cepheides

     En regardant son chien jouer avec une balle ou son chat s’étirer langoureusement sur un fauteuil, il ne viendrait jamais à l’esprit de leurs propriétaires de penser que ces animaux étaient, il y a encore peu de temps (en termes d’évolution, bien sûr), des êtres agressifs, d’acharnés compétiteurs des humains qu’ils attaquaient lorsqu’ils le pouvaient, bref des animaux dits « sauvages » comme il en existe encore tellement dans la Nature.

     Lors de ses premiers travaux sur ce qui allait devenir la théorie de l’Évolution, Darwin s’interrogeait déjà sur la « domestication » de plantes à l’origine sauvages et impropres à une véritable culture. Il ne connaissait pas les lois de la génétique mais était persuadé qu’il y avait là matière à expliquer les transformations progressives des espèces vivantes, bref à expliquer comment la Vie pouvait évoluer au fil des âges…

     Animaux. Plantes. Comment des transformations aussi radicales ont-elles pu se faire si vite, quelles en furent les raisons et quels sont les mécanismes évolutifs impliqués dans ces changements ? Voilà quelques unes des questions sur lesquelles je vous propose de nous pencher aujourd’hui.

Qu’est-ce que la domestication ?

     La loi est précise sur le sujet (les animaux domestiques pouvant entraîner des troubles divers à l’ordre public…) : un animal domestique est un animal appartenant à une espèce qui a fait l’objet d’une pression continue et constante (une « domestication ») de façon à former un groupe ayant acquis des caractères stables et héritables génétiquement. En d’autres termes, il s’agit d’une espèce animale ayant présenté une évolution très particulière lui permettant une certaine socialisation avec l’espèce humaine : de « sauvage », telle que rencontrée naturellement dans la Nature, l’espèce est donc devenue domestique… Ajoutons que certains animaux domestiques – tels le chien ou le chat - ont acquis un statut encore plus social, celui d’animal familier : en pareil cas, l’animal ne « sert » plus seulement l’Homme, il lui tient également compagnie.

La domestication est-elle un fait récent ?

     D’après la plupart des spécialistes, la domestication a rapidement suivi la sédentarisation des humains et l’agriculture. Nous sommes alors au début du néolithique et c’est le loup qui sera le premier animal à être domestiqué (-15 000 ans avant J.C.) et cela des milliers d’années avant tous les autres. En réalité, les loups et les hommes sont de vieilles connaissances : le loup (canis lupus) est apparu deux millions d’années avant notre ère mais il y a 700 000 ans, loups et humains se partageaient déjà les mêmes territoires et donc les mêmes ressources. A-t-il été domestiqué pour sa fourrure, ses talents de chasseur (bien supérieurs à ceux des humains) ou comme gardien ? Les hypothèses sont multiples : nous aurons l’occasion d’y revenir.

     Après le loup, ce sont les chèvres et les moutons qui ont été domestiqués mais il ne faudrait pas croire que, chaque fois, les humains agissaient dans un but strictement utilitaire… Le cas du mouton est assez marquant : aujourd’hui, bien sûr, on pourrait facilement penser que le mouton a été domestiqué pour sa laine… sauf que cet animal est issu du mouflon qui n’en a pas ! Alors pour sa viande ? Une autre raison ? Difficile à affirmer avec certitude.

      De nombreux autres animaux ont été progressivement intégrés au cheptel domestique des humains : par exemple, le bœuf à partir de l’auroch, le cochon à partir du sanglier (le cochon n’a acquis sa coloration rose qu’au XVIIIème siècle – avant il était noir et poilu – par sélection d’individus albinos), le chat (vers – 7000 ans comme le cochon) à partir de félins primitifs, les miacidés. Bien d’autres ont ensuite suivi (poule, cheval, oie, canard, renne, etc.).

    D’étranges domestications ont été signalées dans certaines civilisations : la genette, les couleuvres et les biches chez les Romains, les pélicans voire les crocodiles chez les Égyptiens anciens, la pieuvre par les Japonais (pour récupérer les cargaisons englouties), la loutre en Asie pour pêcher le poisson…

     Il y eut aussi des échecs retentissants comme celui de l’autruche qu’on voulait monter à la façon d’un cheval (même s’il reste des autruches « domestiques » pour leur viande) ou l’éléphant d’Afrique  (par les Belges au Congo) ce qui fut à l’évidence moins le cas avec l’éléphant d’Asie.

     On se rend donc compte que la domestication des animaux a connu des fortunes diverses. Il n’en reste pas moins que les principaux animaux domestiques représentent un apport considérable à nos sociétés. Quels ont pu être les mécanismes ayant conduit à ce qu’il faut bien appeler une association ?

Quels sont les mécanismes en cause dans la domestication ?

     Il s’agit là d’une question difficile puisque nous manquons d’éléments tangibles pour conclure. Reprenons l’exemple du loup, le premier animal sauvage à avoir été domestiqué.

     D’emblée, signalons que loups et chiens sont restés interféconds : de ce fait, stricto sensu, ils relèvent tous deux de la même espèce ; on peut donc dire que le chien (canis familiaris ou plutôt canis lupus familiaris) est une sous-espèce du loup (canis lupus). De fait, morphologiquement, certaines espèces de chiens sont bien plus proches du loup que d’autres chiens (par exemple d’un Yorkshire). Pourtant, les chiens sont « sociables » ce qui n’est pas le cas du loup, même « apprivoisé ».  Pourquoi ?

     En réalité, animal craintif, le loup acquiert très tôt la peur de l’humain et donc son agressivité. A contrario, élevé dès le plus jeune âge par des hommes, le loup devient bien plus sociable… Dès lors peut-on imaginer que, amenés à partager leur habitat avec les humains, certains loups aient pu être progressivement apprivoisés pour, de nombreuses générations plus tard, aboutir au chien ? Bien des scientifiques le croient puisque ces deux êtres sociables (le loup vit en meute) avaient des intérêts en commun – la chasse sur des territoires identiques – et cette proximité a sans doute favorisé les contacts. On peut par exemple imaginer que des louveteaux ont pu être élevés par l’Homme (certains même allaités par des femmes comme cela a été souvent observé dans de nombreuses tribus) ; ailleurs, les loups devaient suivre les campements humains et se nourrir de leurs restes. Ailleurs encore, ces animaux à l’ouïe et à l’odorat fort développés pouvaient servir de systèmes d’alarme face à un prédateur commun, voire rabattre certains gibiers. Les hypothèses ne manquent pas et sans doute sont-elles mêlées.

     Un point intéressant à souligner est que les chiens possèdent souvent des caractéristiques morphologiques propres à l’enfance telles que d’amples différences de taille, d’importantes variations de coloration du pelage, des griffes plus courtes, des oreilles dites « flottantes ». Comme si le chien était une variété infantile de loup arrivée à maturité. Pourrait-il également y avoir une corrélation pour les comportements ?

     Il est probable que de tels mécanismes « de proximité » ont existé pour toutes les espèces domestiquées. D’où les questions que l’on peut légitimement se poser : l’Homme a-t-il domestiqué l’animal de façon intentionnelle ? En d’autres termes, a-t-il volontairement choisi certains individus plus abordables puis sélectionné leur descendance afin de développer chez eux des caractéristiques susceptibles de lui convenir ? Ou bien y va-t-il eu « auto-domestication », les animaux s’étant vu offrir par la seule présence de l’Homme une nouvelle niche écologique, plus facile à exploiter, contre quelques avantages à prodiguer à leurs nouveaux associés ? J’imagine que la proportion de ces deux approches doit varier en fonction de l’espèce domestiquée mais que, dans le cas du loup, elles sont probablement à part égale.

La domestication est-elle une évolution particulière ?

     On sait que les changements stables d’une espèce se font au cours d’un laps de temps plutôt long, souvent des centaines de milliers d’années. Pourtant, dans le cas de la domestication, on aboutit bien à l’apparition d’espèces (ou de sous-espèces) génétiquement fixées en un temps bien plus court : 15 000 à 20 000 ans pour le chien et bien moins encore pour la majorité de nos animaux domestiques. Il s’agit là de durées qui n’ont rien à voir avec ce que l’on observe dans la Nature. L’explication réside dans le caractère artificiel du phénomène. Artificiel, en effet, puisque volontaire ou non, cette transformation rapide est due à l’Homme. Toutefois, comment peut-on en être raisonnablement sûr ? Une étude expérimentale bien particulière permet de répondre.

L’expérimentation de Novossibirsk

     Intitulée « la domestication comme modèle de la spéciation », cette étude est menée depuis près de 50 ans à l’Institut de Cytologie et de Génétique de Novossibirsk en Russie.

     Rappelons tout d’abord qu’une spéciation est l’apparition durable d’une nouvelle espèce et a fortiori, dans le cas qui nous occupe, de sous-espèces. De quoi s’agit-il ? En 1959, sous la direction de l’académicien soviétique Dimitri K. Belyaev, a été mise en place une expérimentation à grande échelle sur la domestication du renard, un travail toujours en cours.

     Elle se fonde sur les travaux bien connus de Darwin qui a démontré que l’Évolution s’appuie notamment sur la sélection naturelle pour permettre à l’individu le plus apte d’une espèce de transmettre son potentiel génétique à ses descendants : cette faculté entraîne l’élimination progressive des individus moins aptes d’où, au final, une modification évolutive de l’espèce considérée, notamment en cas de transformation du milieu dans lequel elle vit.

     Belyaev a commencé avec 30 renards mâles et 100 femelles. Son critère de sélection a été la docilité (ou sociabilité) à l’égard de l’être humain. Partant du principe qu’un comportement est strictement sous contrôle endocrinien (hormonal), il pensait que la sélection des animaux les plus dociles s’accompagnerait peut-être de modifications morphologiques. Pour s’assurer que les modifications de comportement sont bien régulées de façon génétique et non par l’environnement, les renards furent tous traités de façon identique : vie en cage avec le moins de contacts possibles avec les humains.

     Selon leur comportement, on divisa les renards en trois catégories :

1. renards dociles : amicaux, geignant doucement et remuant la queue ;

2. renards indifférents : pouvant être approchés mais ne manifestant aucune attitude amicale particulière ;

3. renards hostiles : agressivité maximale.

     En ne permettant que la reproduction des renards dociles, Belaïev et son équipe arriva non seulement à faire considérablement progresser le pourcentage d’individus dociles (plus de 80% aujourd'hui) mais constata avec surprise que, peu à peu, ceux-ci présentaient des modifications morphologiques stables, à savoir :

* une diminution de la pigmentation du pelage (apparition d’une marque en forme d’étoile sur le front et un pelage mixte comme celui d’une pie)

* des oreilles tombantes

* une queue enroulée

* des pattes et une queue plus courtes.

     Pour le scientifique russe, une seule explication est possible : la modification du comportement de l’animal induit des transformations de son apparence physique, comme si l’ensemble était sous la dépendance de facteurs génétiques communs ; il parle de variabilité homologue (c'est-à-dire parallèle) obtenue par sélection, génétiquement transmissible (donc stable) et apparue sur un court laps de temps.

     Voilà qui vient parfaitement expliquer le rôle de la domestication dans l’apparition – et le maintien – d’espèces nouvelles, dites à juste titre domestiques.

La domestication relève bien de l’Évolution

     Seules les lois de l’Évolution, si brillamment découvertes par Charles Darwin, peuvent expliquer la domestication, cette évolution particulière. Et particulière elle l’est, en effet, dans la mesure où, par comparaison avec l’évolution naturelle, elle relève des mêmes mécanismes mais sur un temps bien plus court, un raccourcissement des durées à mettre au crédit, volontaire ou non, de l’Homme.

     Il est donc fondamental de bien comprendre que les animaux domestiques n’ont évidemment plus rien à voir avec les espèces dont ils sont issus. Au-delà des représentations naïves des films animaliers ou des dessins animés à la manière de Disney (qui souvent entraînent la confusion), c’est un élément à bien prendre en compte lorsqu’on a affaire à un animal authentiquement sauvage : on ne peut donc que s’élever contre cette mode actuelle absurde qui voit des citadins "éduquer" dans leurs salons (ou parfois dans leurs baignoires, c’est selon) d’authentiques animaux sauvages présentant pour eux-mêmes (c’est un choix) mais également pour leur entourage (c’est plus grave) un danger bien présent. La loi – du moins en France – reconnaît parfaitement cette attitude irréfléchie et c’est tant mieux.

Sources

1. Wikipedia France : http://fr.wikipedia.org/wiki/Animaux_domestiques#Anciennes_domestications 

2. institut de cytologie et de génétique de Novossibirsk : http://www.slideshare.net/outdoors/domestication-and-evolution 

3. Dinosoria : http://www.dinosoria.com/domestication_animal.htm 

4. DevBio : http://9e.devbio.com/article.php?id=223 

Images

 1. couple de loups (sources :  http://belgarath.centerblog.net )

2. mouflon (sources : http://www.lesgets.com)

3. balade à dos d'autruche (sources : http://forum.pcastuces.com/)

4. Dimitri K. Belyaev (sources : http://cornell.edu)

5. renard sauvage (sources : http://veterinarianjoske.tumblr.com)

6. renards "dociles" de Belyaev (sources : http://veterinarianjoske.tumblr.com)

7. mygale (sources : http://www.djibnet.com)

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

Mots-clés : Charles Darwin - domestication - loup - miacidés - Dimitri K Belyaev - expérimentation de Novossibirsk - sélection naturelle - variabilité homologue

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

Sujets apparentés sur le blog

1. les mécanismes de l'Evolution

2. l'agression

3. reproduction sexuée et sélection naturelle

4. le rythme de l'évolution des espèces

      La Nature – on l’a souvent répété ici – se moque bien des conventions humaines ; elle n’a que faire des soifs de justice d’homo sapiens, de ses pitiés, de ses états d’âme. La Nature est indifférente et pour y survivre une seule condition est requise : être le plus apte à se nourrir, prospérer et, bien sûr, se reproduire. C’est la sélection naturelle qui permet l’élimination progressive des individus les moins bien adaptés et est en conséquence un des moteurs principaux de l’Evolution.

      Les êtres vivants qui peuplent la Nature, tantôt victimes, tantôt prédateurs (et on est presque toujours le prédateur d’un autre) ont développé des techniques élaborées pour survivre et s’adapter au milieu ambiant : le camouflage en est une qui permet, par exemple, à l’ours blanc d’être moins repérable sur la banquise ou au phasme de se confondre avec des brindilles. Mais il existe des stratégies encore plus complexes, parfois stupéfiantes, qui permettent à certaines espèces de ressembler tellement à d’autres espèces - qui n’ont pourtant rien à voir avec elles – que tout le monde finit par s’y tromper : on parle alors de mimétisme et c’est sur cette singulière faculté à imiter l’autre que je souhaite aujourd’hui insister.

Les objectifs

      Le mimétisme est une stratégie d’adaptation, c'est-à-dire le moyen pour une espèce donnée d’acquérir un avantage supplémentaire dans sa lutte pour survivre. J’évoquais plus haut le camouflage permettant d’échapper à la vision du prédateur qu’on appelle parfois « mimétisme cryptique » bien que, stricto sensu, ce ne soit pas vraiment du mimétisme (le camouflage peut, en effet, se développer rapidement chez une espèce au gré des mutations au contraire du mimétisme qui demande une coévolution complexe regroupant plusieurs espèces, comme on le verra ensuite).

      Le mimétisme proprement dit cache des buts souvent différents qui peuvent être :

* se faire passer pour une autre espèce connue pour être dangereuse ou non comestible,

* permettre une meilleure reproduction (c’est le cas bien connu du coucou),

* cacher ses propriétés prédatrices comme chez certains poissons carnivores (blennie dévoreuse) affectant de n’être que des poissons « nettoyeurs de parasites »,

* offrir un intérêt gustatif pour un fécondateur : c’est le cas de plantes qui attirent ainsi certains insectes pour assurer leur propre reproduction,

* présenter un intérêt nutritif pour une proie : certaines plantes carnivores délivrent une odeur de putréfaction pour attirer des mouches qu’elles vont ingérer,

* proposer un danger limité pour leur proie : des espèces de poissons se parent de couleurs leur permettant de se fondre avec les algues où elles pourront surprendre leurs victimes.

      Les stratégies sont donc multiples et, pour bien les comprendre, les scientifiques ont cherché à les cataloguer, ce qu’on verra par la suite, mais évoquons d’abord les différents protagonistes en jeu.

les acteurs en présence

      Pour qu’un mimétisme existe, il faut au moins trois acteurs :

* le modèle : c’est l’individu qui va être copié parce que reconnu comme tel par

* l’individu trompé qui est le plus souvent un prédateur

* de l’imitateur qui, en copiant le modèle, va faire peur à son prédateur ou à tout le moins le désorienter suffisamment pour s’autoriser à fuir… ou à atteindre son but.

les différentes formes de mimétisme

      C’est la publication de l’ouvrage princeps de Darwin sur l’évolution des espèces qui va stimuler l’étude de ces phénomènes complexes, jusque là incompris et baptisés du nom pompeux de « merveilles de la Nature » (pour expliquer qu’on ne les comprenait pas).

           * le mimétisme selon Bates

      Des 1863, à peine 4 ans après la publication par Charles Darwin de « l’origine des espèces au moyen de la sélection naturelle », Henry Walter Bates (1823-1913), un entomologiste anglais, publie une première confirmation de la théorie darwinienne. Bates – qui explorait la vallée amazonienne – y décrit qu’une espèce de papillons a évolué de telle manière qu’elle copie exactement les couleurs d’une autre espèce toxique pour les oiseaux : le papillon imitateur est (relativement) protégé des prédateurs à moindre frais puisqu’il ne dépense aucune énergie à produire des toxines… ce qui n’est pas le cas de l’imité qui, de plus, voit parfois sa protection anéantie par des oiseaux s’étant rendu compte de la supercherie de l’imitateur !

      Ce type de mimétisme a été surtout décrit chez les insectes, notamment sociaux, comme les guêpes (certains papillons imitent leurs couleurs et leurs formes) et les fourmis. Concernant ces dernières, on peut citer le cas de certaines araignées qui imitent à la perfection leur aspect : ici, l’arachnide utilise sa paire de pattes surnuméraires en guise d’antennes qu’elle élève et fait vibrer tout comme les antennes d’une fourmi : gare alors à la proie qui se fait tromper !

      D’autres animaux ont recours à ces subterfuges comme la couleuvre faux-corail, inoffensive, qui imite le vénimeux serpent corail et tient ainsi à distance ses prédateurs.

           * le mimétisme selon Muller

      Un an après Henry Bates, en 1864, un biologiste allemand, Fritz Muller (1821-1897) publie un ouvrage « Für Darwin » (pour Darwin) où, ayant étudié tout spécialement les écrevisses, il explique combien la théorie de la sélection naturelle est juste. Il s’intéresse au mimétisme et décrit l’association originale de fourmis avec un arbre tropical, le cecropia : les insectes protègent l’arbre des plantes grimpantes et des parasites tandis que, en retour, les fourmis trouvent là un refuge et divers moyens de nutrition. Tout le monde trouve son avantage et – fait à souligner - il n’y a donc pas tromperie, contrairement au cas précédent…

      C’est Muller qui, le premier, va expliquer quelques années plus tard une forme différente de mimétisme. Dans le cas de Bates, on évoquait des espèces inoffensives qui, pour se protéger, copiaient des espèces toxiques. Muller décrit, lui, le mimétisme de deux espèces toxiques et vénéneuses entre elles (on n’en comprenait guère l’intérêt) ce qui est fort différent du mimétisme de Bates puisque, ici, répétons-le, il n’y a pas tromperie : Muller explique que le fait de posséder une même apparence permet aux deux espèces en question d’avoir des bénéfices communs ; en effet, toutes deux vont entraîner la répulsion des prédateurs à plus grande échelle, et cela permet d’améliorer la qualité de leur système de défense : on peut en effet penser que, à force de voir des formes vénéneuses à ne pas toucher, le prédateur finira par banaliser leur évitement.

           * le mimétisme selon Mertens

      On a vu des espèces inoffensives qui « copient » des espèces vénéneuses (Bates), des espèces vénéneuses qui se copient entre elles (Muller) ; reste donc un troisième cas de figure : celui d’espèces vénéneuses qui copient des espèces inoffensives. C’est un spécialiste des reptiles, Robert Mertens (1894-1975), qui rapportera cette forme très spéciale de mimétisme.

      Très spéciale, en effet, puisque, en pareil cas, l’imitateur toxique imite un sujet non toxique au risque d’être attaqué (et mangé) par le prédateur mais en entrainant ainsi sa mort : quel intérêt, me direz-vous, de tuer en mourant ? C’est que l’imitateur essaie de copier une espèce non pas mortelle mais simplement désagréable à manger pour le prédateur. De ce fait, il est protégé dans la mesure où le prédateur n’attaque plus jamais tout ce qui ressemble à l’espèce « désagréable ». Un sacré pari mais qui, semble-t-il, peut porter ses fruits.

           * l’automimétisme

      Dans ce cas, seule une partie de l’imitateur est concernée : c’est, par exemple, le cas d’un papillon, le grand paon de nuit, qui possède sur ses ailes un dessin imitant un œil (appelé ocelle). Lorsque le prédateur se présente, le papillon ouvre brusquement ses ailes et a le temps de s’enfuir face à la surprise de l’attaquant. Ailleurs, le serpent faux-corail (Anilius scytale, à ne pas confondre avec la couleuvre faux-corail déjà citée), lorsqu’il est attaqué, redresse sa queue en l’air et se met à la balancer comme s’il s’agissait de sa tête… qui, elle, est bien cachée : un serpent à deux têtes, en somme !

           * le mimétisme reproductif

      Le but est ici d’utiliser un tiers pour permettre la diffusion de la semence et ce sont surtout les plantes – mais pas toujours - qui utilisent ce mimétisme très particulier puisqu’il n’y a pas de victimes. J’avais évoqué dans un sujet précédent (cf. comportements animaux et évolution) le cas tout à fait extraordinaire de ces orchidées qui imitent à s’y méprendre le corps d’une abeille ou d’une guêpe de façon à ce que l’insecte, trompé, se barbouille de pollen qu’il exportera sur une orchidée voisine permettant ainsi la reproduction de l’espèce.

      Nous avons également évoqué le cas du coucou qui place ses œufs dans le nid d’une autre espèce afin qu’ils y soient couvés et nourris sans le moindre effort de leurs géniteurs. Mais que penser de l’oiseau-lyre, animal vivant en Australie, qui est capable de reproduire n’importe quel bruit de son environnement ? En effet, la femelle de cette espèce est sensible au mâle qui produira le chant le plus élaboré ; dès lors, le mâle oiseau-lyre peut tout imiter : les chants de n’importe quel autre oiseau mais également le bruit de la tronçonneuse des bucherons, l'alarme d'une voiture  ou le déclic de l’appareil photo de l’ornithologue venu l’étudier ! La Nature est parfois étonnante.

      Comme toujours lorsqu’on évoque l’évolution des êtres vivants, s’il existe une caractéristique particulière d’apparence ou de comportement adoptée par une espèce, c’est que la sélection naturelle l’a retenu comme un avantage sélectif, un « plus » qui permet à son détenteur de mieux résister à la dure compétition des êtres vivants entre eux. Le mimétisme est un de ces moyens sélectionné par l’évolution. A celui qui contemple ces facultés singulières sans y avoir véritablement réfléchi, une question se pose inévitablement : comment ne pas penser qu’il y a un but, une finalité à tout cela ?

Mimétisme et évolution

      Au fond, on peut assez bien comprendre le camouflage : une mutation permet de donner à certains individus un avantage précieux d’où sa pérennisation. L’exemple bien connu du phalène du bouleau nous le démontre. Voilà un papillon de couleur claire qui peuplait la campagne anglaise d’avant la révolution industrielle. Viennent les hommes et leurs industries qui, par les suies et autres pollutions, transforment l’environnement au point que même les arbres qu’habitent ces papillons se parent de teintes sombres. Presque aussitôt, on s’aperçoit que de blancs, les phalènes sont presque tous devenus noirs : en effet, les blancs, trop visibles, ont disparu victime de la prédation.   L’Homme s’efforce de diminuer la pollution et reparaissent les papillons blancs tandis que les noirs succombent à leur tour sous la dent des prédateurs. Une simple mutation portant sur la répartition de la mélanine sépare en fait les deux formes... Il s’agit, on le voit, d’un mécanisme en définitive assez simple. Mais le mimétisme ? Le mime qui copie à la perfection pour se parer de la terreur qu’inspire son modèle ? L’orchidée qui imite une abeille au point que même un scientifique avisé pourrait s’y tromper ? N’y a-t-il pas là un phénomène bien plus complexe et, peut-être, inexplicable ?

      Dans le cas du mimétisme, on a affaire à une coévolution entre trois acteurs différents, nous l’avons dit. Mais comment ce processus si complexe est-il possible ? C’est là qu’intervient le facteur-temps, un concept bien difficile à saisir pour nos cerveaux dont la vie est si courte. C’est qu’il en faut des millions d’années (des millions alors que seulement 2000 ans nous séparent historiquement de l’Antiquité) pour qu’un tel phénomène apparaisse. Cela nécessite nombre « d’essais » de la Nature, de « retours en arrière » parfois, des impasses évolutives, etc., bref des millions de générations avant que ne survienne – progressivement - la modification salvatrice. Seule la sélection naturelle au fil du temps peut expliquer l’apparition de telles adaptations à l’environnement. Que ce dernier change et les nantis deviennent victimes tandis qu’apparaissent de nouveaux élus…

      99% des espèces ayant un jour peuplé notre sol ont aujourd’hui disparu, soit balayées par de (trop) brutaux changements de l’environnement, soit transformées en des espèces mieux adaptées. Une seule raison à cela : la modification des habitats qui n’est due qu’au hasard (volcanisme, submersions marines, tremblements de terre, glaciations, etc.). Il faut donc toujours s’adapter : devenir plus fort, plus caché ou plus malin. Le mimétisme est un de ces moyens, un parmi d’autres : un cheminement long, laborieux, compliqué dont le seul hasard est le maître d’œuvre.

Images

 1. invisible si immobile (sources :  http://flickr.com )

2. orchidée-abeille (sources : http://genevieve.lehoux.over-blog.com)

3. araignée formicomorphe (sources : http://tpe-mimetisme.e-monsite.com)

4. mylabre (sources : http://crdp.ac-bordeaux.fr)

5. grand paon de nuit (sources : http://aramel.free.fr/)

6. oiseau-lyre d'Australie (sources : http://www.kamaz.fr)

7 et 8. phalènes du bouleau (sources : http://www.futura-sciences.com)

9. couleuvre faux-corail (sources : http://library.kiwix.org)

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

Mots-clés : sélection naturelle - théorie de l'évolution - camouflage ou mimétisme cryptique - Henry Walter Bates - orchidée "trompe-insectes" - araignée formicomorphe - Fritz Müller - Robert Mertens - automimétisme - serpent faux-corail - couleuvre faux-corail - mimétisme reproductif - oiseau-lyre - phalène du bouleau

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

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1. les mécanismes de l'évolution

2. indifférence de la Nature

3. insectes sociaux et comportements altruistes

4. reproduction sexuée et sélection naturelle

5. comportements animaux et évolution

     Lorsqu’on regarde un chat jouer avec un chien Yorkshire, on sait implicitement qu’il s’agit d’animaux d’espèces distinctes mais même s’il arrive un Saint Bernard, là encore, on comprend immédiatement que le grand chien et le Yorkshire sont totalement de la même espèce qui est complètement différente de celle du chat ; cependant, par la taille, la morphologie et la vitesse des mouvements, le chat et le Yorkshire se ressemblent bien plus que chacun d’entre eux ne ressemble au Saint Bernard. Comment peut-on si facilement faire cette distinction ? Est-ce uniquement un acquis culturel ? Existe-t-il des animaux ou des plantes pour lesquels il serait facile de faire des confusions entre espèces différentes ? Au fond, qu’est-ce qu’une espèce d’êtres vivants ?

          La perception des espèces avant Darwin

     C’est Charles Darwin qui, au terme d’années d’observations et après une très longue réflexion, introduisit la notion d’évolution, c'est-à-dire le fait que les espèces se transforment au fil du temps, certaines d’entre elles s’éteignant à jamais. Avant lui, le monde était fixiste : jusque là, même pour les esprits instruits, les espèces étaient immuables et créées une fois pour toutes. Les fossiles ? Pour certains, ils avaient été placés tels quels dans les sédiments par un Dieu créateur dont les desseins restaient impénétrables ; pour d’autres, il s’agissait des restes d’espèces disparues lors de cataclysmes anciens (comme, par exemple, le Déluge biblique) d’où les théories dites « catastrophistes » qui prévalaient alors (voir le sujet : le rythme de l'évolution des espèces).

     Depuis la plus haute antiquité, on savait bien que des espèces différentes peuplent notre globe : il existait donc forcément une notion intuitive de la biodiversité mais sans qu’on aille plus loin. A l’aube de l’ère contemporaine, Linné (1707-1778), le fondateur de la systématique moderne, propose une définition fondée sur la ressemblance : pour lui, une espèce est « un ensemble d’individus qui engendrent par la reproduction d’autres individus semblables à eux-mêmes ». Toutefois, quand on l’interroge sur le mécanisme qui entraîne cette ressemblance, il est plus laconique en précisant : « Nous comptons aujourd’hui autant d’espèces qu’il y eut au commencement de formes diverses créées. » Il s’agit d’une approche théologique qui situe le problème hors d’un cadre scientifique.

     Cette approche est partagée par l’ensemble des savants de l’époque. Cuvier (1773-1838), par exemple, précise quant à lui que « l’espèce est la réunion des individus descendus l’un de l’autre et de parents communs. » Buffon (1707-1788) est sensiblement du même avis même s’il introduit la notion de capacité de reproduction en constatant que certains individus qui se ressemblent en apparence comme l’âne et le cheval ne peuvent donner que des descendants inféconds ce qui semble démontrer qu’il s’agit en pareil cas d’espèces différentes.

     Avant la théorie de l’évolution, il est donc clair qu’il n’existe aucune réponse scientifique à la question : on peut reconnaître les différentes espèces mais elles n’existent que comme des entités distinctes et immuables.

          La révolution darwinienne ou la notion d’espèces repensée

     Disons-le d’emblée : la recherche de la définition la plus exacte de la notion d’espèces a fait l’objet de milliers de publications scientifiques, livres, conférences, débats contradictoires, etc. et ses détails sont encore âprement disputés dans les cercles concernés. Sans entrer dans les polémiques savantes, nous allons donc nous efforcer de résumer ce qui semble être un consensus de base, le plus petit dénominateur commun en quelque sorte… Plusieurs approches – heureusement complémentaires – permettent de cerner de manière plus scientifique ce que nous appelions en préambule le « savoir implicite » de ce que sont les espèces.

          * délimitation sur la ressemblance : la taxinomie

     La taxinomie (ou taxonomie) est la science dont le but est de décrire les êtres vivants et de les regrouper en entités appelées taxons. Le taxinomiste s’appuie sur les caractères morphologiques des individus et son but est de les identifier, de les nommer puis de les classer. Cette science complète donc la systématique qui, elle, organise le classement des taxons et les relations existant entre eux. Par exemple, on peut identifier un taxon " chien-loup-renard " (approche taxinomique) qui fait partie de la " famille " des canidés, elle-même incluse dans " l’ordre " des carnivores appartenant à la " classe " des mammifères, etc. (abord par la systématique).

     Il s’agit là d’une approche classique et le problème est celui des critères retenus pour caractériser les membres d’un même taxon : on s’est rapidement aperçu que certains taxons étaient « approximatifs » car recourant à des concepts usuels (vernaculaires) mais peu scientifiques. Que recouvre, par exemple, le taxon « reptile » ?  Des individus plus ou moins proches… et plus ou moins éloignés !

          * détermination d’une ascendance commune : la phylogénétique

     Il fallait aller plus loin que la simple taxinomie. La phylogénétique aborde l’étude des êtres vivants et de leur évolution dans le temps de façon différente. Ici, on ne cherche pas tant les éventuelles ressemblances entre individus que leurs liens de parenté. Les membres d’un même taxon phylogénétique sont donc génétiquement proches ; on peut dire les choses autrement : les membres d’un taxon sont toujours plus proches génétiquement que chacun d’entre eux par rapport à un individu situé hors du taxon. Or cela ne veut pas dire qu’ils se ressemblent forcément : il peut y avoir des différences importantes (repensons au chien Yorkshire et à son peu de ressemblance avec le loup qui appartient au même taxon). A l’inverse, il existe parfois des ressemblances qui sont dues au hasard de l’évolution qui « trouve » des astuces évolutives voisines chez des individus n’ayant rien à voir les uns avec les autres (on parle alors de convergence évolutive). Par exemple, le loup de Tasmanie, dont l’espèce est aujourd’hui éteinte à cause de l’Homme, ressemblait étrangement à certains chiens : c’était pourtant un marsupial !

     Héritières de cette approche, deux disciplines très spécialisées permettent d’aller plus loin dans l’étude des individus : la cladistique (le clade est un taxon qui ne regroupe que les individus dont on est certain qu’ils ont en commun un caractère directement hérité de leur ancêtre) et la phénétique (basée sur l’idée que le degré de ressemblance est corrélé au degré de parenté, discipline d’autant plus intéressante qu’on compare un grand nombre statistique de caractères). Nous entrons ici dans un domaine fort complexe qui n’est pas de notre propos.

          * l’interfécondité : le critère biologique

     En 1942, le biologiste Ernst Mayr (1904-2005) réintroduisit le concept d’interfécondité en expliquant que « les espèces sont des groupes de populations naturelles, effectivement ou potentiellement interfécondes, qui sont génétiquement isolées d’autres groupes similaires…/… et devant pouvoir engendrer une progéniture viable et féconde. ». Le concept de l’espèce repose donc ici sur ce que l’on appelle l’isolement reproductif, à savoir l’ensemble des barrières biologiques qui empêchent les membres de deux espèces distinctes d’engendrer une descendance viable. Ce concept biologique explique parfaitement la naissance d’espèces différentes lors, par exemple, d’un isolement géographique mais se heurte lui aussi à des limites : comment déterminer cet isolement reproductif chez les fossiles ? Et chez les organismes asexués comme les bactéries ? On sait par ailleurs que, dans la nature, certaines plantes peuvent se croiser sans que les taxinomistes ne les considèrent comme appartenant à la même espèce…

          * la notion d’espèces en pratique

     On comprend donc qu’il n’est pas si facile de définir avec exactitude ce qui fait l’originalité d’une espèce. Le concept morphologique des ressemblances (ou dissemblances) est pratique mais certainement subjectif (possibilité de désaccords sur les critères retenus) tandis que le concept biologique, s’il va assez bien au monde animal, est bien moins évident dans le monde végétal (hybridations)

     Essayons de proposer une définition la plus simple possible mais pas forcément définitive, on en conviendra aisément. Cette définition pourrait être : 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.

          Autour de la notion d’espèces

     Pour terminer ce bref aperçu d’un problème bien moins simple qu’il n’y paraît de prime abord, posons-nous quelques questions – souvent évoquées par le grand public – étant entendu que nous ne saurions évidemment être exhaustifs (que le lecteur n’hésite d’ailleurs pas à en poser d’autres dans les commentaires de cet article).

     * Qu’est-ce qu’une sous-espèce ?

     On voit parfois cette appellation dans des articles spécialisés ou lors de documentaires animaliers mais qu’est-ce qu’une sous-espèce puisque, stricto sensu, soit les animaux ne peuvent pas se reproduire entre eux et ils sont d’espèces différentes, soit ils le peuvent et ils sont forcément de la même espèce ?

     Nous évoquions plus haut la formation d’espèces nouvelles par l’isolement géographique : de quoi s’agit-il ? Lorsque deux populations d’une même espèce se trouvent isolées (par exemple, par la formation d’une île, l’apparition d’un fleuve ou d’une montagne, etc.), ces populations n’étant plus en contact vont progressivement diverger génétiquement (dérive génétique)… jusqu’à devenir des espèces distinctes ne pouvant plus se reproduire entre elles : c'est ce que l'on appelle  une spéciation (dite, en pareil cas, allopatrique ou portant sur le territoire). Toutefois, cela prend du temps, un temps durant lequel ces populations n’ont effectivement plus de contact mais pourraient encore se reproduire entre elles si l’île ou le fleuve de l’exemple précédent venaient à disparaître. On désigne ces populations du nom de sous-espèces puisqu’elles sont isolées l’une de l’autre, qu’elles évoluent différemment et donneront des espèces distinctes mais qu’elles peuvent encore prétendre à une descendance commune si l’occasion s’en présente.

     * la notion de races est-elle valide ?

     Voilà une question à laquelle il ne semble pas difficile de répondre : chaque éleveur de chiens sait bien qu’il existe de nombreuses races différentes chez nos amis à quatre pattes mais qu’en est-il au juste ? La description d’une race de chiens passe par un certain nombre de critères fixés une fois pour toutes et cherchant à décrire un « individu type » appartenant à la race étudiée. On peut donc identifier des caractéristiques, toujours présentes, qui déterminent la race retenue, ici de chiens : on comprendra néanmoins que ces critères sont relativement subjectifs même s’ils s’appuient sur des faits historiques. Bien entendu, puisque tous les chiens appartiennent à la même espèce, ils peuvent se reproduire entre eux (sauf impossibilité physique comme le Yorkshire femelle avec le Saint Bernard) et donner naissance à des individus métis, « sans race ». La « valeur » de telle ou telle race pour l’éleveur ou le propriétaire échappe bien sûr au domaine scientifique pour relever des domaines culturels ou commerciaux.

     Chaque groupe d’animaux peut présenter un plus ou moins grand nombre de races : la variabilité est différente selon les espèces, plus importante chez, par exemple, les chiens que chez les chats. Plus floue aussi en botanique ou même la notion d’espèce est sujette à caution…

     Et chez l’Homme (qui est un animal) ? Il est difficile de contester le fait qu’il existe des races d’hommes (en tant que médecin, je sais par exemple que certaines affections sont bien plus fréquentes dans une race que dans une autre) mais cette notion reste pour beaucoup du domaine du subjectif et du culturel, voire du politiquement correct, aussi laisserai-je à chacun le soin de tirer sa propre conclusion.

     * combien a-t-il existé d’espèces différentes par le passé ?

     J’ai écrit à plusieurs reprises que 90% des espèces ayant un jour peuplé la Terre sont aujourd’hui éteintes. Concernant celles vivant sur notre planète actuellement, on estime qu’il en a été décrit scientifiquement environ deux millions, peut-être un peu moins, mais qu’il en reste à identifier… plusieurs dizaines de millions, la plus grande partie d’entre elles concernant les insectes. Par ailleurs, la récente campagne internationale d’étude des espèces vivant dans les fonds marins a été une surprise puisqu’elle a identifié des milliers d’espèces inconnues, notamment dans les grands fonds… Pour résumer, avançons le chiffre – moyen - de cinquante millions d’espèces partageant avec nous notre bonne vieille Terre…  et qui représente donc moins de 10% de toutes les espèces ayant vécu sur Terre : le nombre total d’espèces ayant existé (je dis bien d’espèces et non d’individus !) est pharamineux…

     * combien en reste-t-il encore à découvrir ?

     On vient de le dire : il en reste beaucoup ! Non pas tant pour les gros animaux dont la possible découverte s’évalue en unités mais pour ceux, plus petits, qui vivent loin de l’emprise de l’Homme comme ces milliards d’insectes proliférant dans les canopées des forêts tropicales. La plupart des spécialistes estime que les espèces qui nous sont aujourd’hui encore inconnues représentent au moins cinquante fois la somme de toutes celles que nous avons aujourd’hui décrites or nous n’en découvrons que moins de 20 000 en moyenne chaque année, c’est dire le travail qui reste à faire… d’autant que beaucoup d’entre elles auront disparu avant d’être caractérisées !

     * combien d’espèces menacées d’extinction aujourd’hui ?

     Effectivement, la domination sans partage de l’espèce humaine, son appétit insatiable pour de nouveaux territoires, obligés ou non, et son esprit de lucre universel entraînent la destruction de nombreux habitats où vivent (survivent ?) nombre de nos compagnons terrestres ; du fait, bien des espèces ont déjà disparu et d’autres sont en grand danger. Certains exemples sont très connus : le Dodo de l’Ile de la Réunion, le loup de Tasmanie déjà évoqué… mais pour combien de disparitions « en silence » ou avec la complicité de quelques grands humanistes trop occupés par l’amélioration ( ?) des conditions d’existence de l’espèce humaine ? Difficile à dire. Les scientifiques évoquent la fourchette suivante : le taux de disparition, depuis deux siècles, est de dix à cent fois supérieur au taux « naturel », c'est-à-dire à celui des âges d’avant la révolution industrielle. Le rythme s’accroit continuellement et les spécialistes les plus optimistes tablent sur une multiplication par 10 dans les prochaines années (soit 1000 à 10 000 fois plus que par la seule Nature). Un constat sans appel.

Sources :

* les mondes darwiniens (ouvrage collectif, éditions Syllepse, 2009)

* Wikipedia France et Wikipedia org (USA)

* Encyclopedia Britannica

* Futura France

Images :

 1. la grande galerie de l'évolution du Museum d'Histoire Naturelle, à Paris

(sources : http://fr.academic.ru )

2. chien et chat (sources : http://dakota.d.a.pic.centerblog.net)

3. les journées de la biodiversité, chaque 22 mai, depuis 8 ans

(sources : http://www.cauxcorico.com)

4 cladistique stellare (sources : http://www-laog.obs.ujf-grenoble.fr)

5. Ernst Mayr (sources : commons.wikimedia.org )

6. races de chiens (sources : http://www.qctop.com)

7. loup de Tasmanie (sources :   http://www.dinosoria.com)

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

Mots-clés : Charles Darwin – fixisme – catastrophisme – biodiversité – Carl von Linné – classification systématique – Georges Cuvier – Georges-Louis Leclerc de Buffon – taxinomie – taxon – phylogénétique – convergence évolutive – cladistique – phénétique – Ernst Mayr – isolement reproductif – isolement géographique – sous-espèces – spéciation - races – extinctions d’espèces

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

Sujets apparentés sur le blog

1. les extinctions de masse

2. les mécanismes de l'Evolution

3. le rythme de l'évolution des espèces

4. placentaires et marsupiaux, successeurs des dinosaures

5. la théorie des équilibres ponctués

Mise à jour : 9 janvier 2012

Du début de mes études secondaires il y a, hélas, fort longtemps, je me souviens des cours d’histoire où, durant quelques brèves journées, un professeur fort patient cherchait à nous expliquer les prémices des civilisations humaines. On évoquait alors « les hommes de Cro-Magnon » et autres pithécanthropes. Je ne sais pas pour mes autres compagnons d’infortune mais, quant à moi, cette période de notre protohistoire m’ennuyait passablement car, comme bien des enfants d’aujourd’hui, je ne m’intéressais vraiment qu’aux dinosaures ou à la rigueur au tigre à dents de sabre (ou smilodon que j'appelais - je ne sais pourquoi - machairodus). A cette époque, il est vrai, la recherche sur le paléolithique n’en était qu’à ses débuts et on sortait à peine des préjugés des décennies précédentes : aujourd’hui, bien des idées préconçues ont été battues en brèche et on a complètement repensé les rapports de sapiens avec son environnement au point qu’on sait à présent que notre illustre ancêtre n’était pas seul à peupler le monde et que son ascension n’était certainement pas inévitable.

Homo sapiens, le survivant

Apparu il y a environ 125 000 ans, homo sapiens est aujourd’hui le seul représentant du genre homo encore présent (et même bien présent…). Ce ne fut pas toujours le cas puisque jusqu’à il y a une quarantaine de milliers d’années plusieurs espèces d’homo coexistaient. Les récentes prospections (et, surtout, les analyses génétiques) l’affirment : à cette époque pas si lointaine en terme d’évolution, il semblerait que quatre espèces différentes d’homo aient vécu en même temps.

On situe le plus souvent l’origine de l’humanité sur la terre africaine, plusieurs « migrations » ayant ensuite peuplé les autres continents, notamment Europe et Asie. Avant, et durant des millions d’années, il y eut des dizaines de précurseurs – de façon parfois concomitante - dont certaines caractéristiques relevaient encore des ancêtres communs avec les grands singes tandis que d’autres annonçaient déjà l’homme dit moderne (voir le sujet : le dernier ancêtre commun) ce qui, disons-le au passage, rend illusoire la recherche d’un unique ancêtre commun des hommes actuels.

Reste le fait que ne subsiste plus aujourd’hui que sapiens et qu’on ne peut pas ne pas se demander quelles sont les raisons de la disparition des autres : ne serait-ce pas tout simplement l’action prédatrice de nos ancêtres directs qui en serait responsable ? Après tout, qu’on le veuille ou non, la Vie est avant tout une compétition et il est certain que, en ces temps anciens, il ne tombait probablement pas sous le sens de partager les territoires et leurs multiples ressources : la disparition ou l’assimilation, en quelque sorte. Et probablement beaucoup de la première et un tout petit peu de la seconde pour Néandertal.

Neandertal, un cousin proche ?

Vers le milieu du XIXème siècle, tandis qu’on s’intéressait surtout aux premiers squelettes réellement exploitables de « grands sauriens », on mit à jour dans la petite vallée allemande de Néandertal, une sorte « d’homme primitif » dont les caractéristiques très simiesques semblaient toutefois partiellement « humaines ». Combattue par certains, l’appartenance de Néandertal au genre homo était peu contestable mais on voyait alors en lui une espèce de primate rudimentaire (silhouette trapue, faciès grossier, intelligence évidemment réduite), archaïque pour les uns, dégénéré pour les autres. La paléontologie moderne a rendu à Néandertal sa place qui est celle d’un contemporain de sapiens, probablement aussi évolué que lui à cette époque. J’ai longuement eu l’occasion d’évoquer dans un sujet précédent (voir le sujet : sapiens et Néandertal, une quête de la spiritualité) ce que nous comprenons aujourd’hui de cette autre espèce d’homme, notamment quant à sa dimension culturelle.

Une question restait toutefois en suspens : sapiens et Néandertal ont-ils pu s’accoupler et avoir des descendants ? En d’autres termes ces deux homo étaient-ils suffisamment proches pour se métisser et, si oui, a-t-on encore le droit d’évoquer des espèces différentes ? Un nouvel élément de réponse vient de nous être apporté par la génétique : alors que celle-ci, jusqu’à présent, évoquait une non-fécondabilité entre les deux espèces, une étude récente affirme le contraire. Bien que la concordance génétique entre sapiens et Néandertal soit de 99,7%, les auteurs ont cherché une correspondance génétique plus fine entre le génome d’un néandertalien (difficilement obtenu à partir de quelques os) et ceux d’un Européen, d’un Asiatique, d’un papou de Nouvelle-Guinée et d’un Africain : les résultats montrent que le patrimoine génétique de Néandertal est plus proche de celui de l’Asiatique, de l’Européen et du papou que de celui de l’Africain. Pour les auteurs, il ne peut y avoir qu’une explication possible : il y a eu des croisements entre sapiens et Néandertal après que le premier soit sorti d’Afrique. Ces auteurs estiment que de 1 à 4% - non codant - de notre patrimoine génétique actuel provient de Néandertal…

On doit donc aujourd’hui penser (mais cette étude demande à l’évidence d’autres confirmations) que sapiens et Néandertal n’étaient pas si éloignés que cela l’un de l’autre : plutôt deux sous-espèces que deux espèces distinctes d’où, pour certains scientifiques, la nécessité de revenir à l’ancienne classification « homo sapiens neanderthalensis ». Cela dit, le « métissage » sapiens-Néandertal reste toutefois marginal et la disparition de notre cousin vers 30 000 ans avant JC, un mystère.

L’Homme de Florès, toujours une énigme

Au début des années 2000, une publication jeta l’émoi chez les scientifiques : on avait découvert en Indonésie, dans une grotte de l’île de Florès, une nouvelle espèce d’homme ! Il s’agissait d’un bipède, mesurant environ 1 mètre de hauteur pour un poids d’une vingtaine de kg. Il était capable de fabriquer des outils (retrouvés avec les squelettes), outils de l’époque acheuléenne (environ 500 000 ans avant JC) mais, fait totalement troublant, la datation des squelettes les faisait remonter à seulement 18 000 ans avant JC. Les spécialistes sont comme à l’habitude partagés et si l’on a pratiquement rejeté l’hypothèse d’un nanisme médical acquis (microcéphalie carentielle), bien des scientifiques restent encore sceptiques…

Il n’en reste pas moins que l’on s’oriente plutôt vers un descendant local d’homo erectus ou d'homo habilis, « épargné » en quelque sorte par son insularité. Une insularité qui explique également sa petite taille : on sait en effet que, en l’absence de prédateurs, les espèces ont tendance à voir leur taille diminuer, du moins ceux ayant une taille supérieure à celle d’un chien, alors que les plus petites ont tendance à grandir, tout cela en une sorte de compétition vers une taille médiane…

Cette découverte amène plusieurs réflexions :

* d’abord, les ancêtres de sapiens – ici homo erectus – ont réussi à coloniser la planète jusqu’à fort loin de leur base de départ (Afrique) ;

* ensuite, l’homme de Florès aurait continué à survivre alors que sapiens avait déjà colonisé le globe et, notamment, cette même île de Florès ;

* enfin, l’homme de Florès existait encore alors que Néandertal avait disparu depuis des millénaires…

Comme si cette découverte ne suffisait pas, voilà qu’à présent on parle d’une troisième espèce d’homme ayant coexisté avec sapiens : sa découverte étant trop récente, il n’a pas encore de dénomination scientifique et on l’appelle l’homme de Sibérie.

L’Homme de Sibérie (Denisova), le quatrième homo

Habituellement, on identifie une nouvelle espèce par ses fossiles. Pour l’homme de Sibérie, pour la première fois, il s’agit d’une découverte purement génétique faite il y a quelques mois (mars 2010). C’est, en effet, en étudiant l’ADN mitochondrial de l’auriculaire d’un enfant d’environ 7 ans découvert à Denisova, dans les monts de l’Altaï, au sud de la Sibérie, que les chercheurs ont mis en évidence qu’il s’agissait bien d’un primate du genre homo. On sait que l’ADN mitochondrial de sapiens et de Néandertal diffère sur 202 points : l’homme de Denisova a un ADN différant de celui de sapiens sur 385 points… La conclusion est évidente : notre ancêtre commun avec l’homme de Sibérie/Denisova remonte à environ 1 million d’années tandis que notre ancêtre commun avec Néandertal vivait il y a 500 000 ans… S’agit-il ici d’une espèce réellement différente de sapiens – et ne pouvant donc se reproduire avec lui – ou d’une sous-espèce au sein de laquelle s’exprimerait une certaine variabilité génétique ? Il est encore trop tôt pour le dire mais ce qui est certain, c’est que cet homme « différent » vivait en Sibérie il y a 40 000 ans, en même temps que sapiens, Néandertal et Florès. Diversité humaine !

Raréfaction de la diversité

Stephen J. Gould le faisait remarquer : au temps du schiste de Burgess, il y a plus de 500 millions d'années, les genres d’animaux étaient bien plus nombreux et différents des uns des autres qu’aujourd’hui. Il y a eu bien sûr les multiples extinctions de masse qui ont détruit des catégories entières d’espèces animales (voir le sujet : les extinctions de masse) au point que l’on dit souvent que 99% des espèces animales ayant vécu un jour sur Terre ont à présent disparu. Mais cela n’explique pas tout. La compétition interspécifique et la sélection naturelle jouent également un rôle important dans l’amenuisement de la diversité du vivant.

Sapiens est l’héritier d’une gigantesque lignée d’ancêtres plus ou moins proches, plus ou moins humains. Dans la savane africaine d’il y a quelques millions d’années ont coexisté et se sont succédés des dizaines de formes d’hominidés qui, au fil du temps, ont acquis des caractères ayant conduit à l’Homme actuel. Il est probable – comme je l’ai déjà écrit – qu’il n’existe pas « d’ancêtre direct et unique » d’homo sapiens mais plutôt des lignées distinctes avec toutes leurs formes intermédiaires, issues de compétitions féroces pour la survie et de spéciations par isolement géographique. L’Homme actuel – homo sapiens – est l’unique survivant de cette guerre pour la continuation du plus apte qui s’est étendue sur des millions d’années et il est fascinant de constater qu’il y a peu, sapiens avait encore des concurrents du genre homo comme lui : 40 000 ans ne représentent rien à l’échelle de l’Évolution. Il est aujourd’hui le seul représentant de cette lignée de grands singes et la sélection naturelle l’a doté d’un cerveau qui lui permet – pour la première fois chez un être vivant sur cette planète - de transformer son environnement. Qu’en a-t-il fait jusqu’à présent? Qu’en fera-t-il à l’avenir ?

Images

1. comparaison des crânes de sapiens, néandertal et florès (source : http://wingmakers.exprimetoi.net)

2. migration d'homo sapiens (source :   www.u-picardie.fr)

3.  enfant néandertalien (source :   www.futura-sciences.com/)

4. l'homme (ou la femme) de Florès (source :      www.7sur7.be )

5. le champ de fouilles de Denisova (source :    www.planet-techno-science.com )

6. il y a 65 millions d'années, l'extinction de masse du crétacé (source :  membres.multimania.fr)

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

Mots-clés : homo sapiens - dernier ancêtre commun - homme de Néandertal - métissage génétique - homme de Florès - époque acheuléenne - homo erectus - homo abilis - nanisme insulaire - homme de Denisova - ADN mitochondrial - Stephen J. Gould - compétition interspécifique - sélection naturelle

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

  la Pangée (supercontinent de l'époque permienne)

La vie de notre planète s’est étalée sur des centaines de millions d’années au cours desquels l’aspect de la croûte terrestre s’est profondément modifié au point qu’il serait impossible de reconnaître les contours actuels des continents dans ceux prévalant à des époques plus anciennes. Quand on sait l’aspect apparemment immuable des limites continentales actuelles qui ne varient que de quelques centimètres par an, on comprend que les millions d’années que nous évoquons représentent des durées de temps impossibles à concevoir réellement par le cerveau humain. C’est au cours de ces mêmes millions d’années que l’évolution des êtres vivants s’est faite et, là aussi, ces incroyables durées de temps expliquent comment les transformations successives des unes et des autres espèces ont abouti, à partir de quelques cellules rudimentaires, à la diversité actuelle.

Souvent lorsqu’on évoque le mot évolution, plus ou moins inconsciemment, on pense à une amélioration, à un « progrès » : il s’agit là d’une idée fausse ; grâce à la sélection naturelle, l’évolution permet seulement la transformation des espèces par une adaptation permanente à des conditions de milieu qui changent sans cesse, par hasard et sans but précis. La dérive des continents participe à ces transformations en modifiant géographiquement les niches géologiques. En modelant les paysages, elle permet – ou non – le développement et l’évolution des espèces vivantes. Longtemps ignorée, voire raillée par certains, cette notion fondamentale est la découverte d’un seul homme - on pourrait dire aussi d’un homme seul - : l’Allemand Wegener. Evoquons un peu sa vie avant d’aborder ses théories.

Alfred Wegener (1880-1930)

Fils d’un pasteur allemand, Alfred Wegener s’intéressa précocement à l’astronomie, une discipline qui lui permit de soutenir sa thèse. Toutefois, il se tourna assez rapidement vers une science nouvelle à cette époque : la météorologie. Désirant prospecter et expérimenter « sur le terrain », il s’obligea à suivre un entrainement physique intensif, notamment dans les sports nordiques (ski, patin à glaces, raquettes). En 1906, il battit d’ailleurs le record du monde de vol en ballon tandis qu’il participa la même année à une première expédition d’exploration et d’étude au Groenland qu’il retrouvera quelques années plus tard lors d’une seconde expédition (1912). A partir de 1908, il commença à donner des cours à l’université de Marbourg (où il a passé son doctorat), en Hesse, ce qui lui permit de réfléchir à la météorologie et aux conditions de son développement, encore balbutiant à l’époque. En 1915, il publia son livre sur la dérive des continents (qui lui vaudra, comme nous le verrons par la suite, de très nombreuses critiques de la part de la communauté scientifique). Il maintint néanmoins ses positions et accepta sa nomination en tant que professeur de météorologie à Graz (Autriche) en 1924 où il lui sembla être mieux accueilli. En 1930, il repartit pour une troisième expédition, toujours à caractère météorologique, mais celle-ci se termina mal : on récupéra son cadavre gelé dans son sac de couchage tandis que son compagnon d’infortune, Rasmus Willumsen, demeura introuvable. Wegener avait à peine cinquante ans et n’aura pas vu le triomphe de sa théorie…

L’hypothèse de Wegener

Pour asseoir sa théorie, Wegener affirmait qu’il avait « des preuves » indirectes très sérieuses mais on devrait plutôt dire qu’il s’agissait de déductions fondées sur l’observation. Le point de départ probable de sa réflexion a dû être (comme elle le fut pour beaucoup d’autres scientifiques qui ne s’aventurèrent pourtant pas plus loin) cette observation, cette constatation presque, qui frappe toute personne observant de près un globe terrestre (par exemple un de ceux que l’on offre aux enfants afin d’éclairer doucement leur table de travail tout en les habituant à la carte de la Terre) : on remarque effectivement un parallélisme troublant entre les côtes nord et sud-américaines et celles de l’Europe et de l’Afrique, comme s’il s’agissait de deux morceaux d’une même terre qui aurait été brisée en deux… Troublant, certes, mais insuffisant : il n’y a bien sûr pas que cela et les arguments de Wegener sont en fait au nombre de quatre.

a. la similitude du découpage des côtes entre continent américain et européen/africain

On vient de l’évoquer et il faut reconnaître que les cartes parlent d’elles-mêmes. Pour Wegener, il n’y a pas de doute : ces terres étaient jadis réunies ; il évoque un « supercontinent », la Pangée, qui sous l’effet d’une « force » qui reste à déterminer s’est scindée en ces différents blocs continentaux que l’on connait aujourd’hui.

  b. Les variations climatiques anciennes se retrouvent de part et d’autre

  Il s’agit essentiellement des glaciations passées. Jusqu’à Wegener, il existait des incohérences : on avait trouvé des traces de glaciations vieilles de 250 millions d’années dans des endroits se trouvant sous les tropiques et cela posait problème. En revanche, si les continents « bougent », qu’ils migrent tout au long du globe, on peut alors supposer que certaines régions actuellement en zone tropicale ont pu se trouver au niveau des pôles par le passé.

 Il existait aussi une autre bizarrerie : certaines des traces de l’écoulement de ces glaces anciennes se dirigent vers l’intérieur des continents ce qui n’est pas logique ; toutefois, si ces terres se trouvaient jadis au pole, leur migration expliquerait alors le sens de ces écoulements glaciaires en périphérie de l’ancienne calotte polaire

c. L’observation de la faune fossilisée

Antérieurement et jusqu’à la jonction du paléozoïque (ou ère primaire) et du mésozoïque (ou ère secondaire) et plus précisément entre permien et trias, vers -250 millions d’années, une faune bien particulière a vécu, laissant enfouis dans les strates correspondantes de nombreux fossiles. On trouve ce type de fossiles (ainsi que des plantes de cette époque) de part et d’autre de l’océan tandis que – étrange hasard – les différentes lignées d’animaux commencent à diverger à partir de cette date pour se différencier ensuite fortement de part et d’autre de l’Atlantique : cela ne veut-il pas dire qu’il y a eu séparation de ces terres à partir de ce moment-là ?

d. Similitude des ensembles géologiques

Lorsqu’on compare les couches géologiques des continents situés en regard, de part et d’autre de l’océan atlantique, on retrouve les mêmes ensembles géologiques, les mêmes répartitions de roches, les mêmes couches sédimentaires. Plus encore, ce qui est vrai pour les côtes l’est aussi pour l’intérieur des terres ce qui argumente fortement en faveur de la Pangée, le supercontinent cher à Wegener.

Eh bien, allez-vous me dire, la cause semble relativement facile à défendre et la démonstration plutôt concluante ; du coup, on comprend mal que Wegener n’ait pas été suivi par la communauté scientifique internationale. Mais c’est qu’il existe un écueil de taille pour ses opposants : le scientifique allemand peine à expliquer comment un phénomène de dérive si considérable (rien de moins que l’ensemble des terres émergées de la planète !) a pu se produire : quelle force colossale, quel phénomène gigantesque pourrait-il être impliqué dans tout cela ? Au fond, disent les détracteurs de Wegener, cette théorie repose sur des observations en définitive assez grossières, des supputations, des spéculations, des hypothèses mais on n’y trouve guère de preuves tangibles et surtout pas d’explication crédible de l’origine du phénomène…

Wegener va donc s’acharner à trouver une interprétation logique mais la science de l’époque n’a pas encore les moyens de l’explication car on y ignore tout de la convection magmatique (dont on parlera un peu plus tard). Dès lors, il doit se rabattre sur des mécanismes plus ou moins vraisemblables : finalement, il impute cette dérive aux cycles lunaires et plus précisément à leurs marées. Les scientifiques qui étudient sa théorie – notamment le géophysicien britannique Harold Jeffreys, une des références de l’époque - n’ont aucun mal à réfuter son explication en démontrant qu’elle est physiquement impossible.

La mort de Wegener survenant tôt dans sa carrière scientifique fait oublier sa théorie et il faudra attendre presque 40 ans pour qu’elle refasse surface.

La tectonique des plaques

C’est Arthur Holmes, en 1945, qui avancera enfin une explication plausible à la dérive des continents : il parle pour la première fois de mouvements de convection dans le manteau terrestre. Toutefois, il faudra attendre encore un peu pour emporter la conviction des différents acteurs : en 1962, l’officier de marine américain Harry Hess (explication par le « double tapis roulant »), puis un peu plus tard l’américain Morgan, le britannique McKenzie et le français Le Pichon permettent de finaliser ce que l’on appelle aujourd’hui la théorie synthétique de la tectonique des plaques.

Plusieurs modèles successifs ont été avancés dont le principe commun est assez voisin. Résumons en quelques lignes le modèle actuel (probablement assez proche de l’éventuel modèle définitif).

Les terres émergées sont évidemment solidaires de leur sous-sol immédiat et forment avec eux des plaques dites tectoniques qui fluctuent en fonction des mouvements du manteau terrestre, c’est-à dire de la couche intermédiaire entre la croûte terrestre et le noyau de la planète. Ces plaques vont donc interagir avec le manteau et on décrit trois types principaux de mouvements :

  * des divergences : on appelle ainsi le mouvement de plaques s’éloignant les unes des autres et c’est à leur point de contact que se trouvent les dorsales (sortes de rides ou de plis de la croute terrestre), lieux propices à de grandes éruptions volcaniques ;

      * des convergences : c’est le phénomène inverse, à savoir l’écrasement d’une plaque contre une autre (phénomène évidemment compensateur d’un élargissement des océans à un autre endroit du globe). On distingue alors des zones de subduction (une plaque « plonge » sous une autre comme, par exemple, la côte occidentale de l’Amérique du sud), des zones de collision (deux plaques se heurtent de plein fouet comme pour l’Himalaya) et des zones d’obduction mais il n’y a pas de zones de ce type actuellement actives.

              * et des transcurrences (ou coulissage) : ici, deux plaques glissent l’une contre l’autre.

  Bien entendu, à chaque type de contact correspondent des failles, c’est-à dire des zones de rupture, des lignes de fracture parfois immenses entre deux masses rocheuses. Une des plus célèbres est la faille de San Andreas, à la jonction des plaques du Pacifique et de l’Amérique qui a déjà provoqué des séismes dévastateurs en Californie (d’ailleurs, les habitants de Los Angeles et de San Francisco s’attendent en permanence au « tremblement de terre suprême », le Big Earthquake, dont on pense qu’il a plus de 99% de se produire dans les 30 ans à venir).

La Terre n’est donc certainement pas statique ; bien au contraire, elle est le lieu de nombre de phénomènes majeurs qui bouleversent considérablement son écologie générale : je pense, par exemple, au récent tremblement de terre de Haïti – Haïti se trouve à la jonction des plaques tectoniques nord-américaine et caraïbe – qui fit tant de morts il y a quelques semaines. Or ce n’est pas le seul tremblement de terre (ou éruption volcanique) majeur survenu ces dernières années : on comprend donc les modifications considérables subies par la croûte terrestre durant tous ces millions d’années.  La connaissance du phénomène de la tectonique des plaques couplée aux moyens d’observation de la science moderne dans différentes disciplines nous permet à présent de reconstituer l’aspect de notre planète durant les ères géologiques précédentes.

Reconstitution du passé

Pour revenir à l’époque où la Terre ne recélait qu’un seul immense continent, la Pangée, il faut remonter à la fin du permien (qui est la dernière époque du paléozoïque ou ère primaire) : on se trouve alors vers - 250 millions d’années par rapport à aujourd’hui ; remarquons qu’il s’agit d’un temps très très ancien puisque, par exemple, l’Amérique et l’Afrique sont à cette époque encore soudées l’un à l’autre (or, nous l’avons déjà dit, les mouvements concernés ne représentent que quelques cm par an). Pourtant, il faut ramener cette durée de temps (250 millions d’années) à l’âge de la Terre qui est de 4,5 milliards d’années, soit environ 18 fois plus…

La Pangée est bien entendu le fruit de regroupements antérieurs de plusieurs masses continentales qui se sont rapprochées et éloignées durant les millions d’années précédents en une sorte de ballet incessant depuis le refroidissement de surface définitif de notre planète.

Nous sommes donc au permien et il existe un supercontinent, la Pangée, entouré d’un océan gigantesque, le Panthalassa (qui deviendra bien plus tard l’océan pacifique) et d’un autre océan à l’est, Thétys, formé dans le creux de la Pangée elle-même puisque celle-ci forme une sorte d’énorme croissant. Bien que progressif et lent, ce mouvement de formation du supercontinent ne peut pas être sans conséquence sur la Vie : la longueur des bandes côtières va diminuer de façon importante or c’est à cet endroit que se concentrent beaucoup d’espèces marines ; inversement, le centre du supercontinent, loin des côtes, voit se développer d’immenses déserts plutôt hostiles. Troublante coïncidence : c’est à la fin du permien que survint une des plus terribles extinctions de masse : 90% de la vie marine et 70% des espèces terrestres furent anéanties (voir le sujet : extinctions de masse). Comme dans ces films policiers qu’on voit à la télévision, les coïncidences en sont rarement et, ici aussi, il y a gros à parier que la formation de la Pangée fut pour beaucoup dans l’évolution de la Vie sur Terre.

Cette Pangée va bientôt (?) se scinder à son tour : l’Amérique se sépare de l’Europe et de l’Afrique dans un grand mouvement qui entraîne les terres vers l’équateur et vers l’ouest. L’Australie (vers le Pacifique) et l’antarctique se détachent, suivis de Madagascar et de l’Inde qui effectue une remontée vers l’Asie à travers ce qui sera un jour l’océan indien. L’océan atlantique se forme puis s’élargit en raison de la migration plus rapide des plaques américaines. Peu à peu, les différentes migrations des continents finissent par former la configuration que nous connaissons aujourd’hui. Signalons le cas particulier de la mer Méditerranée qui, lors de la rencontre de l’Afrique et de l’Europe il y a 5 millions d’années, a été fermée ce qui a rendu le climat local extrêmement hostile avec un assèchement complet des eaux : une configuration anéantie quelques milliers d’années plus tard par l’ouverture du détroit de Gibraltar à partir duquel l’océan atlantique s’est à nouveau déversé sur ces terres arides… Ce n’était pas une évolution obligatoire et on peut se rendre compte de ce que l’éventualité de la non-ouverture du détroit de Gibraltar aurait coûté à nos civilisations humaines…

L’accélération du temps par l’Homme

En évoquant ces bouleversements de la configuration de notre bonne vieille Terre (en tout cas pour ce qui concerne sa surface), bouleversements qui, bien sûr, continuent (dans quelques millions d’années, par exemple, l’Afrique aura plongé sous l’Europe), j’ai souvent insisté sur les durées, immenses, qui ne sont guère à la portée du cerveau humain. Il est clair que, si par le moyen d’une machine à voyager dans le temps du type de celle de M. Wells, l’un d’entre nous se trouvait projeté dans une quelconque des époques que je viens d’évoquer (et qu’il puisse y survivre), il ne verrait évidemment aucun changement de son vivant : pour lui, les cartes terrestres qu’il dresserait seraient aussi immuables que les nôtres le sont pour le temps présent. Cette vérité persiste même à l’échelle de quelques milliers d’années… Pourtant, Homo sapiens  bouleverse la planète, non pas sur des milliers mais sur une ou deux centaines d’années ! Il déforeste, construit des barrages, des canaux, des villes immenses, multiplie inconsidérément sa population ce qui demande de plus en plus de surfaces cultivables, transforme les sous-sols pour toujours plus d’exploitation et de profit, pollue l’atmosphère, installe partout des machines et accumule les déchets. En quelques dizaines d’années. Où se situe le point de rupture ? A quel moment la Nature – qui n’est qu’indifférence – penchera-t-elle du mauvais côté ? Voilà d’angoissantes questions qu’il serait temps de prendre en compte, n’est-ce pas ?

Compléments

     La catastrophe japonaise de mars 2011 nous le rappelle : la Terre bouge sans cesse et, de temps à autre, la tectonique des plaques vient perturber dangereusement une situation que nous pensons bien établie. D'où la nécessité absolue de tenir compte des données que nous possédons (nous connaissons assez bien les lignes de fracture terrestres) . En conséquence, les constructions humaines doivent nécessairement être adaptées à cet état de fait. Peut-être, par exemple,  faut-il se résoudre à ne pas édifier de centrales nucléaires dans les pays à risques sismiques connus : les autorités de sûreté nucléaire avaient à plusieurs reprises alerté les autorités japonaises sur les risques encourus. Il n'en a apparemment pas été tenu compte...

Photos

1.   La Pangée (sources : www.futura-sciences.com/)

2. Alfred Wegener (sources : www.iki.rssi.ru)

3. globe terrestre lumineux (sources : authentic-antiques.com)

4. cynognathus (sources : www.britannica.com)

5. shéma du phénomène de convection magmatique (sources : odyssespace.free.fr)

6. répartition des différentes plaques tectoniques (sources : apocalypse-quebec.com)

7. la Pangée au trias tardif (sources :  forum.rpg.net)

8. le barrage géant des trois gorges en Chine (sources : www.aujourdhuilachine.com)

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

Mots-Clés : théorie de l'Evolution - sélection naturelle - Alfred Wegener - Pangée - convection magmatique - plaques tectoniques - zones de subduction - zones de collisions - transcurrences - faille de San Andreas - Panthalassa - Thétys

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

Articles connexes sur le blog

1. la paléontologie du futur

2. les mécanismes de l'évolution

3. les extinctions de masse

mise à jour : 17 mars 2011