Le 19 Août 2017  

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Reproduction du mieux adapté ou croissance du plus persistant ?

Dans l’esprit de plusieurs, c’est la théorie de l’évolution qui a permis à la biologie d’accéder au statut de discipline scientifique, au même titre que la chimie, la physique ou les mathématiques.

Pour les philosophes des sciences, cette théorie présente donc un intérêt tout particulier, puisqu’elle sous-tend beaucoup des explications avancées en biologie et les distingue de celles proposées par les autres disciplines scientifiques.

Le travail de ces philosophes consiste, entre autres, à examiner et à remettre en question les fondements de la théorie, à s’interroger sur les cas où elle semble arriver à court d’explications, ceci essentiellement dans le but d’arriver à lui proposer des raffinements et d’aiguiller les chercheurs sur de nouvelles pistes.

Ainsi, l’ébauche de théorie qui a fait la renommée de Charles Darwin a-t-elle subit plusieurs retouches, diverses subtilités y étant ajoutées par une multitude de chercheurs et de théoriciens au fil des années, alors que ses fondements lumineusement simples sont restés pratiquement inaltérés. De fait, l’héritage qui a été retenu du volumineux opus qu’est l’Origine des espèces se résume grossièrement par le fait que l’évolution s’explique par la sélection naturelle, qui consiste en un succès inégal des individus d’une population face aux exigences d’un milieu donné. Les individus ayant le plus de succès produisant une descendance plus abondante que les autres, la génération suivante leur ressemblera davantage. Ce processus, répété sur un grand nombre de génération, explique la formation des espèces et, ultimement, la diversité de la vie sur terre. Les divers ajouts à ce principe de base, par exemple sa traduction en termes mathématiques et son adaptation aux avancées de la génétique, forment ce qui est souvent appelé la théorie synthétique de l’évolution ou encore le néo-darwinisme.

Le professeur Frédéric Bouchard s’attaque à cette nouvelle synthèse de l’évolution au niveau du fitness, un terme technique qui peut se traduire par «valeur sélective». Cette notion de valeur sélective possède plusieurs définitions. D’un point de vue écologique, on peut l’exprimer comme la capacité à résoudre les problèmes posés par un environnement donné. Ainsi, face à un problème comme le manque d’eau par exemple, si un individu A trouve plus facilement une solution (e.g. des racines plus profondes) que l’individu B, on considère que A possède une plus grande valeur adaptive que B pour ce caractère.

Ce type de définition, malgré son apparente simplicité, devient cependant très compliquée à utiliser dans le cadre d’une étude empirique, à plus forte raison si plusieurs caractères doivent être considérés. En effet, comment trouver une mesure objective, quantifiable et comparable entre plusieurs caractères de cette capacité de résolution de problème ? La solution traditionnelle est d’adopter plutôt un point de vue reproductif ou génétique. On quantifie alors la valeur adaptative comme le nombre de descendants d’un individu dans la génération suivante, ou plus exactement comme le ratio de la représentation d’un allèle (variante d’un gène) dans une population après sélection sur sa fréquence avant sélection.

Là où le bât blesse, c’est dans le cas d’espèces à reproduction asexuée. En effet, l’absence de génération clairement définies et la difficulté de cerner ce qui constitue la descendance d’un individu rend bien difficile l’application d’une définition reproductive du fitness. Frédéric Bouchard utilise le peuplier faux-tremble comme exemple pour illustrer ces difficultés, en reconnaissant que les idées évoquées ne correspondent peut-être pas à la réalité de cette espèce jusque dans ses moindres détails mais constituent plutôt un bon modèle théorique du problème posé par les espèces clonales.

Si on considère un peuplement hypothétique de peupliers faux-trembles s’étant formé suite au drageonnement des racines d’un seul arbre ancestral, où toutes les tiges sont génétiquement identiques et physiologiquement intégrées via leurs liens racinaires, qu’est-ce qui correspond à un individu ? À sa descendance ? Comment distinguer croissance de reproduction ?

Le peuplier faux-tremble nous force donc à reconsidérer nos intuitions sur la nature de l’organisme. Est-ce qu’un individu se définit comme une tige (un ramet) ou comme l’ensemble des tiges d’un même génotype (un genet) ?

En admettant que le clone ainsi formé persiste à long terme, se renouvelant par drageonnement sur plusieurs centaines (voire plusieurs milliers) d’années, on peut concevoir que le drageonnement sera plus efficace dans les micro-habitats plus favorables au clone, lui permettant dans une certaine mesure d’explorer ses alentours et de s’adapter aux conditions du site.

Dans ces conditions, bien qu’il soit difficile de parler de succès reproductif (comment compter les descendants ?), on est forcé d’admettre qu’il existe une certaine sélection parmi les tiges du peuplement, qui se traduit par une survie différentielle selon les conditions micro-environnementales prévalant pour chacune d’entre elles.

Placé devant cet argumentaire, un généticien des populations opposera immanquablement la réplique suivante, à peu de choses près : «On ne peut pas parler d’évolution, puisqu’il n’y a pas de changement dans les fréquences alléliques».

Cependant, si cet exemple ne cadre pas dans les définitions de la sélection naturelle et de la valeur sélective avancées plus haut, peut-être faut-il en conclure qu’elles doivent justement être raffinées.

Ainsi, Frédéric Bouchard suggère de prendre en compte des paramètres comme le taux de croissance et la persistance dans le temps pour définir la valeur sélective, au même titre ou en lieu et place du succès reproducteur, selon la situation.

Soulignons qu’il ne s’agit nullement ici de nier la valeur de l’approche génétique de la définition du fitness, dont les succès dans l’explication d’une myriade de phénomènes biologiques ne sont plus à démontrer, mais plutôt de lui proposer un complément pour les cas où elle chancelle.

Source : Louis-Daniel Aubin-Fournier, UQAT

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