Descendons-nous du chimpanzé ? : la biologie évolutive et ses idées reçues

Pipo, chimpanzé du Bioparco di Roma (parc zoologique situé à Rome), dispose d'un patrimoine génétique identique à 98.4 % à celui de l'Homme. luvi/Flickr, CC BY-NC-ND

Cet article est publié dans le cadre de la Fête de la Science 2017 dont The Conversation France est partenaire. Retrouvez tous les débats et les événements de votre région sur le site Fetedelascience.fr.


« Rien en biologie n’a de sens, si ce n’est à la lumière de l’évolution » disait le biologiste Theodosius Dobjansky. Malgré l’importance qu’occupe l’évolution en sciences, celle-ci demeure l’une des théories scientifiques les plus incomprises.

Je vous propose de faire un petit tour de certaines idées reçues de l’évolution biologique. Mais d’abord, quelques définitions s’imposent. Qu’est-ce que l’évolution ?

En biologie, c’est le processus de transformation des espèces, qui se manifeste par le changement de leurs caractères génétiques dans la population au cours des générations. L’accumulation de ces changements peuvent aboutir, dans certains cas, à la formation de nouvelles espèces, augmentant ainsi la biodiversité.

Ces variations apparaissant spontanément au cours des générations, et sont soumises à un processus de sélection naturelle, formulé par Charles Darwin en 1859, dans son fameux ouvrage De l’origine des espèces.

La sélection naturelle est un tri naturel au sein de la population. Des organismes qui ont les caractéristiques leur permettant de mieux survivre dans leur milieu sont alors avantagés par rapport à leurs congénères. Ceux-ci réussissent à proliférer, transmettant ainsi leurs caractères génétiques à leur descendance. Cette sélection naturelle, répétée sur un grand nombre de générations, conduit peu à peu à l’apparition de nouvelles formes, mieux adaptées à leur milieu.

Théorie de l’évolution

En sciences, la notion de « théorie » désigne un modèle grâce auquel un ensemble de données et de faits indépendants entre eux peuvent être reliés et interprétés dans une explication unitive.

La théorie prouve sa validité dans la mesure où elle est susceptible d’être vérifiée. Ainsi, vérifiée de manière expérimentale, ce qui la différencie d’une hypothèse, qui est une simple supposition appartenant au domaine du possible ou du probable.

Le chimpanzé est-il l’ancêtre de l’humain ?

En réalité, ils descendent tous les deux d’un ancêtre commun, qui n’était ni un singe, ni un humain, et à partir duquel ils ont divergé, il y a environ 5 à 7 millions d’années. Chacune des deux lignées aboutissant à l’humain et au chimpanzé a suivi un chemin évolutif qui lui est propre, jusqu’à aboutir aux espèces actuelles.

Les génomes de l’humain et du chimpanzé sont constitués d’une suite de plus de 3 milliards de bases nucléotidiques (lettres A, C, G, T), dont presque 99 % sont identiques entre les deux espèces. Il existe actuellement des grandes banques de données génétiques, obtenues grâce au séquençage des génomes, qui fournissent des informations précieuses sur l’évolution des espèces.

Peut-on observer l’évolution ?

Il faut savoir que les temps de génération des espèces sont très longs, ce qui réduit nos chances, à l’échelle humaine, d’observer de grands changements évolutifs. Cependant, ceci n’est pas le cas pour tous les organismes vivants, notamment les bactéries, les champignons et les mouches.

Les chercheurs ont déjà pu observer des cas de sélection naturelle au laboratoire, notamment grâce à l’expérience lancée par Richard Lenski en 1988, sur des populations de la bactérie Escherichia coli.

Douze colonies, placées dans douze flacons contenant des milieux nutritifs riches en glucose se sont multipliées jusqu’à épuisement du glucose dans le milieu. Le lendemain, 1 % de ces populations sont transférées dans un nouveau flacon contenant le même milieu initial.

Tous les 75 jours, une partie des bactéries sont congelées, permettant ainsi de disposer d’échantillons « fossiles » tout au long de l’expérimentation. L’expérience continue encore aujourd’hui, ce qui constitue environ 60 000 générations bactériennes, l’équivalent de 1,5 million d’années pour l’humain !

Et qu’a-t-on pu observer dans cette expérience ? Toutes les populations amélioraient leur taux de croissance sans atteindre de plateau, c’est-à-dire elles continuaient à se reproduire plus vite que les générations précédentes.

Cela indique l’émergence de variantes plus performantes dans l’exploitation du glucose du milieu. Mais plus étonnant encore, de nouvelles propriétés vont apparaître au cours du temps. En effet, un peu après la génération 33 000, une des douze lignées (nommée Ara-3) a vu sa densité de population maximale exploser.

Si le glucose est la ressource limitant l’expansion des populations dans les flacons, il n’est pas le seul nutriment présent : le milieu contenait aussi du citrate. Normalement, E. coli est incapable de l’utiliser en présence d’oxygène. Mais la colonie Ara-3 a acquis l’aptitude d’absorber le citrate aussi bien que le glucose comme source nutritive !

En analysant les échantillons congelés qui ont précédé cette nouvelle lignée, les chercheurs ont pu montrer que cette capacité à utiliser le citrate comme source de carbone est due à l’accumulation de plusieurs mutations (changements accidentels dans la séquence de l’ADN).

Le biologiste Richard Lenski (à gauche) et une infographie présentant les chiffres-clefs de son expérience. IFL Science

Une évolution qui se complexifie ?

Certains pensent que le cours de l’évolution est linéaire et directionnel, passant de structures ou organismes simples à des plus complexes. Mais le fait de réduire la complexité à un phénomène linéaire contribue à une réduction de la biodiversité. L’arbre de la vie est en fait buissonnant.

Néanmoins, dans certaines situations, des simplifications peuvent survenir, et se débarrasser d’un certain caractère, peut se révéler être plus avantageux. Les parasites du genre Mycoplasma, dont certaines espèces sont responsables des pneumonies, ont évolué à partir de bactéries plus complexes, en perdant secondairement leur paroi et la plupart de leurs capacités de synthèse métabolique, puisque ces éléments étaient devenus inutiles.

A-t-on atteint la fin de l’évolution ?

On entend souvent dire que les espèces n’évoluent plus, et que l’humain, avec son apparition, a signé la « fin » de l’évolution. Ceci est faux, et cela pour plusieurs raisons : de nouvelles espèces continuent d’apparaître, comme chez les souris de Madère. Six espèces différentes seraient récemment apparues grâce au relief montagneux de l’île, favorisant un isolement des vallées.

Ces souris ne possèdent plus 40 chromosomes, comme leurs cousines européennes, mais entre 22 et 30. Ce phénomène de spéciation (apparition d’une nouvelle espèce) est unique par sa rapidité. Il aurait eu lieu entre 500 et 1 000 ans, ce qui est très rapide ! Les spéciations se font habituellement sur plusieurs centaines de milliers d’années.

Un autre exemple est celui de l’apparition des bactéries résistantes aux antibiotiques : avec l’utilisation croissante de ces médicaments, de nouvelles espèces bactériennes résistantes sont apparues spontanément.

Enfin, dans le cas de l’espèce humaine, l’apparition de la tolérance au lactose prouve que nous évoluons toujours. Le lactose est un sucre que l’on retrouve dans le lait. À l’origine, l’humain pouvait digérer le lactose à la naissance, mais devenait intolérant à ce sucre quelques mois après.

Mais une mutation survenue il y a environ 8 000 ans en Europe centrale a permis aux êtres humains originaires d’Europe de digérer le lactose tout au long de la vie. On suppose que cette mutation aurait été sélectionnée, car chez les premiers agriculteurs du néolithique, en période de faibles récoltes, les individus pouvant boire du lait avaient beaucoup mieux survécu que les autres.

Les intolérants, incapables de digérer le seul aliment à leur disposition, auraient alors péri. Il est donc important de comprendre que l’humain évolue encore, mais il est tout aussi important de dire que nous ne savons pas vers quoi.


Pour en savoir plus, vous pouvez lire le dossier « L’évolution du vivant », sur le site du Muséum National d’Histoire Naturelle.