut pas le cas par le passé : à certains moments de l’histoire de la Terre, de nombreuses espèces humaines ou préhumaines coexistèrent… plus ou moins pacifiquement.

 

 

* - trois millions d’années : les différentes espèces d’australopithèques

 

      Il y a plusieurs millions d’années, dans la savane africaine, erraient de curieux « singes » qui avaient la particularité de pratiquer une sorte de bipédie les différenciant des autres primates. Leur crâne – donc leur cerveau - était petit (environ 500 cc) mais leur dentition proche de celle de l’homme actuel : ces australopithèques étaient d’authentiques préhumains, étroitement apparentés au genre homo bien que d’une branche australopitheques.jpg collatérale. Certains d’entre eux (garhi, afarensis) avaient commencé à modeler des objets pour en faire des outils très rudimentaires. De nos jours, on sait que chimpanzés et gorilles utilisent des instruments simples (pour ouvrir des noix, pour vandaliser des termitières, etc.) mais les australopithèques semblent avoir été plus avancés en la matière ce qui en fait de vrais hominidés (bien que n’étant pas, répétons-le, des ancêtres directs de l’Homme moderne).

 

 

* - 1,5 million d’années : Homo habilis

 

     Contrairement aux australopithèques (toujours présents à cette époque), homo habilis est un « vrai » bipède même si ses membres inférieurs sont encore très courts ce qui rend probable le fait qu’il se déplace aussi en grimpant dans les arbres. Il pèse environ 40 kg pour une taille qui ne dépasse pas les 140 cm et, c’est vrai, son aspect est encore très « archaïque ». Toutefois, son volume cérébral est bien supérieur à celui d’un australopithèque : entre 600 et 700 cc, c’est-à-dire plus important que celui des chimpanzés actuels. Sa dentition est celle d’un omnivore ce qui veut dire qu’il mange de la viande même si ce n’est pas de façon exclusive (on pense d’ailleurs que c’est plus un charognard qu’un chasseur). Compte-tenu de la taille de son cerveau et de ses habitudes homo_habilis--644x362.jpgalimentaires, il n’est donc pas surprenant que Homo habilis ait cherché à développer des outils qui lui serviront à découper la viande et à casser les os longs pour en extraire leur moelle. Néanmoins, son adresse à fabriquer des outils reste quand même rudimentaire car, contrairement à ce que voudrait faire croire son nom (habilis = habileté), la morphologie de ses mains ne lui permet guère une manipulation très précise.

 

      Non, ce qui fait l’originalité d’Homo habilis, c’est le développement de l’aire de Broca dans son cerveau, un endroit connu pour être « la zone du langage ». Habilis est probablement le premier hominidé à avoir disposé d’un langage articulé et cette faculté extraordinaire fait toute la différence : pour la première fois des êtres vivants furent capables de communiquer des informations plus précises que de simples cris avertissant d’un danger… Du coup, les scientifiques se demandent si Habilis n’était pas également capable de construire et de s’abriter dans les huttes circulaires rudimentaires dont on a retrouvé des vestiges sur les sites qu’il fréquentait… Il ne lui manquait qu’un atout considérable pour s’imposer vraiment : la maîtrise du feu.

 

 

*  - 400 000 ans : Homo erectus

 

     C’est avec cet Homo erectus que les préhumains vont apprendre à domestiquer le feu et ce vers environ – 400 000 ans (Erectus est alors présent sur la planète depuis près d’un million d’années et, disparu depuisHomo-Erectus-et-feu.jpg environ 200 000 ans, il est, à ce jour, resté présent neuf fois plus longtemps que Sapiens). La maîtrise du feu est pour cet homo une étape fondamentale car cette capacité lui permet bien sûr de se réchauffer lors des nuits froides mais également, et peut-être surtout, de faire cuire ses aliments (permettant d’élargir leur choix tout en évitant nombre de maladies potentielles) et aussi de tenir les animaux dangereux à distance. On peut avancer sans risque de se  tromper qu’en devenant dépositaire du feu, Erectus a permis aux homo de commencer à s’émanciper de la Nature et, ainsi, de faire un pas important vers l’organisation civilisée de la communauté humaine. Reste, évidemment, que le chemin à parcourir est encore long…

 

     Erectus est plus imposant que ses prédécesseurs : il mesure entre 1m60 et 1m70 pour un poids d’environ 55 kg mais, fait essentiel, son cerveau est aussi plus gros puisque d’un volume compris entre 900 et 1100 cc. C’est le premier préhumain à commencer à ressembler à l’Homme moderne (silhouette, longueur des membres par rapport au torse, etc.).

 

     Il est à la fois chasseur – et probablement charognard - de petits et de gros animaux (éléphants, rhino, etc.) mais également cueilleur de fruits. Ajouté à sa faculté de conserver le feu, ces habitudes alimentaires lehomo-erectus.jpg conduisent à considérablement améliorer la gamme de ses outils : c’est lui qui développe les bifaces symétriques et les hachereaux (petites « haches » réalisées sur un grand fragment de pierre comportant toujours un tranchant transversal non retouché). Fait notable, on note parfois dans la fabrication de certains bifaces un souci d’ordre esthétique, une disposition que l’on retrouve également avec l’utilisation de pigments et de colles (vers – 300 000 ans); par ailleurs, ses réalisations sont variables selon les différentes régions du monde ce qui prouve les capacités techniques certaines d’Erectus.

 

     Il sera également le premier hominidé à migrer (par petits groupes) hors d’Afrique puisqu’on retrouve ses fossiles en Asie et peut-être même en Europe.

 

 

*  - 300 000 ans : homo heidelbergensis


     Homo Heidelbergensis est, pour certains, une espèce d’homo parfaitement individualisée et, pour d’autres,, une sous-espèce d’Homo erectus : les avis sont encore très partagés sur la question. Quoi qu’il en soit, il semble exister une dimension nouvelle chez lui par rapport à ses prédécesseurs et/ou contemporains : une certaine approche culturelle de son univers. La notion de mort commence certainement à le perturber puisque c’est avec lui qu’apparaissent les premières sépultures collectives. Cette démarche témoignant d’un certain respect pour les morts qui ne sont plus perçus comme de simples objets inanimés nécessite une « prise de conscience » ; le regroupement et l’enterrement de défunts représente un rite hautement symbolique qui nécessite des capacités cognitives certaines : les morts représentent ici quelque chose de plus que leurs seules dépouilles que l’on n’abandonne pas aux charognards.

 

     Plus encore, dans une grotte espagnole datant de 400 000 ans (grotte de Sima de los Huesos), en compagnie des morts (une trentaine environ), on retrouve un superbe exemplaire de biface de quartz rouge,grotte-sima-de-los-huesos.JPG excellemment taillé et jamais utilisé, dont on peut se demander s’il ne s’agit pas d’une offrande… Les spécialistes ne sont pas tous d’accord pour considérer ces « inhumations » collectives comme volontaires (certains pensent à des accidents ou à des catastrophes naturelles) et il faudra certainement trouver d’autres sites de ce genre pour conclure véritablement mais on se rapproche de plus en plus de cette dimension culturelle qui va pleinement apparaître avec Néandertal et, bien sûr, Sapiens.

 

 

* - 100 000 ans : Néandertal


     Néandertal est notre cousin et il fut durant plusieurs millénaires le contemporain de Sapiens (voir le sujet : Neandertal et Sapiens, une quète de la spiritualité). Son cerveau était en moyenne plus gros que celui de l’Homme moderne même si l’organisation de ses hémisphères cérébraux n’était pas tout à fait identique. Ce qui est certain, c’est que, outre une bonne maîtrise des outils et des armes (souvent équivalente à celle de Sapiens), Néandertal était doté d’une pensée symbolique puisqu’il enterrait ses morts et recourait à des rites funéraires. Par exemple, sur le site de Shanidar, en Irak (- 50 000 ans), on a pu mettre au jour la tombe d’un Néandertalien dont le squelette reposait sur un lit de fleurs de 7 espèces différentes, parfaitement disposées selon un ordre précis (les spécialistes en ont d’ailleurs conclu que la cueillette et la disposition de ces plantes n’avait été rendue possible que grâce à la présence d’un langage véritable). Comme expliqué plus haut, de tels comportements nécessitent de hautes capacités cognitives et la présence d’une conscience presque moderne.

 

     Il fut par ailleurs le premier humain à porter des vêtements (même si l’utilisation d’aiguilles en os pour la couture n’a été démontrée que chez Sapiens). En fait, vivant dans des abris construits par lui, disposant neandertal groupede la maîtrise du feu, il pouvait créer des objets ornementaux (voire complètement symboliques), faire de la gravure sur os ou fabriquer des parures en coquillages. Il avait une réelle vie sociale comme le prouve le crâne de ce Néandertalien (site de Shanidar, Irak) ayant subi un accident lorsqu’il était très jeune (fracture du crâne, destruction de l’orbite gauche et de la zone du cerveau contrôlant le côté droit de son corps) : en dépit de ce handicap sévère, le sujet put vivre jusqu'à 40-45 ans ce qui aurait été tout à fait impossible sans l’aide du groupe auquel il appartenait.

 

     Ce qui reste mystérieux pour cette espèce d’hommes tout à fait comparable à la nôtre, c’est la soudaineté et la cause de son extinction survenues il y a moins de 30 000 ans. Élément climatique ? Maladie ? Compétition avec Sapiens ? Nous ne le savons pas encore.

 

 

* - 40 000 ans : Sapiens

 

Il est 15 heures, le 18 décembre 1994, lorsque Jean-Marie Chauvet (gardien des grottes ornées de l'Ardèche), Eliette Brunel-Deschamps (viticultrice à Saint-Remèze) et Christian Hillaire (agent EDF à Pierrelatte), vieux routards de la spéléologie, s'aventurent dans le cirque d'Estre, à quelques kilomètres de Vallon-Pont-d'Arc. Sa falaise surplombe la route touristique encombrée par plus d'un million d'estivants chaque année. En contrebas, le lit sinueux de l'Ardèche glisse sous le fameux Pont-d'Arc. Chênes, buis, maquis broussailleux... le site protégé de la Combe d'Arc se dresse fièrement sous les yeux du touriste qui débouche, en voiture, des lacets tortueux des gorges de l'Ardèche. Spectacle étonnant de la nature à l'état sauvage : un à-pic vertigineux de près de deux cents mètres, taillé dans une roche blanche et ocre.

Après trois quarts d'heure de grimpette, le trio débouche devant un « trou souffleur », indice assez fiable de la présence d'une cavité. Eliette se faufile la première dans la chatière et passe aux deux autres les cailloux à déblayer. Ils rampent ainsi sur plusieurs mètres dans un étroit boyau. A 18 h 30, Eliette entrevoit le sol, dix mètres plus bas. « Malgré la fatigue et le froid, nous sommes retournés à la camionnette chercher une échelle de spéléologie... Nous ne voulions pas nous faire piquer une première par des étudiants en vacances ! » De retour dans la cavité, ils découvrent, dans le halo de leurs lampes frontales, de sublimes colonnes de calcite blanche et ocre. Les ossements d'ours sont innombrables... Une caverne d'Ali Baba qui n'a pourtant pas encore révélé tous ses secrets. Eliette manque en effet de suffoquer lorsqu'elle aperçoit un petit mammouth rouge peint à l'oxyde de fer sur l'une des parois. Têtes de lions, mains appliquées sur la paroi ou dessinées au pochoir, bouquetins, ours et même rhinocéros attendent depuis des dizaines de milliers d'années ces providentiels visiteurs d'un soir...

(le Point, 22 février 1997)

 

     Après la découverte de bien des trésors picturaux admirables (Lascaux 1940, Cosquer 1991, Cussac 2000, etc.), la mise au jour de l’extraordinaire grotte Chauvet qui date de l’Aurignacien (- 35 000 ans) montre la fantastique évolution des hominidés depuis les premiers australopithèques plusieurs millions d’années auparavant. Comme d’autres hominidés, Sapiens enterre ses morts (premières sépultures il y a 100 000 ans) mais dans un contexte ritualisé et particulièrement élaboré. Sa faculté de réflexion et d’abstraction lui permet également de laisser des traces picturales sur lascaux-imageles murs obscurs des cavernes, comme Néandertal certes, mais avec une richesse des couleurs et un art du dessin inégalés. Il crée des statuettes décoratives, embellit ses objets personnels, invente des parures en crocs ou en plumes tandis que les femmes se décorent de bijoux rudimentaires. Il s’extrait en somme du quotidien d’un monde de simple survie pour s’intéresser à autre chose. On comprend qu’il est le dernier maillon (pour l’instant) d’un long cheminement, commencé longtemps avant lui. Rapidement, en quelques milliers d’années, il domestique les animaux qui lui sont utiles, invente de nouvelles techniques, des outils, la transmission pérenne du savoir grâce à l’écriture et progresse peu à peu dans l’organisation sociale de ses communautés. L’éveil de la conscience humaine aura mis des centaines de milliers d’années mais, une fois apparue, cette dernière aura permis au seul Homo survivant de se développer rapidement jusqu’à occuper – et dominer – l’intégralité de la planète, à l’exception notable du continent antarctique.

 

 

Et après ?

 

     Homo sapiens, dernier représentant d’une longue lignée de préhumains aujourd’hui disparus, a conquis le monde et se pose alors une question essentielle : que va-t-il en faire ? Saura-t-il préserver l’environnement dans lequel il vit et les autres êtres vivants avec lesquels il le partage ? A l’aube de la civilisation cybernétique et numérique, il est encore bien trop tôt pour répondre. Disons simplement que les premiers éléments d’analyse ne sont pas vraiment rassurants.

 

 

 Sources

1. Wikipedia.org

2. http://www.hominides.com

3. Science & Vie, n° 1159, avril 2014

4. http://www.si.edu (Smithsonian, National Museum of Natural History)

5. www.irap.fr (Institut National de Recherches Archéologiques Préventives)

 

 

 

Images :


1. grande fresque de la grotte Chauvet (sources : www.hominidés.com)

2. monolithe du film "2001 : A Space Odyssey" (sources : blog.e-artplastic.net)

3. comparaison de crânes d'hominidés (sources : svt.marquion.pagesperso-orange.fr/)

4. australopithèques afarensis (sources : bv.alloprof.qc.ca)

5. Homo habilis (sources : www.abc.es/fotos-ciencia)

6. Homo erectus et le feu (sources : hominid.renecanales.com)

7. Homo erectus (sources : www.dn.pt/inicio/ciencia)

8. grotte Sima de los Huesos (sources : conoceatapuerca.blogspot.fr)

9. groupe de Néandertaliens (sources : www.lefigaro.fr/sciences)

10. fresque de la grotte de Lascaux (sources : www.deslettres.fr)

 (pour lire les légendes des illustrations, passer le pointeur de la souris dessus)

 

 

Mots-clés : homo sapiens / australopithèques / homo abilis / bipédie / langage articulé /aire de Broca / homo erectus / premiers outils / homo heidelbergensis / premières sépultures / grotte Sima de los Huesos / Neandertal / grotte Chauvet / aurignacien / grotte de Lascaux

(les mots en blanc renvoient à des sites d'information complémentaires)

 

Sujets apparentés sur le blog

 

1. Neandertal et Sapiens, une quète de la spiritualité

2. East Side Story, la trop belle histoire

3. les humains du paléolithique

4. la bipédie, condition de l'intelligence ?

5. domestication et Évolution

 

 

 

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Par cepheides - Publié dans : paléontologie
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Dimanche 13 avril 2014 7 13 /04 /Avr /2014 15:34

 

 univers-2.jpg

 

 

 

 

 

 

 

 

     Le sujet – immense s’il en est – de cet article est en réalité déjà contenu dans le blog puisque les différentes phases de la vie de l’univers ont été abordées les unes après les autres, à l’aune, évidemment, de nos connaissances actuelles. Récemment, toutefois, un lecteur me faisait remarquer que, à travers des articles parfois relativement spécifiques, il n’était pas si aisé que cela d’obtenir une vue d’ensemble de l’histoire de cet univers dont nous sommes une infinitésimale partie : il n’est donc pas vain de proposer une nouvelle approche plus globale, étant entendu que seront mentionnés chaque fois que possible les approfondissements présents dans les textes déjà publiés.

 

 

Le Big bang

 

     La question du début de notre univers passionna et divisa les scientifiques jusqu’à il y a peu, opposant les tenants d’un point originel, le Big bang, suivi d’une expansion à ceux qui croyaient à un univers stationnaire et en équilibre permanent. Aujourd’hui, grâce à des preuves indirectes indiscutables (la présence d’un rayonnement fossile et la preuve big-bang-carre-noir.jpgdu caractère expansionniste de cet univers), la théorie du Big bang n’est plus réellement remise en cause, confortant ainsi la géniale intuition de l’abbé Lemaître. Mais comment comprendre que la matière puisse provenir… de rien ? C’est la raison pour laquelle, nombre de cosmologistes imaginent volontiers que le début de notre univers correspond probablement à la fin d’un autre, voire à des univers multiples : c’est la théorie des multivers. Dans cette optique, il n’y a ni début, ni fin et le temps est éternel. Mais comment savoir puisque que notre physique ne s’applique plus aux tous premiers instants du Big bang ? La réponse n’est probablement pas à notre portée.

 

     Revenons à notre univers et à son début. Les équations nous le disent : son commencement est celui d’une sorte de minuscule soupe quantique où n’existe qu’une obscurité totale et où il n’y a encore ni gravité, ni espace, ni temps. Il subit tout d’abord une extraordinaire phase d’expansion, appelée « inflation cosmique », probablement très tôt, vers 10-35 seconde, luiinflation.jpg permettant de grossir énormément d'un seul coup (une très sérieuse preuve indirecte du phénomène a été apportée par de nouvelles observations le 17 mars 2014 1). L’univers du début est dans un état étrange où se mêlent matière (ou ce qui en tient lieu), espace et temps mais cela dure peu : jusqu’à 10-11 seconde car l’univers grossit en se dilatant. Qui dit expansion, dit refroidissement et se forment alors les premiers photons (les particules de lumière) que la densité de ce magma empêche néanmoins d’être libérés : de ce fait, la lumière reste intimement liée à la matière et l’obscurité toujours totale. La conséquence en est que la matière ne peut s’effondrer sur elle-même tandis que la lumière, prisonnière de cette matière, n’éclaire rien et, plus encore, empêche l’organisation de cette dernière qui n’aboutira donc que beaucoup, beaucoup plus tard aux étoiles et aux galaxies...

 

     Cet univers opaque et hyperdense continue néanmoins son expansion et donc son refroidissement. Signalons au passage que notre esprit a toujours tendance à se référer à ce qu’il connaît or nous vivons dans un monde matériel où l’espace-temps est l’élément principal. Difficile donc de comprendre que cette expansion de l’univers puisse se faire dans… rien. Pas dans du vide – il est fondamental de le souligner - mais dans rien… puisque l’univers crée l’espace au fur et à mesure qu’il grossit…

 

     Cette expansion dans l’obscurité va durer exactement 380 000 ans.

 

Pour en savoir plus :

* Big bang et origine de l’Univers

* avant le Big bang

* l’expansion de l’Univers

 

 

Et la lumière fut

 

     L’Univers s’étendant, il se refroidit. Lorsque sa température tombe aux alentours de 3000 degrés, un événement immense se produit : l’agitation des particules due à la chaleur ralentit et les électrons jusque-là englués dans la soupe primitive peuvent enfin se lier aux noyaux atomiques dans ce que l’on appelle la « recombinaison », libérant par contrecoup les photons dans une espèce de flash gigantesque qui provient de partout et va dans toutes les directions. L’Univers est devenu transparent et sort de l’obscurité totale. Longtemps, cette vision des prémices de l’Univers fut contestée, ses détracteurs arguant du fait qu’il ne s’agissait que d’une belle théorie sans l’ombre d’une preuve. Jusqu’en 1965, date à laquelle deux ingénieurs américains, Penzas et Wilson (prix Nobel en 1978 pour fond diffus cosmologique 2leur découverte) mirent en évidence (totalement par hasard comme souvent en science) le fond diffus cosmologique, résidu lumineux correspondant à ce flash de début. Du coup, les autres théories devinrent caduques, incapables d’expliquer le phénomène observé. Ajoutons que les progrès techniques se développant, les derniers satellites d’observation spécialisés nous ont donné d’extraordinaires images de ce flash, jusqu’à espérer, en analysant ses moindres variations, pouvoir interpréter visuellement ce qu’il s’est passé avant (notamment l’inflation évoquée plus haut) !

 

     Après être sorti brutalement de l’obscurité complète, l’Univers va y retourner quelque temps puisque, une fois dissipée cette première émission de photons, il n’existe pas encore de sources de lumière dans cet Univers déshabité. C’est la matière, elle aussi « libérée », qui va peu à peu s’organiser et sortir progressivement l’ensemble de la nuit. En effet, suite à cette première seconde d’existence, la soupe primordiale du début, mélange d’atomes, d’électrons et de photons agglomérés, a forcément présenté quelques irrégularités, des grumeaux d’origine quantique. La matière une fois libérée, ces grumeaux vont former des pôles d’hyperdensité qui vont attirer le reste de cette matière (en fait d’immenses filaments de gaz) et entraîner par concentration de celle-ci la formation des premières étoiles, les étoiles « primordiales » (dites de population III). Nous sommes alors à environ + 600 000 ans.

 

     Cette première génération d’étoiles n’est pas semblable à celle que nous connaissons aujourd’hui. Ce sont des géantes monstrueuses pouvant atteindre jusqu’ 1000 fois la taille du Soleil (alors que, de nos jours, les plus grosses dépassent difficilement 80 fois sa taille). Ces étoiles n’ont qu’une vie très courte en raison même de leurs dimensions : quelques millions d’années au plus, ce qui explique pourquoi elles ont complètement disparu de nos cieux actuels. Toutefois, ces étoiles primordiales sont d’une importance capitale car c’est en leur sein que furent fabriqués les premiers éléments lourds comme le fer, l’oxygène ou le carbone alors quegeante-bleue-Alcyon.jpg l’univers ne contenait jusque là que de l’hydrogène et de l’hélium : sans elles, aucune chance de voir apparaître nos mondes actuels et donc la Vie.

En explosant, les étoiles primordiales vont ensemencer l’Univers et provoquer la création de myriades d’étoiles plus petites mais aussi plus durables.

 

     Les étoiles primordiales ont un autre rôle très important : la réionisation. De quoi s’agit-il ? Nous avons dit que d’énormes quantités de gaz stagnaient dans l’univers. Les photons provenant des toutes nouvelles étoiles vont, en les heurtant, entraîner l’ionisation de ces nuages gazeux épars (c'est-à-dire que les atomes de gaz vont perdre ou gagner des électrons devenant ainsi des ions) et conduire à un univers parfaitement transparent. Ce nouvel état de clarté, une fois la réionisation terminée, se situe vers 1 milliard d’années.

 

     Les premières galaxies s’organisent, riches en étoiles nouvelles au point que, quelques milliards d’années plus tard, l’Univers, encore jeune, sera au sommet de son éclat.

 

Pour en savoir plus :

* fonds diffus cosmologique

* juste après le Big bang

* les premières galaxies

* les étoiles primordiales

* HD 140283, retour sur les étoiles primordiales

 

 

 

Une brillance maximale

 

     Après 5 milliards d’années de son existence, l’univers va se trouver au maximum de sa lumière. En effet, la naissance d’étoiles, sous l’effet de la gravitation dans les nuages de gaz galactiques, bat son plein. Des galaxies encore jeunes, riches en étoiles bleues, il va s’en créer des milliards, chacune contenant plusieurs centaines de milliards d’étoiles plus ou moins semblables à notre Soleil. Mais où va-t-il, cet univers ?

 

     L’univers, on l’a déjà dit, est en expansion mais en expansion jusqu’où, ou plutôt, jusqu’à quand ? Les astronomes en étaient persuadés : cette expansion allait se ralentir et peut-être même s’arrêter. Un peu comme un véhicule dont on a lancé puis coupé le moteur et qui continue sur sa seule force acquise. D’ailleurs, c’est bien ce qu’explique la théorie de la relativité générale d’Einstein. Arrêtons-nous-y un bref instant. Avec cette théorie (en réalité, plus qu’une théorie car démontrée par des preuves directes), l’univers est plat et soumis aux forces de la gravitation qui fait s’attirer les objets, des plus petits vers les plus grands. Einstein pensait que l’univers était stable et homogène. Du coup, pour que son modèle soit ainsi, il lui fallait introduire dans ses équations une force s’opposant exactement à la gravitation, une force qu’il appela « constante cosmologique » : alors, son univers était en équilibre. Plus tard, il jugea cette introduction comme « la plus grande erreur de sa carrière » mais il n’avait pas totalement tort. En effet, les scientifiques cherchèrent par la suite à « mesurer » le ralentissement de l’expansion de l’univers dû aux forces de gravitation et là, patatras ! Ils eurent beau faire et refaire leurs calculs, tous aboutirentExpansion_of_the_Universe-copie-1.jpg à la même conclusion : non seulement, l’expansion de l’univers ne ralentit pas mais, au contraire, elle s’accélère ! Mais comment est-ce possible ? Quelle est donc cette force qui s’oppose et même semble prendre le dessus sur la gravitation ?

 

Pour en savoir plus :

* théorie de la relativité générale

* les galaxies

* pulsars et quasars

 

 

Matière noire et énergie sombre

 

     A vrai dire, l’incohérence de certaines constatations ne date pas d’aujourd’hui. En réalité, en 1933, un astronome américain du nom de Zwicky qui étudiait des galaxies bien spécifiques trouva que celles-ci tournaient beaucoup trop vite sur elles-mêmes compte tenu de leur masse lumineuse observée. Il en avait conclu qu’il existait autre chose, une sorte de matière invisible seule à même d’expliquer le paradoxe en question. Comme souvent en science, il eut tort d’avoir raison trop tôt et ses observations furent négligées par la communauté scientifique. Ce n’est que bien plus tard, dans les années 70, qu’on se replongea dans les chiffres et ceux-ci sont formels : 23% de la matière sont concernés par des éléments sur lesquels nous ne savons rien et on appelle cette inconnue « matière noire ». Pis encore, les équations nous révèlent que 73% de l’univers sont représentés par une « énergie » que, faute de savoir ce qu’elle est, on matiere-noire-vs-energie-noire.jpgappelle énergie sombre. Du coup, la matière telle qu’on la connaît (du plus petit grain de sable à la plus gigantesque des étoiles) ne représente que 4% de l’univers. Voilà une notion qui fait désordre pour des scientifiques qui veulent « décrypter » le monde qui les entoure… mais qui explique parfaitement l’accélération de l’expansion de l’univers, l’énergie sombre contrebalançant avec succès les forces gravitationnelles.

 

Pour en savoir plus :

* matière noire et énergie sombre

 

 

Le retour vers la nuit

 

     Aujourd’hui, l’univers est âgé de 13,8 milliards d’années et notre Soleil brille dans notre galaxie, la Voie lactée, depuis environ 4,5 milliards d’années. L’univers s’étant beaucoup dilaté depuis les 5 à 7 milliards d’années où nous expliquions qu’il était à son maximum de lumière, nos cieux nocturnes sont probablement un peu moins lumineux qu’à cette époque. Il est néanmoins possible d’observer, grâce à des instruments performants comme le télescope spatial Hubble, des milliards de galaxies dans toutes les directions. Et ces galaxies sont d’autant plus jeunes qu’elles sont plus lointaines. Par exemple, dans ce que l’on appelle le « ciel lointain de Hubble », on peut voir des galaxies bleutées car riches en étoiles jeunes dont la lumière nous parvient seulement maintenant après avoir voyagé des milliards d’années à travers les espaces immenses du cosmos. Ces galaxies n’existent plus ou du moins pas comme nous les voyons aujourd’hui. D’ailleurs, si un habitant de ces galaxies pouvait observer la nôtre, il la verrait en ce moment comme elle était lors de sa prime jeunesse. Cela parce que l’espace est si étendu et que la lumière ne voyage qu’à environ 300 000 km/s.

 

     L’univers, a-t-on dit, est en expansion et celle-ci s’accélère. De ce fait, les galaxies s’éloignent donc de nous de plus en plus vite. Toutes ? Non, car il en existe certaines qui sont proches (relativement) de nous et pour celles-là la gravitation prédomine. Elles forment le « groupe local », un ensemble d’une cinquantaine de galaxies dont les deux plus grosses sont la nôtre et la galaxie d’Andromède située à environ 2,5 millions d’années-lumière de nous (la proche banlieue en termes galactiques). Cette dernière fusionnera avec la Voie lactée dans un peu plus de 3 milliards d’années. Mais les autres, celles qui ne font pas partie de notre groupe local ? Eh bien, elles s’éloignent inéluctablement, d’autant plus vite qu’elles sont plus loin comme en témoignent leurs spectres lumineux décalés vers le rouge par l’effet Doppler. Viendra un temps où l’univers sera si vaste et son expansion si rapide que la lumière de ces galaxies qui s’éloignent ne nous parviendra même plus !

 

     Dans un temps incommensurablement lointain, 100 milliards d’années, l’univers 7 fois plus vieux qu’aujourd’hui verra les galaxies des groupes locaux (le nôtre et ceux des galaxies plus lointaines) fusionner pour ne plus former à chaque fois qu’une gigantesque supergalaxie. La Terre aura depuis longtemps disparu mais s’il existe un observateur sur une planète de super-galaxy_1280x800-0102.jpgce temps là, il verra dans son ciel à peu près autant d’étoiles que nous en voyons aujourd’hui. En revanche, ses instruments d’optique auront beau scruter au-delà de sa supergalaxie, ils ne distingueront rien de plus : les autres supergalaxies seront hors de portée. Cet observateur se retrouvera alors dans la situation dans laquelle nous étions vers les années 1920 : il aura l’impression que rien n’existe en dehors de sa galaxie mais lui n’aura plus aucun moyen de rectifier son jugement. Comment pourra-t-il alors interpréter l’univers alors que le fond diffus cosmologique ne sera pratiquement plus perceptible tant il aura été atténué par l’éloignement ?

 

     Puis viendra ensuite le temps où les étoiles n’auront plus suffisamment de matière pour se former si ce n’est, exceptionnellement, qu’à partir de la fusion de quelques naines brunes qui ne sont que des étoiles avortées. L’espace continuant à se dilacérer, même la matière disparaîtra ou sera absorbée par les derniers trous noirs centraux des dernières supergalaxies… Ne subsistera plus que le vide immense d’un espace sans matière.

 

     Il existe pourtant un scénario alternatif dont nous ne savons pas s’il est envisageable puisque nous n’avons aucune idée de ce qu’est et ce que pourrait devenir cette matière noire. Effectivement, si la force de cette dernière venait à diminuer, la gravitation reprendrait certainement son influence. Dans cette éventualité, l’expansion de l’univers ralentirait puis stopperait pour, enfin, s’inverser : les galaxies se rapprocheraient à nouveau les unes des autres jusqu’à peut-être, après des milliards et des milliards d’années, finir par fusionner avant que la matière se condense et se replie sur elle-même dans ce que l’on appelle le « Big crunch », exact décalque inversé du Big bang. Nous ne pouvons donc pas encore savoir ce que sera ce lointain avenir mais que l’on se rassure toutefois : il s’agit  de projections théoriques qui, en aucun cas, ne peuvent nous concerner. Nous parlons en effet de dizaines de milliards d’années alors que, de toute façon, l’espérance de vie d’une espèce de mammifères comme homo sapiens ne se compte – au mieux – qu’en quelques dizaines de millions d’années. S’il ne s’est pas, d’une manière ou une autre, autodétruit auparavant.

 

 

 

les ondes gravitationnelles mises en évidence en mars 2014 :

... Les théo­riciens prévoient que les ondes gravitationnelles primordiales, si elles existent, ont perturbé la lumière originelle, émise il y a 13,8 milliards d'années, en lui imprimant une polarisation particulière, c'est-à-dire une façon d'osciller extrêmement caractéristique. Comme nous baignons toujours dans ce rayonnement, qui s'est considérablement refroidi avec le temps, il est possible de l'étudier. Nous avons donc braqué un radiotélescope au pôle Sud sur une petite portion de ciel très propre afin d'étudier avec précision la polarisation de ce rayonnement fossile. Et nous avons trouvé le signal que nous espérions ...

... Leur origine (des ondes gravitationnelles, ndlr) est liée à un moment clé de la naissance de l'Univers. Une fraction de seconde après le big bang, l'Univers a connu une phase d'expansion extrêmement rapide. Pendant un milliardième de milliardième de milliardième de seconde, l'Univers a grossi d'au moins un million de milliards de milliards de fois. Ce sont des chiffres qui échappent totalement à l'imagination. La plupart des physiciens, moi y compris, peinons à nous représenter de telles échelles. Nous comprenons ce que nous disent les mathématiques, mais cela reste difficile à appréhender avec nos sens. Pendant cette période, appelée «inflation», les paires de particules et d'antiparticules qui apparaissent et s'annihilent en principe instantanément dans le vide quantique ont été séparées par cette dilatation extrêmement brutale de l'espace-temps. Cela s'est notamment produit pour le graviton, la particule hypothétique qui véhicule la gravité, et son antiparticule, l'antigraviton. C'est ce mécanisme d'arrachement qui serait à l'origine des ondes gravitationnelles ...

 

(extraits de l'interview accordée le 18 avril 2014 au journal le Figaro par Clement Pryke, un des deux codécouvreurs des ondes gravitationnelles résiduelles le 17 mars 2014)

 

 

 

Sources :

1. Wikipedia France

2. Science & Vie, Hors Série n°266, mars 2014

3. Encyclopediae Universalis

4. Encyclopediae Britannica

 

 

 

Images :

1. l'Univers (source : favim.com)

2. carré noir (source : www.cocqsida.com/mediatheque)

3. expansion de l'univers et inflation (source : drericsimon.blogspot.com)

 4. fond diffus cosmologique (source : cieletespace.fr)

5. géante bleue (source : fr.wikipedia.org)

6. expansion de l'univers (source : en.wikipedia.org)

7. composants de l'univers (source : www.terre-univers.be)

8. supergalaxie (source : www.wallpaperstop

(pour lire les légendes des illustrations, passer le pointeur de la souris dessus)

 

 

 

 
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mise à jour : 5 mai 2014

Par cepheides - Publié dans : astronomie
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Mardi 11 mars 2014 2 11 /03 /Mars /2014 17:56

 

 

 Scorpion-Empereur-04.jpg

 

 

 

 

 

 

     En dépit de l’intitulé de l’article, nous ne parlerons bien sûr pas du pasteur incarné par Robert Mitchum dans le film du même titre et de son angoissante poursuite à travers les USA des deux enfants dont il a assassiné la mère. En fait, nous allons nous intéresser à d’autres chasseurs de la nuit, ceux de la prédation nocturne (assez différente comme on le verra de celle, mieux connue, qui se déroule en plein jour) ou, pour être plus précis, nous allons essayer d’identifier les contraintes de milieu et les solutions trouvées par les animaux ayant fait leur spécialité d’une vie dans l’obscurité. Poussés par des obligations géographiques, climatiques, de pure concurrence ou d’adaptation à une niche écologique, certains de ces animaux ont été amenés au cours de l’Évolution à trouver des solutions parfois très astucieuses. Bien entendu et comme toujours, cela leur a pris des centaines de milliers d’années pour, grâce à la sélection naturelle, déterminer la réponse appropriée à leurs problèmes spécifiques.

 

 

la prédation nocturne

 

     Par définition, il s’agit de l’action des prédateurs durant la nuit. Toutefois, il en existe bien des nuances. On oppose ainsi la prédation strictement nocturne (action dans l’obscurité complète) à la prédation crépusculaire (fort variable en durée selon les latitudes) puisque certains animaux chassent préférentiellement au lever du jour et à la tombée de la nuit. La prédation nocturne complète peut être induite par un milieu (poissons des profondeurs marines, animaux vivant en permanence dans des grottes sans lumière et géographiquement isolées) ou par un comportement (animaux dormant le jour et chassant la nuit). De la même façon, il convient de distinguer la prédation nocturne permanente de certains animaux par loups4.jpgrapport à celle qui varie selon les saisons (ours blanc en milieu polaire) ou les conditions locales (dans cette catégorie signalons, par exemple, la prédation nocturne du loup lorsqu’il y a présence humaine alors que, naturellement, cet animal est un prédateur diurne). Et, bien sûr, il existe des prédateurs « mixtes » comme la musaraigne, aussi active de jour que de nuit.

 

     Quoi qu’il en soit et contrairement à ce que croient beaucoup de gens, la prédation nocturne est très répandue et est pratiquée par la presque totalité des rongeurs, les trois-quarts des marsupiaux et la grande majorité des 1200 espèces de chauve-souris dont on a déjà dit qu’il s’agissait des mammifères les plus nombreux sur notre planète. Les foret-nuit-etoile-550x309.jpgprimates ne rechignent pas à ce type de chasse (1 sur 5 environ) et même quelques oiseaux en sont adeptes comme on le verra par la suite. Rappelons pour mémoire que les premiers mammifères étaient tous des prédateurs nocturnes, un état qui ne cessa pour la plupart d’entre eux qu’avec la disparition des dinosaures il y a 65 millions d’années !

 

     Quelles peuvent donc être les raisons de ce choix en apparence plus difficile à assumer ? La première explication tombe sous le sens : vivre la nuit, c’est échapper… à ses propres prédateurs, l’obscurité permettant (en principe) de mieux se cacher. Mais ce n’est pas tout : choisir la nuit, c’est également fuir certains milieux particulièrement éprouvants de jour et on pense alors à l’écrasante chaleur du désert qui explique la prédation nocturne du scorpion. C’est aussi – et peut-être surtout – le souci de limiter la compétition avec les espèces diurnes pour l’eau et les territoires de chasse : un partage de raison en somme…


     Selon le type de prédation nocturne choisi par un animal, il lui est indispensable, pour repérer et se saisir de ses proies, de disposer d’armes spécifiques et on verra que certaines d’entre elles sont tout à fait étonnantes.

 

 

Différents types d’adaptation

 

     L’Évolution a permis l’apparition de multiples adaptations pour une prédation nocturne maximisée et on peut dire que, quelle que soit la niche écologique envisagée, il existe toujours une réponse. Bien sûr, pour chacun des cinq sens connus, des solutions adaptées ont été trouvées pour survivre la nuit mais pas seulement puisque nous verrons également, développées par certains animaux, des facultés réellement étranges… mais tout aussi efficaces !

 

* la vue : à tout seigneur, tout honneur, il s’agit à l’évidence du sens auquel, nous autres humains, pensons en premier parce que nous sommes particulièrement mal adaptés à la vie nocturne. Éliminons d’emblée les sites à obscurité totale et permanente (nous y reviendrons) puisque leurs habitants n’ont pas besoin d’yeux (source de fragilité et d’infection, ils sont volontiers recouverts d’une épaisse membrane quand ils n’ont pas tout simplement disparu), des yeux qui, de toute façon, ne pourraient pas capter de lumière d’où leur involution presque généralisée conduisant à des espèces aveugles compensant par d’autres moyens…


     A l’extérieur, en revanche, la nuit, l’obscurité n’est jamais totale : lune, étoiles, réverbérations diverses font qu’il peut être très intéressant pour  tarsier.jpgun prédateur de disposer d’un organe visuel performant. Le champion toutes catégories est ici un petit animal appelé tarsier qui est le plus petit primate du monde, pas plus haut qu’une main d’adulte : ses yeux sont énormes par rapport à sa taille (5% de son poids total) et peuvent donc capter bien plus de lumière, d’autant qu’il ne voit plus vraiment les couleurs, cette « régression » lui permettant de mieux distinguer la nuit ses proies, les insectes.


     Plusieurs espèces animales ont évolué dans ce sens (certaines araignées, la chauve-souris roussette) : citons le hibou grand-duc qui, avec une taille de moins de 75 cm, a des yeux aussi gros que les humains mais voit bien mieux qu’eux. Ses yeux sont si volumineux pour sa taille qu’il ne peut les faire bouger dans leurs orbites mais, heureusement pour lui, il possède un cou si flexible qu’il peut voir à 270° : malheur à la souris qui se faufile entre les herbes !


     D’autres moyens d’adaptation à la vision nocturne ont été trouvés parchat pupilles verticales les prédateurs. Certains, comme le chat, le loir, plusieurs espèces de renards ont des pupilles verticales. L’intérêt ? Dilatée dans l’obscurité, ce type de pupille se referme en pleine lumière, évitant l’éblouissement et permettant une meilleure perception des détails en plein jour.


     Ailleurs, certaines espèces ont sacrifié une bonne perception des couleurs en développant surtout leurs bâtonnets, ces cellules de la rétine, afin de retenir essentiellement les nuances de gris : c’est un type de vision qui convient le mieux aux animaux comme le chat (ou la chauve-souris roussette) traquant le mouvement, par opposition à ceux qui cherchent à repérer des objets fixes (comme une cerise dans un arbre) nécessitant alors une bonne discrimination des couleurs (oiseaux).


     Enfin, signalons, dans ce paragraphe consacré à la vision, la présence d’une membrane oculaire spéciale chez le chien, le loup, le hibou, le dauphin, etc. qui amplifie la lumière : c’est la raison pour laquelle, sur une photo, les yeux d’un chien brillent comme des phares ! Le chat possède aussi cette membrane : associée aux caractères nocturnes déjà évoqués pour lui, on comprend pourquoi ce félin est un chasseur redoutable la nuit.

 

* le toucher est également important pour celui qui ne peut pas bien voir : le scorpion, par exemple, est pratiquement aveugle et sourd mais il possède une arme redoutable. Cet animal peut en effet détecter les vibrations même infimes du sol car les extrémités de ses pattes sont garnies de petits organites sensoriels ; il effectue alors une sorte de triangulation avec ses membres et repère l’endroit d’où provient le mouvement (sensibilité jusqu’à 20 cm en surface et 50 cm en profondeur). Il se jette ensuite sur sa proie avec une précision démoniaque. Les mygales procèdent d’une façon identique (enregistrant de plus les déplacements d’air), héritières qu’elles sont des araignées à toiles qui enregistrent les vibrations de leurs pièges mortels. La guêpe d’Amérique du sud le sait d’ailleurs bien, elle qui va « piétiner » devant l’antre de la mygale pour la faire sortir et l’immobiliser avec son dard (si elle est assez rapide) pour qu’elle serve ensuite de repas progressif à ses petits…


     Une variante de cette sensibilité du toucher concerne les rongeurs, le cheval, le phoque, les félins (et donc encore le chat) : des moustaches extraordinairement sensibles, au toucher bien sûr mais aussi aux mouvements de l’air… dus au déplacement d’une proie potentielle.

 

* l’ouïe : « quand on ne sait pas voir, il faut écouter » dit le bon sens chouette.jpg populaire. De nombreux animaux ont mis en pratique cet adage. La chouette, par exemple, bien qu’elle ait de grands yeux, se sert essentiellement de son ouïe pour repérer ses proies : celle-ci est si aiguisée que l’oiseau peut localiser une souris se faufilant dans des herbes hautes au cœur de la nuit la plus noire. De plus, ses oreilles, cachées sous un lit de plumes, sont asymétriques, la droite étant située plus haut que la gauche permettant ainsi une sorte de triangulation sommaire bien utile. Son cousin le hibou possède la même faculté ainsi que nombre d’insectivores à la vue basse (taupe, hérisson)… de même que le renard, ce qui explique pourquoi ce dernier est si difficile à attraper par l’homme.


     Capacité voisine de l’ouïe, l’écholocation est pratiquée par les chauves-souris insectivores ; elle consiste à émettre des ultra-sons et à en analyser l’écho : l’animal est alors instantanément capable de situer une proie même volante en estimant jusqu’à sa vitesse de progression. Certains cétacés et oiseaux (martinet) possèdent également cette faculté, quoique à un stade plus rudimentaire.

 

*  autre sens hyperdéveloppé chez certains prédateurs nocturnes : l’odorat. Cette faculté concerne les amphibiens, les lézards et les reptiles. Un lézard venimeux d’Amérique du nord, le « monstre de Gila », lent et massif, vivant dans les déserts et les garrigues, est capable de sentir ses proies… avec sa langue. Son organe de l’odorat est en effet situé au bout de celle-ci ce qui lui permet de repérer ses proies, par exemple des œufs,Dragon-Komodo-Komodo-Indo-AR-535.jpg jusqu’à 15 cm de profondeur et même de suivre leur trace s’ils ont été bougés. Un autre lézard, le varan géant appelé dragon de Komodo, est capable, lui, de repérer des proies jusqu’à 4 km parce qu’il avance en balançant la tête de droite et de gauche, langue tirée, pour étudier  les molécules de l’air. On comprend que de telles techniques de chasse peuvent remplacer efficacement la vue ou l’ouïe !

 

*  certaines adaptations sont très étonnantes


     Au-delà de la transformation des organes sensoriels classiques, certaines espèces ont développé des facultés originales – et parfois même étranges – mais le but est toujours le même : disposer d’un avantage sur les autres créatures de la nuit.

 

. la thermoréception : grâce à des organes spécifiques, certains animaux sont capables de détecter des sources de chaleur dans la nuit totale. crotal_diamentin.jpgCette capacité concerne certains serpents comme les boas, les pythons et le crotale mais aussi la chauve-souris vampire. La proie est ici repérée par des capteurs à infrarouge (sensibles au millième de degré près) et un animal à sang chaud, même tapi au fond d’un trou, ne peut échapper au serpent qui s’avance inexorablement vers lui. Notons que la chauve-souris vampire, quant à elle, se sert de ses détecteurs de chaleur pour identifier sur la proie la position exacte des vaisseaux sanguins et y planter ses crocs ce qui est son objectif final.

 

. L’électroluminescence : profiter de l’obscurité pour y briller semble le but de ces animaux. Sous nos climats existe la luciole dont on peut, par les belles nuits d’été, apercevoir dans les buissons la chaude lumière jaune-vert ; c’est grâce à cette luminescence, en fonction d’une intensité et d’un rythme donnés pour chaque espèce, que les femelles peuvent choisir un mâle. Attention toutefois : une espèce particulière de lucioles imite les clignotements d’autres espèces pour attirer leurs mâles et les dévorer. Comme quoi rien n’est jamais simple dans la Nature !


     Ailleurs, l’électroluminescence sert réellement à tromper : un poisson des profondeurs océanes (-3000 m), Chaenophryne longiceps, en forme de boule et d’un noir de jais, possède un leurre luminescent qu'il brandit au bout d'une tige membraneuse devant sa gueule béante aux dents acérées ; chaenophryne-longiceps.png les proies se précipitent vers ce phare dans la nuit noire sans voir la bouche du prédateur derrière. Ce poisson est d’ailleurs très spécial et je ne résiste pas à l’envie de vous raconter son mode de reproduction bien particulier. Le mâle est ici beaucoup plus petit que la femelle et il passe son temps à la chercher ; il la repère  grâce à son odorat très développé et se colle à elle en la mordant et en libérant de ce fait une enzyme qui dissout sa bouche et la partie mordue de la femelle : les deux animaux fusionnent alors leurs systèmes sanguins et le mâle se met à mourir lentement en se dissolvant progressivement, d’abord les organes digestifs, puis le cerveau, les yeux, ne laissant au final qu’une paire de testicules qui libèrent alors le sperme. Bizarre, vous avez dit bizarre ?


     Le poisson hachette nage, quant à lui, vers 300 m de profondeur, limite de pénétration de la lumière naturelle. De ce fait, vu par en dessous, ce poisson expose sa silhouette et il pourrait alors être repéré par un prédateur. Pas de problème : des cellules spéciales appelées photophores « s’allument » sur son ventre et accommodent un éclairage identique à la lumière (presque résiduelle) qui vient de plus haut ; une illusion et une cachette parfaites !

 

. l’électrosensibilité : ce phénomène existe surtout chez les poissons et consiste à générer un petit champ électrique qui permet de se guider dans les eaux obscures de la nuit ; le poisson repère alors les obstacles sur son chemin mais aussi les proies éventuelles qu’il va pouvoir chasser. Portée à son maximum, cette faculté est l’apanage du poisson trompette (Ramphichthys rostratus)  qui émet de très brèves impulsions entrecoupées par des intervalles 10 fois plus longs ; il reçoit en retour les variations du champ électrique ambiant analysées par des cellules spéciales disposées sur l’ensemble de son corps et peut ainsi interpréter la présence de congénères… ou de proies. Près de 500 espèces de poissons sont connues pour posséder ainsi une sensibilité particulière aux variations de champ électrique.

 

. terminons cette énumération de tous les artifices inventés par l’Évolution pour permettre la survie en univers hostile (dans la Nature, il l’est toujours) par un petit animal qui vit dans les prairies de chez nous, le bousier. Ce coléoptère passe son temps à transporter des excréments bousier.jpg dont il fait même son terrier. On peut voir les difficultés que cette petite bête a à transporter sa « boule » le plus souvent bien plus grosse que lui dans l’excellent film « Microcosmos » sorti sur les écrans il y a quelques années. Mais comment fait-il pour se diriger toujours en droite ligne ? Eh bien, il se fie aux étoiles ou plus exactement à la position de la Voie lactée. En effet, plusieurs études ont montré qu’il suivait sa route parfaite même en l’absence de la lune. Il faut un ciel particulièrement couvert pour que le bousier perde la régularité de son épopée nocturne. Ce n’est pas le seul animal à se servir du ciel pour se guider : les oiseaux migrateurs sont bien connus pour posséder cette capacité et, depuis peu, on sait que c’est également le cas des phoques.

 

     On a pu constater au cours de ce petit tour d’horizon de la prédation nocturne combien la Nature est ingénieuse et a permis au fil du temps la juxtaposition de bien des techniques de chasse… ou de dissimulation car, bien sûr, les unes ne vont pas sans les autres.

 

 

Nocturne ou diurne, la prédation est le moteur de la Vie

 

     La prédation est indispensable à la vie puisque celle-ci est une compétition permanente entre les différentes espèces d’êtres vivants. Dans la nature, il n’existe ni compassion, ni clémence, ni justice, jamais ! Ces « bons sentiments » ne sont que des notions spécifiquement humaines. En réalité, dans la Nature, c’est le mieux adapté ou le plus chanceux qui survit. La nuit n’échappe bien sûr pas à la règle et il s’y développe autant de luttes farouches que le jour : seules les techniques diffèrent quelque peu puisqu’il faut ici s’avoir s’adapter à l’obscurité. Puisque tout prédateur est celui d’un plus faible mais la victime potentielle d’un plus fort, les « solutions » trouvées par l’un ou par l’autre pour disposer d’un avantage évolutif sont chaque fois contrebalancées par des adaptations contraires, des sortes de « contre-mesures » naturelles qui permettent d’échapper autant que faire se peut à la prédation de l’autre. Des espèces qui ne se seraient pas soumises à cette course sans fin vers toujours plus d’armement ne sauraient survivre. D’ailleurs, lorsqu’on prend le temps d’y réfléchir, on comprend qu’elles ont déjà disparu : ne subsistent à ce jour que les mieux adaptées, le jour comme la nuit.

 

 

 

sources

 

1. Science & Vie, HS n° 266, mars 2014

2. www.oiseau-libre.net

3. Wikipedia.org

4. www.animaniacs.fr

5. www.linternaute.com

6. www.bestioles.ca

 

 

images

1. scorpion (source : one360.eu)

2. meute de loups (source : humour-canin.com)

3. forêt étoilée (source : blogdumoderateur.com)

4. tarsier (source : en.wikipedia.org)

5. chat (source : fremalo0680.canalblog.com)

6. chouette (source : carte-france.info)

7.varan (dragon de Komodo) (source : chloechappuis.blogspot.com)

8. crotale (source : jfbalaize.free.fr)

9. chaenophryne longiceps (source : en.wikipedia.org)

10. bousier (source : margincall.fr)

 (pour lire les légendes des illustrations, passer le pointeur de la souris dessus)

 

 

mots-clés : tarsier - électrolocation - dragon de Komodo - thermoréception - électroluminescence - sélection naturelle - avantage évolutif

(les mots en blanc renvoient à des sites d'information complémentaires)

 

 

sujets apparentés sur le blog

1. l'oeil, organe-phare de l'Évolution

2. indifférence de la Nature

3. comportements animaux et Évolution

4. l'agression

5. superprédateurs et chaîne alimentaire

 

 

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Par cepheides - Publié dans : paléontologie - Communauté : Les fossiliens
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Samedi 8 février 2014 6 08 /02 /Fév /2014 19:30

 

 mustangs2.jpg

 

 

 

 

     Dans le célèbre film de John Huston, « les désaxés » (the misfits, 1961), Clark Gable avait fait de la capture des chevaux sauvages son métier au grand désespoir de Marylin Monroe qui trouvait particulièrement cruel de priver de liberté les derniers mustangs (pour accessoirement les convertir en nourriture pour chiens). Depuis, la législation américaine a évolué et les mustangs sont à présent protégés : il en reste un peu moins de 100 000, pour la moitié d’entre eux dans l’état du Nevada. Ces chevaux sont les descendants de générations retournées à l’état sauvage bien des années auparavant et ayant survécu malgré les conditions parfois très dures de leur nouvel environnement. Dans un sujet précédent, nous avions évoqué la domestication par l’homme de nombreuses espèces animales : il s’agit ici du chemin exactement inverse. On peut certainement s’étonner de l’adaptation d’animaux jusque là hyperprotégés à des milieux forcément hostiles et se demander si de tels phénomènes sont fréquents…

 

 

Des cas plus fréquents qu’on ne le croit

 

     Le retour à l’état sauvage de nombreux animaux ne date pas évidemment pas d’aujourd’hui. De nos jours, toutefois, deux éléments supplémentaires sont à prendre en compte : d’abord le rétrécissement inévitable des territoires « possibles » pour ce retour et cela du fait de l’expansion humaine qui se fait de plus en plus pressante et, par ailleurs, la plus grande facilité des transports sur de longues distances en rapport avec les progrès techniques. Ces deux éléments sont en apparence antagonistes mais le premier est probablement plus important que le second. Quoi qu’il en soit, il faut souvent assez peu de temps (en termes d’évolution) pour voir des populations entières d’animaux revenir à leur état ancestral en s’organisant véritablement. Prenons quelques exemples :

 

 

* les mustangs du Nevada

 

     Revenons sur nos mustangs déjà évoqués. La légende veut qu’ils soient les descendants des chevaux amenés dans le nouveau monde par lesmustangs conquistadors auxquels se seraient ajoutés les chevaux en surplus à la fin de la guerre de sécession. Ce qui est certain, c’est qu’ils ont assez rapidement prospéré puisqu’on en comptait jusqu’à un million au début du XXème siècle. Comme cela est très bien raconté dans le film que j’ai cité en début de sujet, leur nombre a progressivement diminué jusqu’à s’établir à un chiffre d’environ 100 000 à présent qu’ils sont protégés.

 

     Ce qu’il est intéressant de noter (et on le verra pour d’autres espèces), c’est que l’organisation de ces chevaux a très vite copié celle de leurs congénères sauvages. Ces animaux étant particulièrement robustes et très indépendants, ils errent par petits groupes d’une quinzaine d’individus entrainés par un étalon, souvent aidé de la jument la plus âgée. Bien entendu, les jeunes mâles qui sont rejetés du groupe lorsqu’ils atteignent 3 ans et se retrouvent par force solitaires, viennent régulièrement disputer le harem au mâle dominant. Bref, rien que de très classique dans la Nature.

 

     On peut d’ores et déjà se poser une question : le fait de retrouver une structure de groupe ancestrale est-elle d’origine génétique, un patrimoine en partie caché jusque là par la domestication ou ne s’agit-il que d’une conséquence de la vie sauvage elle-même qui n’autoriserait en fin de compte que ce genre d’organisation ?

 

 

* le dingo d’Australie

 

     Dans tout le sud-est asiatique vivent des chiens retournés à l’état sauvage. Nombreux il y a quelques années, ils ne subsistent plus de nos jours que dans quelques poches forestières résiduelles. On les trouve également en Australie où on les appelle les dingos (un nom emprunté à la langue des aborigènes) tandis que, en Nouvelle-Guinée, existe une variété de dingos appelés chiens chanteurs (en raison de leur vocalises bien spécifiques).

 

     Les dingos peuplent surtout le nord de l’Australie car le gouvernement de ce pays a construit pour eux la plus longue barrière du monde, ladingo.jpg « dingo fence », longue de près de 5 400 km. Il autorise également leur chasse en rémunérant les peaux (50 $ chacune) reproduisant ainsi la grossière erreur déjà commise avec le thylacine (ou chien marsupial) qui a été exterminé dans les années 1930.

 

     Il s’agit là d’un contre-sens car le dingo, s’il est opportuniste et attaque ce qu’il trouve (jusqu’à des chevaux ou des kangourous quand il est en meute), est un animal plutôt craintif qui vit aussi loin de l’Homme qu’il le peut. Très rapide (pouvant faire des pointes à 60 km/h), il lui arrive de se déplacer de plus de 20 km chaque jour. Souvent, quand des attaques proches des humains concernent des canidés, il s’agit plutôt de chiens retournés plus récemment à l’état sauvage – donc relativement plus habitués à la présence humaine – dans ce que l’on appelle le marronnage (ou féralisation) sur lequel nous reviendrons.

 

     Le dingo est un animal solitaire sauf que, comme ses ancêtres les loups, il peut vivre (et chasser) en meute ce qui est notamment le cas à la saison des amours qui a lieu pour lui une fois par an : exactement comme les loups et à la différence des chiens. Ce que certains scientifiques rattachent à une dimension génétique réapparue lors de l’ensauvagement.

 

 

* les chats et chiens errants des pays industrialisés.

 

     Les chats, on le sait bien, sont restés d’excellents chasseurs. Même parfaitement nourris par ceux qui pensent être leurs maîtres, ils continuent à guetter l’oiseau ou le petit rongeur qui a le malheur de croiser leur route. chat-chasseur.jpgC’est dire que, rendus à une liberté totale, ils n’ont aucune peine à survivre en solitaires ! Aux USA, il existe plus de 50 millions de chats errants (pour 90 millions de chats « domestiques ») qui, livrés à eux-mêmes, font un véritable carnage parmi les oiseaux, les rats, souris, lapins, serpents, lézards et autres grenouilles… Les américains estiment que plus de 3 milliards d’oiseaux et 7 milliards de petits mammifères succombent sous leurs griffes chaque année !

 

     Les chiens retournés à l’état sauvage ne sont pas en reste. Ils se réunissent alors en meutes qui ne sont pas sans rappeler celles des loups, avec un mâle dominant et des chasses en commun lorsque les déchets abandonnés par les humains ne leur suffisent plus. Dans certaines villes, ils vont jusqu’à provoquer de véritables catastrophes comme récemment à Bucarest, en Roumanie, où des hordes de chiens à demi-sauvageschien-sauvage.jpg terrorisaient les passants. Les autorités locales ont dû prendre de sévères mesures pas toujours comprises des populations locales pour y mettre fin. Le même phénomène s’est produit il y a une vingtaine d’années sur l’île de la Réunion où des cohortes de « chiens jaunes » provoquaient saccages et accidents de la route à répétition. Là-aussi, les autorités durent intervenir pour diminuer ces populations de canidés devenues incontrôlables, parfois au grand dam de certains habitants qui trouvaient les mesures trop radicales.

 

     Il n’existe pas en France métropolitaine de chiens retournés totalement à l’état sauvage mais tout au plus des animaux abandonnés par leurs maîtres et ayant appris à survivre seuls. Leur « ensauvagement » est alors à mi-parcours entre le statut du chien domestique et celui du chien sauvage. Comme s’il fallait une ou deux générations pour « gommer » vraiment la domestication…

 

 

* les mouflons corses

 

     Le mouflon, on le sait bien, est l’ancêtre du mouton. En Corse, c’est le processus inverse qui s’est produit : des moutons échappés à des éleveurs et retournés à l’état sauvage ont donné naissance à des hardes de chacune une quinzaine de mouflons (certains portant à nouveau des cornes). Ces animaux, très craintifs, se réfugient dans les forêts ou les secteurs mouflon-corse.jpg escarpés si bien qu’il est difficile pour un humain de les apercevoir. Ils se sont parfaitement adaptés à leur habitat sauvage au point que l’Homme a réussi à en introduire dans d’autres endroits comme dans les Alpes, la baie de Somme, voire les îles Canaries…

 

 

* Les impasses de l’ensauvagement

 

     Il ne faudrait pourtant pas croire que tous les animaux domestiques peuvent ainsi être réadaptables à un milieu totalement sauvage. Certaines pratiques de domestication ont rendu biologiquement impossible pour certaines espèces de se passer de la présence humaine. Sans forcément insister sur des cas extrêmes comme certaines familles de vaches qui ne chien-yorkshire.jpg peuvent mettre bas que par césarienne, pensons plutôt aux petits chiens comme les chihuahuas, yorkshire et autres caniches nains que leur petite taille désavantagerait fortement vis-à-vis de prédateurs plus imposants tandis que leur fragilité constitutionnelle les empêcherait de capturer les proies indispensables à leur alimentation carnassière…

 

     Quoi qu’il en soit, ce retour à la vie sauvage, cet « ensauvagement », est souvent possible et surtout remarquablement rapide. Là où il a fallu, comme on l’a déjà signalé dans un précédent sujet, bien des années et beaucoup de patience pour « domestiquer » certaines espèces animales (avec, parfois, des échecs retentissants pour d’autres), on s’aperçoit qu’il suffit de quelques générations pour aboutir à nouveau à un ensauvagement, difficile ensuite à inverser. On parle alors de « marronnage », par analogie avec les esclaves échappés de jadis qui étaient alors appelés « marrons », ou bien de féralisation, ce terme provenant du latin fera (animal sauvage) par l’intermédiaire de l’anglais « feral » (« on entendait la nuit les miaulements des chats féraux », a écrit le poète).

 

 

Quelles sont les causes de l’ensauvagement ?

 

     Elles peuvent certainement être volontaires de la part de l’Homme. Une partie des mustangs que nous évoquions plus haut viennent aussi de chevaux relâchés dans la Nature par leurs propriétaires incapables de les nourrir : à chaque crise économique, on voit ainsi leur cheptel s’accroître (et les autorités américaines confrontées à la nécessité de réguler leur nombre). Signalons au passage que certaines domestications ne vont jamais jusqu’au bout de façon totalement délibérée : par exemple, les rapacesfauconjpg.jpg élevés en captivité sont gardés à l’état semi-sauvage afin qu’ils ne perdent pas leurs instincts de chasseurs. Ailleurs – mais c’est bien plus triste – les chiens élevés dans le but de combattre sont « conservés à l’état presque sauvage » et « stimulés » en conséquence (il s’agit là bien sûr d’une pratique condamnée par la Loi mais l’homme étant ce qu’il est…).

 

     Le plus souvent toutefois, il s’agit d’actes involontaires qui concourent à relâcher dans la Nature des populations d’animaux domestiqués.

 

     On comprend, par exemple, que les guerres (et leurs ruines abandonnées) et d’une façon générale les troubles divers (les pandémies, il y a quelques siècles) contribuent à cette dissémination. De la même façon, les catastrophes naturelles, en faisant tomber les barrières érigées par l’Homme, autorisent cette diffusion : on cite souvent les poules de la Nouvelle-Orléans qui, à l’occasion du passage de l’ouragan Katrina, se sont échappées de leurs poulaillers ; on peut encore les voir voleter en grand nombre dans certaines rues de la ville aujourd’hui…

 

     Toutefois, le cas le plus fréquent est probablement l’insuffisance de surveillance des cheptels domestiques. Nombre d’animaux s’échappent de leur confinement d’élevage, à moins que plus simplement encore, ils soient importés volontairement ou non par l’Homme lui-même comme les chats ou les lapins en Australie. Ces « erreurs humaines » peuvent entraîner de véritables catastrophes : c’est le cas de ces saumons d’élevage en Norvège, échappés lors de tempêtes plus violentes que la moyenne, et qui, bien que peu adaptés à la vie sauvage, ont réussi par leur nombre à submerger et coloniser des rivières entières.

 

 

La domestication par l’Homme n’est pas irréversible

 

     La domestication – contrairement à ce que pensent bien des gens – n’a, au début, jamais eu un but utilitaire. Les hommes du néolithique ne pouvaient pas savoir que le mouflon deviendrait au fil des générations un mouton susceptible de leur donner de la laine pour se protéger du froid. De la même façon, impossible de prévoir que la vache donnerait bien plus de lait que n’en a besoin son veau… Le début de la domestication repose probablement sur le besoin que l’Homme a de « dominer » la Nature, de créer des situations nouvelles, de se lancer des défis. En domestiquant certains animaux, il n’a pas transformé la Nature : il l’a simplement adaptée, provisoirement, à ses besoins.

 

     Du fait, les attitudes instinctuelles des différents animaux sauvages ne disparaissent pas lorsqu’ils sont domestiqués par l’homme : tout au plus, peut-on parler d’une raréfaction des comportements sauvages. L’éthologue K. Lorenz expliquait que, en cas de domestication réussie, c’est le seuil de déclenchement du « comportement sauvage » qui est rehaussé : celui-ci ne disparaît pas mais a moins de chance de se produire dans un environnement protégé humain.

 

     Dans un monde qui, comme on le signalait, se réduit et s’interpénètre de plus en plus, quelle est la place laissée aujourd’hui à ces espèces nouvellement ensauvagées ? Elle suscite débats et controverses. D’aucuns sont tout bonnement furieux de voir des espèces quasi-nouvelles risquer de déstabiliser un peu plus le fragile équilibre de la nature : ceux-là, par exemple, pestent contre les chats « marrons » qui détruisent les oisillons chat-ensauvage.jpget les petits mammifères menaçant un peu plus encore la biodiversité (le chat en liberté est considéré comme nuisible en Nouvelle-Zélande). Les autres soutiennent qu’il s’agit comme à chaque fois de partager l’espace avec ces nouvelles espèces qui finiront, un jour ou l’autre, par devenir des espèces à part entière et ils défendent eux-aussi une biodiversité qui n’est pas tout à fait la même. La polémique est loin d’être close et chacun trouvera sa propre réponse.

 

 

 

 

Sources :

1. Wikipedia France

2. Science & Vie, n° 1157, février 2014

3. Encyclopediae Universalis

4. Encyclopediae Britannica

 

Images :

1. mustangs (sources : www.ac-grenoble.fr/)

2. chevaux sauvages ou mustangs (sources : www.chevauxmustang.com)

3. dingo (sources : www.qcm-de-culture-generale.com/)

4. le chat est bon chasseur (sources : www.linternaute.com)

 5. chiens sauvages : méfiance ! (sources : fr.123rf.com)

6. mouflons (sources : www.ladepeche.fr/)

7. Yorkshire : trop faible pour l'état sauvage (sources : fond-d-ecran-gratuit.org)

8. rapaces, jamais vraiment domestiqués; ici, un faucon  (sources : www.humanima.com)

9. le chat ensauvagé, encore ami ou déjà ennemi ? (sources : www.dinosauria.com

 (pour lire les légendes des illustrations, passer le pointeur de la souris dessus)

 

 

Mots-clés : film "the misfits", mustangs, domestication, mouflon de Corse, ouragan Katrina, marronage ou féralisation

(les mots en blanc renvoient à des sites d'information complémentaires)

 

 

 

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Par cepheides - Publié dans : éthologie
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Samedi 4 janvier 2014 6 04 /01 /Jan /2014 17:05

 

 

 

 

 venus2

 

 

 

 

 

 

 

 

     L’étoile du berger n’est bien sûr pas une étoile mais une planète et cette planète c’est Vénus, une proche voisine de la Terre… Et, lorsqu’on compare les caractéristiques de ces deux astres, on ne peut que se rendre compte de leur ressemblance, presque de leur similitude, par rapport au reste du système solaire : on pourrait quasiment évoquer deux planètes sœurs et pourtant ! Si la Terre est une planète accueillante pour la Vie, si elle est une sorte de paradis pour elle, c’est tout le contraire pour Vénus. Cette dernière est un véritable enfer où la Vie telle que nous la connaissons n’a eu - et n’aura - absolument aucune chance d’apparaître. Comment cela est-il possible ? Pourquoi des destins si différents pour des objets au départ presque identiques ?

 

 

La planète de l’Amour, contresens historique…

 

     Dans la mythologie romaine, Vénus est la déesse de l’amour et de la beauté (Aphrodite dans la mythologie grecque) et, à ce titre, elle a une place importante dans le monde occidental et singulièrement en France dans la thématique amoureuse. Puisque la planète Vénus est un des astres les plus brillants du ciel (c’est même le troisième objet le plus brillant) et un des premiers à apparaître dans le ciel du soir, il n’est donc pas étonnant qu’on l’ait baptisé ainsi. Elle est citée dans nos jours de la semaine (ven-dredi) et est représentée par un symbole astronomique bien particulier, un cercle avec une croix pointant vers le bas, censésymbole-feminin-.jpg.png représenter le miroir à main de la déesse. En médecine, ce symbole désigne le sexe féminin (par opposition au symbole du dieu de la guerre, Mars, pour l’Homme). Détail curieux, les éventuels habitants de la planète étaient jadis appelés des Vénériens : la médecine s’étant emparée de cette terminologie pour désigner des maladies sexuellement transmissibles, on parle aujourd’hui, notamment dans les romans de science-fiction, de « Vénusiens »…

 

     Toutes les sociétés civilisées ont identifié la planète Vénus et beaucoup l’ont glorifiée ; les civilisations asiatiques (Chine, Japon, Viêt-Nam, Corée) l’ont toutes appelée « l’étoile d’or », des caractères identiques sino-japonais la symbolisant. Il en est de même pour les sociétés d’Amérique centrale comme les Nashua ou les Mayas… Ces derniers l’avaient d’ailleurs incorporée à leur calendrier solaire en ayant estimé, avec une marge d’erreur très faible (un jour pour 6000 ans), sa période synodique, c'est-à-dire le temps qu’il faut à la planète pour retrouver sa place exacte d’observation entre la Terre et le Soleil.

 

 

 Repérer Vénus dans le ciel

 

     Identifier Vénus est une chose assez aisée, même à l’œil nu. En effet, la planète étant plus proche du Soleil que notre Terre, elle le suit ou le précède toujours dans sa course et c’est la raison pour laquelle on ne peut jamais la voir en pleine nuit. Elle sera donc visible à l’ouest en début de soirée ou à l’est en fin de nuit. Comme elle dépasse en luminosité tous les autres astres (à part la Lune et bien sûr le Soleil), impossible de la manquer. Si on l’observe quelque temps, on s’aperçoit rapidement que, à la différence des étoiles, elle ne scintille pas ce qui traduit évidemment sa condition de planète. Avec des jumelles, il est encore plus facile de s’en rendre compte : Vénus grossit dans l’objectif (voire montre une simple venus-et-lune.jpgforme de croissant) tandis que les vraies étoiles, infiniment plus éloignées de nous, ne changent pas de forme. D’ailleurs, si on regarde Vénus un peu longtemps, on se rend compte assez vite qu’elle bouge par rapport au reste du ciel. Observer Vénus est souvent un spectacle magnifique, d’autant plus beau que la planète est voisine d’un autre astre de comparaison, la Lune par exemple.


     En raison de sa trajectoire céleste plus proche du Soleil, certaines périodes de l’année sont plus propices à son observation, quand elle est relativement « écartée » de notre étoile vue de la Terre : on appelle cet écart, l’élongation de Vénus (à titre d’exemple, la prochaine période favorable d’observation se fera entre février et mai 2014).


     En revanche, même avec de puissants instruments, il est impossible de distinguer à sa surface autre chose qu’une brillance uniformément blanche traduisant une épaisse atmosphère. Du coup, les auteurs de science-fiction d’il y a quelques dizaines d’années ont laissé libre cours à leur imagination puisque, au bout du compte, ces épais nuages nous cachaient la surface de la planète. C’est ainsi que dans un livre intitulé  « les fleurs de Vénus » (le Rayon Fantastique, 1960), Philippe Curval imagina un monde habité de fleurs immenses aux parfums délétères et où les colons se saluaient en déclarant « que les fleurs vous embaument » ! Ailleurs, Isaac Asimov (« les océans de Vénus », Bibliothèque Verte, 1977 sous le pseudonyme de Paul French) y décrit une Vénus colonisée et habitée, comme les autresvenus-utopie.jpg planètes du système solaire, par les Terriens tandis que A. E. Van Vogt imagine Vénus comme un monde exemplaire réservé aux meilleurs des humains « non-aristotéliciens » (« le monde des À », le Rayon Fantastique, 1953, traduction de Boris Vian). D’autres encore, comme Ray Bradbury, Stephen King ou H. P. Lovecraft l’ont décrite comme certainement habitable. Tous ces auteurs avaient tort : ils ne pouvaient bien sûr pas imaginer l’enfer vénusien, un enfer impropre à toute vie et qui ne nous est réellement connu que depuis l’envoi de sondes d’exploration spatiale.

 

 

Les sondes vénusiennes

 

     Jusqu’aux années 1960, on ne savait pas grand-chose de Vénus dont on ignorait jusqu’à la période de rotation. En 1962, c’est une sonde américaine, Mariner 2, qui, la première, va donner quelques renseignements, notamment sur la température de surface de Vénus : environ 450° ! Suivront une vingtaine de sondes, notamment la série des sondes soviétiques Venera qui décrypteront son atmosphère avant de se poser sur le sol brûlant de la planète et d’en tirer des photographies en couleurs… Dans les années 1990, la sonde américaine Magellan va dresser une venus_express.jpgcartographie complète du sol vénusien et c’est aujourd’hui la sonde européenne Vénus Express qui poursuit le travail (son programme d’exploration devant s’achever fin 2014) en analysant finement l’atmosphère et les différentes températures de surface de la planète…

 

 

Vénus, une Terre infernale

 

     La deuxième planète du système solaire présente en définitive des caractéristiques bien particulières :

 

. tout d’abord, sa rotation en fait une planète à part puisqu’elle est très lente et rétrograde (tournant donc en sens inverse des rotations du Soleil et des autres planètes), une des rares  du système solaire avec Uranus à être ainsi. Du coup, la journée qui sur Terre est de 24 heures dure… un peu plus de 116 jours terrestres et l’année vénusienne (243 jours environ) a de ce fait une durée d’un peu moins de 2 jours solaires vénusiens ! La cause de cette bizarrerie est mal comprise : soit l’origine en réside dans une collision avec un corps de grande taille qui aurait modifié sa rotation, soit Vénus a progressivement ralenti cette rotation jusqu’à l’inverser en raison de son atmosphère terriblement dense. Difficile de conclure avec certitude.

 

. l’atmosphère vénusienne, précisément, est très spéciale : elle est composée de 95% de dioxyde de carbone et de 4% d’azote, le reste se résumant à des gouttes d’eau et d’acide sulfurique. Il y existe plusieurs superpositions de couches nuageuses entre 35 et 70 km d’altitude, la dernière composée probablement de cristaux de glace ce qui confère à la planète son aspect laiteux. La conséquence de cette configuration est effroyable : la pression en surface de Vénus est de 92G, c'est-à-dire 92 fois supérieure à la nôtre, tandis que règne un effet de serre maximal, les rayons du Soleil une fois passée la barrière nuageuse ne pouvant ressortir que très partiellement.  Voilà pourquoi, bien que située deux fois plus loin du Soleil que Mercure, la température y est deux fois plus élevée. On comprend donc qu’il s’agit là d’un climat plutôt hostile à la Vie et qu’il paraît assez peu vraisemblable qu’on puisse y envoyer durablement une mission habitée…

 

. la surface vénusienne, quant à elle, est composée pour plus des trois-venus-surface.jpgquarts par des plaines d’origine volcanique sans grand relief. Pour le reste, ce sont des sortes de plateaux montagneux regroupés en deux endroits, Ishtar Terra dans le nord (dont les sommets atteignent quand même 11 000 mètres), un territoire plus étendu que l’Australie, et Aphrodite Terra à l’équateur. Si Vénus avait eu (ou conservé) des océans, nul doute que l’on aurait eu là l’équivalent de continents terrestres ;

 

. enfin, il existe sur Vénus un volcanisme résiduel qui ne s’exprime plus en venus-surface2.jpgsurface depuis plusieurs millions d’années et

 

. détail important, contrairement à la Terre, elle ne possède pas de satellite naturel.

 

     Au total, la description que nous venons de faire de cette planète semble l’éloigner considérablement de celle qui, si hospitalière, nous abrite. Pourtant leurs différences, du moins à l’origine, n’étaient pas si marquées.

 

 

Deux sœurs aux destins différents

 

     La Terre et Vénus sont deux planètes dont les similitudes sont nombreuses ; on a même parlé de «sœurs jumelles » tant à cause de leur voisinage orbital que de leur aspect physique.  Et il est vrai que ces deux astres ont beaucoup en commun :

 

. d’abord, elles sont proches l’une de l’autre et gravitent dans ce que l’on appelle la « zone habitable du système solaire », c'est-à-dire un endroit ni trop près, ni trop loin du Soleil, susceptible de permettre l’apparition de la Vie telle que nous la connaissons (voir le sujet : vie extraterrestre 2ème partie) ;

 

. d’autre part, leurs tailles et leurs masses sont comparables : Vénusvenus-terre comparaison représente 95% de la taille de la Terre pour 80% de sa masse ;

 

. on sait aussi que ces deux planètes sont nées en même temps dans le même nuage de poussière et de gaz il y a un peu plus de 4,5 milliards d’années ;

 

. à présent que, grâce aux sondes, on connait mieux la surface de Vénus, on a pu constater que, comme la Terre, Vénus possède relativement peu de cratères d’impact ce qui souligne la jeunesse de sa surface, remaniée récemment par le volcanisme et peut-être aussi par une forme de tectonique des plaques. C’est ainsi que les deux planètes montrent des surfaces diversifiées avec des plaines, des montagnes, des plateaux, des ravins, etc. De la même façon, toutes deux possèdent un noyau métallique central de grandeur voisine même si Vénus ne possède qu’un champ magnétique très faible, probablement en rapport avec sa si lente rotation ;

 

. une autre caractéristique commune est leur composition chimique presque identique. S’il n’y avait pas cet effet de serre qui rend l’endroit inhabitable, il y a gros à parier qu’on pourrait exploiter sur Vénus à peu près les mêmes minéraux et matériaux que sur Terre…

 

     Et pourtant, l’une abrite la Vie et l’autre est un monde désolé et inamical…

 

 

Vénus, une Terre qui n’a pas réussi

 

     Vénus n’a pas « réussi » si, bien entendu, on part du principe – auquel je crois – que la Vie est une réussite adaptative à un environnement donné. Pourquoi un tel échec ?  Plusieurs raisons viennent spontanément à l’esprit mais il en est sûrement d’autres et, d’ailleurs, comme toujours en science, il y a probablement intrication de plusieurs d’entre elles.


     L’eau liquide - on a souvent eu l’occasion de le répéter - est indispensable à l’apparition de la Vie et de l’eau, sur Vénus, il y en certainement eu au début. Sauf que la planète peut-être située un peu trop près de son étoile n’a pas su la retenir. A moins que le choc probable ayant ralenti et inversé sa rotation ait créé les conditions de l’abominable effet de serre qui a tout stérilisé. Ou que la présence d’un gros satellite régulateur comme notre Lune ne soit un élément fondamental de l’habitabilité d’une planète de ce type. Nous ne le saurons probablement jamais.

 

     Pour l’esprit humain, il n’est pas toujours facile de prévoir le devenir astronomique d’une situation donnée : Vénus, en effet, aurait pu être une seconde Terre… Et, des Vénus, il y en certainement des milliards dans notre galaxie (la Voie lactée n’étant qu’une parmi des milliards d’autres galaxies) mais, à l’inverse, je suis statistiquement certain qu’existent d’autres Terres abritant la Vie (une Vie certainement différente de celle que nous connaissons) car les mêmes causes produisent les mêmes effets. C’est la raison qui le veut.

 

 

 

 Sources

 

1. revue Science & Vie

2. revue ciel et espace

3. Wikipedia.org

4. beaulieu.free.fr

 

 

Images

 

1. la planète Vénus (sources : jmm45.free.fr)

2. symbole de Vénus (sources : francestickers.com)

3. conjonction Lune-Vénus (sources : cidehom.com)

4. une Vénus utopique (sources : erenouvelle.fr)

5. la sonde Vénus Express (sources : astro-rennes.com)

6. surface de vénus observée par la sonde Magellan (sources : nasa.gov)

7. vue d'artiste d'un crépuscule vénusien (sources : Walter Myers, arcadiastreet.com)

8. comparaison Terre-Vénus (sources : planetes-univers.kazeo.com)

 (pour lire les légendes des illustrations, passer le pointeur de la souris dessus)

 

 

 

Mots-clés : déesse vénus - période synodique (d'une planète) - élongation de Vénus - Isaac Asimov - A. E. Van Vogt - sonde Mariner 2 - sondes Vénera - sonde Vénus Express - rotation rétrograde - effet de serre - zone habitable du système solaire

 

 (les mots en blanc renvoient à des sites d'information complémentaires)

 

 

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Par cepheides - Publié dans : astronomie
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Vendredi 29 novembre 2013 5 29 /11 /Nov /2013 15:59

 

 

  Supersaurus.jpg

 

 

 

 

 

 

      Tous les enfants ayant fréquenté une plage à marée basse se sont sans doute un jour amusés à créer un réseau compliqué de petits canaux dans lesquels l’eau de mer, transpirée par le sable mouillé, s’écoule vers l’océan qui s’éloigne. Au milieu de son architecture temporaire, l’enfant aura beaumaree-basse.jpg faire, il ne pourra jamais empêcher l’eau, abandonnant ici un chenal, là une flaque, de chercher et de trouver chaque fois un chemin qu’elle empruntera au plus court. Si, par une éphémère construction sableuse, l’enfant s’avisait de l’en empêcher, l’eau trouverait inévitablement quand même une autre route et rejoindrait forcément quelque chemin d’aval. Je vois assez l’Évolution comme cette eau difficile à canaliser : au fil des âges, chaque fois qu’une niche écologique se libère, qu’une opportunité se présente, l’Évolution permet à une espèce de se transformer pour s’adapter à la modification de son environnement. Et si, d’aventure, cette transformation était trop radicale, il est à parier que des espèces entières seraient condamnées au bénéfice d’autres qui profiteraient de l’aubaine afin que la grande aventure de la Vie puisse se poursuivre.

 

      La course vers la survie par l’adaptation la plus ingénieuse est une condition indispensable pour qu’une espèce d’êtres vivants progresse : céder à l’immobilisme, pour une espèce donnée, c’est presque toujours déjà accepter sa disparition. Au sein d’une nature aveugle, c’est à chacun de trouver sans même le savoir le canal qui permettra d’avancer vers l’océan, ici l’avenir. Certains sont conduits à faire le choix du nombre comme les fourmis ou les bactéries, d’autres comme le léopard celui de la rapidité à saisir ou comme les gazelles la vitesse de fuite. Ou bien la survie dans un milieu extrême à la manière des micro-organismes des sources brûlantes des fonds sous-marins. D’autres encore ont recours à l’agilité comme araignee-tissant-sa-toile.jpgcertains singes, à la ruse comme l’araignée ou au mimétisme à la façon de ces serpents inoffensifs qui imitent la robe de leurs congénères mortels. Même l’Homme n’échappe pas à cette règle puisqu’il a su s’imposer par son intelligence. Chaque fois, il s’agit pour l’individu d’échapper à son prédateur qui, s’il ne veut pas disparaître à son tour, devra lui aussi inventer le moyen d’égaliser à nouveau les chances dans une course sans fin à une adaptation maximale.

 

      Il y a des millions d’années, afin de mieux survivre, des animaux ont été poussés dans une direction plutôt originale, celle du gigantisme. Voyons comment cela a été rendu possible.

 

 

Les sauropodes, des dinosaures géants

 

      Des milliers d’espèces différentes de dinosaures ont peuplé la Terre durant un temps très très long - des millions et des millions d’années - ce qui permit leur diversification. Il est compliqué pour le cerveau humain d’appréhender ce que signifient ces durées de temps, surtout rapportées à une vie humaine, si courte. Essayons d’utiliser une image pour nous faire une idée et réduisons l’existence de la Terre, depuis ses débuts jusqu’à aujourd’hui, à une année : à cette échelle de temps, les dinosaures auraientsauropodes.jpg alors dominé la planète depuis (à peu près) la mi-novembre jusqu’au 20 décembre. Par comparaison, la présence de l’Homme ne se situerait que dans les toutes dernières minutes précédant le 1er janvier… On comprend que l’Évolution a eu largement le temps de sélectionner des milliers et des milliers d’espèces de ces « terribles reptiles ».

 

      Il existait deux grandes familles de dinosaures, les théropodes carnivores et leurs proies potentielles, les sauropodes herbivores. C’est parmi ces derniers que l’on trouvait les géants que nous évoquons aujourd’hui. Des géants si imposants que les plus gros et les plus agressifs des théropodes – comme, par exemple, le Tyrannosaure Rex si réputé – ne pouvait rien contre eux. En effet, les plus grands des sauropodes comme le supersaurus (qui était une sorte de grand diplodocus), pesaient jusqu’à 60 tonnes, voire plus, et il avait la taille d’un immeuble de 10 étages (environ 40 m) pour une longueur de trois à quatre autobus mis à la queue leu leu ! Inutile de préciser que le tyrannosaure, avec ses 10 à 12 m de long et ses 6 à 7 tonnes ne jouait pas dans la même catégorie… Le carnivore n’avait donc theropode-acausaurus.jpgqu’une seule option lorsqu’il rencontrait un troupeau de ces géants : passer son chemin ou risquer de se faire écraser ! Du coup, ces sauropodes géants n’avaient aucun prédateur direct contre eux et leurs seuls ennemis devaient être les phénomènes naturels de disette… et probablement quelques virus. Comment ces animaux ont-ils pu en arriver là lorsqu’on se rend compte de la difficulté qu’il devait y avoir à développer et entretenir des masses vivantes aussi gigantesques ?

 

 

Un succès évolutif tenant en cinq points

 

      Les sauropodes géants étaient certainement des bêtes très calmes n’aspirant qu’à une seule chose : se nourrir et pour cela, on peut imaginer leurs troupeaux se déplaçant lentement au gré des bouquets d’arbres afin de trouver l’énorme quantité de nourriture nécessaire à leur survie. Toutefois, contrairement à certaines idées préconçues, ces dinosaures étaient relativement mobiles, voire dynamiques, n’hésitant pas – comme le prouvent leurs traces fossiles – à s’aventurer dans différents milieux comme des plages ou des tourbières. Certains scientifiques pensent même que, dans leur environnement semi-aride, ils effectuaient de véritables migrations les entraînant à la recherche de nourriture sur des centaines de km. Chez certaines espèces, ils se déplaçaient en troupeaux d’individus d’âges différents de façon à protéger les plus jeunes tandis que chez d’autres, les troupeaux étaient séparés par âge, probablement parce que les habitudes alimentaires différaient entre jeunes et adultes. Certaines traces fossiles montrent également qu’ils étaient suivis par des théropodes carnivores, peut-être à l’affût d’un jeune isolé. Quoi qu’il en soit, on leur devine des corps gigantesques avec de longs cous équilibrés par de non moins longues queues servant de balanciers (et peut-être même de fouet) tandis que leurs quatre pattes devaient ressembler aux colonnes d’un temple (les premiers dinosaures étaient tous bipèdes et seuls les théropodes agressifs le sont par la suite restés : on comprend, en effet, que quatre appuis étaient absolument nécessaires à nos herbivores géants). Cinq mécanismes adaptatifs expliquent le succès de leur course au gigantisme.

 

*  leur rapidité de croissance : les sauropodes étaient – comme tous les sauriens – ovipares et, d’après les restes fossilisés de leurs œufs, ceux-ci devaient peser environ 5 kg pour une taille d’une vingtaine de cm. Le bébé sauropode devait donc mesurer dans les 90 cm et il était alors dinosaures-oeufs.JPG particulièrement vulnérable. Cette vulnérabilité était toutefois réduite au minimum puisqu’on évalue la prise de poids annuelle de l’animal à environ 2 tonnes (ce qui ne s’est jamais revu par la suite). Durant 20 ans, le jeune devait se nourrir le plus possible tout en évitant les prédateurs : on peut aisément deviner que tous n’atteignaient pas l’âge adulte ! Ensuite, les scientifiques estiment qu’il continuait à grossir plus lentement durant encore 10 ans pour atteindre enfin son poids « de croisière » et vivre les 30 dernières années de sa vie (l’histologie osseuse permettant d’estimer leur vie à une soixantaine d’années) sans être plus jamais menacé par un prédateur…

 

*  un cou d’une longueur jamais égalée depuis : lorsqu’on pense à ces animaux, on imagine d’abord ce long cou terminé par une toute petite tête (par rapport à l’ensemble). Ce n’est pas un hasard : il s’agit là d’un facteur adaptatif majeur. En effet, ce cou si long (jusqu’à 19 vertèbres « allongées » contre 7 chez les mammifères) permettait d’abord à l’ensemble du corps de bénéficier d’un système de refroidissement efficace. Mais l’essentiel n’est pas là : en fait ce cou si long était un moyen très astucieux de capter la grande quantité de nourriture indispensable, d’abord en atteignant sans trop d’effort des branches hautes situées hors de portée des autres herbivores (en gardant le cou à l’horizontale pour des problèmes de pression artérielle) mais surtout, par un mouvement de balancier, « d’explorer » une large zone sans avoir à déplacer le corps massif. Les scientifiques ont ainsi calculé que, pour couvrir une zone d’un hectare, un cheval doit se déplacer 5000 fois, une girafe (le plus long cou actuel) 1250 fois et un sauropode… seulement une centaine de fois. Une économie de moyens certaine.

 

*  un squelette à la fois robuste et léger : le gigantisme impose des contraintes physiques implacables. Pour supporter des dizaines de tonnes, l’armature osseuse doit être solide et résistante ; d’un autre côté, on sait que le squelette pèse souvent beaucoup et il était donc nécessaire pour ces animaux de le voir s’alléger au maximum. Chez les sauropodes, les os des membres sont denses et épais et on trouve dans leur trame de nombreux canaux et vaisseaux sanguins permettant la croissance rapidediplodocus-vertebre.jpg déjà évoquée (et donc celle de la masse totale). En revanche, les os qui ne supportaient pas directement le poids lié à la gravité étaient bien différents : ainsi, les vertèbres étaient en partie évidées, emplies de poches d’air à la façon de certains oiseaux actuels ce qui permettait un allégement conséquent. On estime que ces aménagements osseux permettaient à l’animal « d’économiser » jusqu’à 10 à 15 % de son poids.

 

*  un système respiratoire performant : bien entendu, comme tous tissus mous, aucun poumon de dinosaure n’a jamais été retrouvé. C’est donc par analogie avec les reptiles actuels (et certains oiseaux) qu’on a imaginé ce que pouvait être le système respiratoire de ces animaux. Chez l’Homme, la respiration se fait en deux temps : inspiration et expiration et c’est seulement durant la première moitié du phénomène que les alvéoles pulmonaires se remplissent d’air. Les sauropodes, eux, recevaient probablement de l’air en continu : d’abord par l’inspiration (comme chez l’Homme) puis encore lors de l’expiration par de nombreux sacs, alvéoles, poches diverses situés tout au long du corps et qui s’étaient eux-mêmes emplis d’air lors de l’inspiration : un système en somme deux fois plus performants que le nôtre ! De plus, l’atmosphère durant le mésozoïque (ère secondaire) était souvent plus riche en oxygène qu’aujourd’hui. Au bout du compte, les dinosaures géants étaient loin d’être désavantagés car qui dit plus d’oxygène, dit plus d’énergie…

 

*  un appareil digestif compétitif : trouver chaque jour environ une tonne  de végétaux n’est certainement pas une sinécure mais, plus encore, assimiler cette nourriture demande un appareil digestif spécialement adapté ! C’était en effet bien le cas : contrairement aux herbivores de notre temps, les sauropodes ne passaient pas la plus grande part de leur temps à mâcher ; ils se contentaient d’avaler d’énormes quantités de végétaux grâce à leur dentition renouvelable dite spatulée (en forme de cuiller), végétaux qui pouvaient séjourner jusqu’à deux semaines dans leurs estomac et intestins et avoir largement le temps de fermenter : là encore, il s’agit d’un avantage lié au gigantisme. Moins performant certainement que celui des ruminants actuels, le système digestif de ces grands sauriens dinosaures-gastrolithe.jpgs’améliorait par l’ingestion de gastrolithes, c'est-à-dire de pierres que l’animal avalait pour favoriser sa digestion par broyage, à la façon des pierres de gésier des oiseaux contemporains.

 

      Les cinq « trouvailles » adaptatives des sauropodes géants expliquent le succès de ces animaux qui, se rendant presque invulnérables à la prédation, ont pu se maintenir sous de multiples espèces différentes durant plus de 130 millions d’années

 

 

Une disparition sans rapport avec leur taille

 

      Contrairement à ce que l’on aurait pu penser, ce n’est pas leur taille qui explique leur disparition au crétacé mais l’extinction de masse dont on pense qu’elle fut provoquée par la météorite géante du Yucatan, même si d’autres facteurs ont pu également influencer. On comprend que leur taille, bien qu’elle ait sensiblement diminué depuis le Jurassique, les prédisposa immédiatement à périr sous le déluge de feu qui eut alors lieu mais, de toute façon, ils n’auraient pas pu survivre à la disparition des plantes dont la photosynthèse ne se faisait plus en raison du nuage de cendres entourant la Terre.

 

      Cousins des théropodes dont descendent les oiseaux, les sauropodes sont en définitive plus proches des mammifères que des reptiles. Leur course au gigantisme peut être vue comme un excellent moyen d’adaptation à un monde où les prédateurs étaient particulièrement virulents ; eux-aussi, d’ailleurs, cherchèrent à grandir mais jusqu’à un certain point seulement : comment imaginer en effet la course d’un tyrannosaure de 40 tonnes ? Les sauropodes, les plus grands animaux que la Terre ait jamais portés, furent une réponse adaptative à une situation donnée et une réponse qui résista au temps : des dizaines de millions d’années de présence sur Terre. A titre de comparaison, rappelons que l’Homme moderne n’a que quelques dizaines de milliers d’années d’histoire. Quant à notre civilisation proprement dite…

 

 

Sources

 

1. science-et-vie.com

2. lesdinos.free.fr

3. Wikipedia.org

4. baladesnaturalistes.hautetfort.com

5. futura-sciences.com

 

 

Images

 

1. supersaurus, géant parmi les géants

(sources : anthrosaurs.com/Supersaurus.html)

2. marée basse (sources : regardsolitaires.free.fr)

3. araignée tissant sa toile (sources : leplus.nouvelobs.com/)

4. sauropodes (sources : lebloug.fr)

5. aucasaurus (sources : dkimages.com)

6. oeufs fossilisés de sauropodes (sources : jpmontfort83.over-blog.org)

7. vertèbre de diplodocus (sources : swissinfo.ch)

8. gastrolithes (sources : dinosoria.com)

 (pour lire les légendes des illustrations, passer le pointeur de la souris dessus)

 

 

Mots-clés : sélection naturelle - avantage adaptatif - théropode - sauropode - bipédie initiale - oviparité - gastrolithes - météorite du Yucatan

  (les mots en blanc renvoient à des sites d'information complémentaires)

 

 

Sujets apparentés sur le blog

 

1. les extinctions de masse

2. les mécanismes de l'Évolution

3. la disparition des dinosaures

4. distance et durée des âges géologiques

5. l'empire des dinosaures

 

 

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Par cepheides - Publié dans : paléontologie - Communauté : Les fossiliens
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