Article
Nouveaux nouveaux regards sur la biologie
Carl Woese,
Freeman Dyson
par Jean Paul Baquiast
17 février 2006
Le
lecteur se lassera sans doute de nous entendre régulièrement
publier des articles ou des brèves d'actualité
signalant de nouvelles «révolutions»
dans la façon dont les biologistes se représentent
– ou devraient se représenter – l'évolution
des organismes vivants. Pourtant nous allons retomber dans
ce petit péché en signalant les écrits
de deux scientifiques connus, un physicien d'origine britannique,
Freeman Dyson et un biologiste américain, Carl Woese.
Pour la petite histoire, il faut indiquer d'emblée
qu'il ne s'agit pas de jeunes chercheurs impétueux
mais de vétérans, à telle enseigne
que Freeman Dyson, actuellement professeur émérite
à Princeton, a servi dans le Bomber Command de la
RAF pendant la seconde guerre mondiale. Quant à Carl
Woese, il s'était rendu célèbre dans
les années 1970 en « inventant » le règne
des archéobactéries, là où avant
lui on ne voyait pas d'intermédiaires entre les bactéries
et les eucaryotes (cellules à noyaux dont nous procédons
tous). Rappelons que les «archea» identifiés
par Woese ont été retrouvées depuis
dans tous les environnements extrêmes, ce qui tend
à prouver que la vie à commencé aussi
bien dans l'extrême chaud, l'extrême froid,
l'extrême acidité, l'extrême sulfurisation,
l'extrême pression…et que par conséquent
elle pourrait bien exister sous cette forme ailleurs que
sur Terre, notamment dans les planètes du système
solaire.
Carl
Woese (photo ci-contre), aujourd'hui âgé de
74 ans, a reçu d'importantes distinctions pour ces
travaux. Mais il ne s'en tient pas là. Dans un article
publié en juin 2004 par les Microbiology and
Molecular Biology Reviews, A New Biology for a New Century,
il s'engage dans une nouvelle entreprise audacieuse, consistant
à réécrire en partie la Théorie
de l'Evolution(1).
Il s'en prend au dogme selon lequel toutes les formes de
vie aujourd'hui présentes sur Terre descendent d'une
forme primordiale de proto-cellules apparue il y a quelque
3 milliards d'années. Ce dogme est souvent présenté
comme darwinien, encore que certains historiens de Darwin
disent que celui-ci n'avait pas des idées aussi arrêtées
sur les origines des espèces. C'est en s'appuyant
sur les grandes quantités d'informations génétiques
aujourd'hui recueillies par les bases de données
génomiques que Woese eut l'idée de rechercher
d'où pouvaient provenir les trois grandes familles
identifiées aujourd'hui, archea, bactéries
et cellules à noyau. Et surtout, pourquoi semblaient-elles
être apparues simultanément ?
Le
marché commun des gènes
Pour
Woese, on ne peut pas comme le font traditionnellement les
arbres de l'évolution, faire descendre les 3 ordres
d'une branche unique supposée. Elles proviennent
au contraire d'un univers peu organisé de proto-cellules,
qui échangeaient constamment du matériel génétique
entre elles, au sein d'un environnement commun dont les
effets sélectifs s'appliquaient à toutes.
Il s'agissait d'une espèce de marché commun
des gènes, qualifié par Woese de transfert
génétique horizontal (horizontal gene transfer)
où les espèces n'existaient pas encore(2).
Ce transfert permettait aux diverses sortes de cellules
d'échanger les processus biochimiques et catalytiques
inventés par les plus efficaces d'entre elles, de
sorte que toute la communauté en profitait. Un tel
mécanisme a permis à l'évolution de
s'étendre rapidement à la Terre entière.
De nouvelles solutions en matière de codage pouvaient
être découvertes simultanément par des
cellules différentes évoluant en parallèle
et être ré-assemblées dans de nouvelles
cellules par transfert horizontal de gènes.
Dans
un article du NewScientist daté du 11 février
2006(3), Freeman
Dyson (photo ci-dessous) reprend cette hypothèse
et souligne qu'ainsi, pendant une durée non négligeable,
l'évolution a procédé sur un mode non
darwinien. Il ne veut pas dire que le mécanisme fondamental
mis en évidence par Darwin, les mutations/sélections,
ne se produisait pas. Il ne s'agissait pourtant pas du processus
généralement qualifié de sélection
darwinienne résultant de la compétition pour
la survie entre espèces non interfécondes.
.jpg)
Mais
pourquoi ou comment les espèces sont-elles alors
apparues ? Freeman Dyson explique avec humour que le phénomène
s'est produit un certain jour «catastrophique»
où une cellule particulière a muté
d'une façon si efficace qu'elle a pris un temps
d'avance sur ses concurrentes et n'a donc plus voulu (en
fait n'a plus été capable de) partager son
invention avec ses concurrentes. Ce fut la première
archéobactérie. Ensuite vinrent les premières
bactéries puis les premières cellules eucaryotes,
sans doute indépendamment les unes des autres.
Il assimile le "marché" des processus
protéomiques primitifs au marché des logiciels.
Si celui-ci est ouvert, c'est-à-dire si les inventions
ne sont pas brevetées, tout le monde en profite.
Si les brevets existent, ceux qui inventent perçoivent
une prime par rapport à leurs concurrents, autrement
dit, ils évoluent dans le sens vertical. Mais ils
n'évoluent plus dans le sens horizontal et l'ensemble
de la communauté perd en adaptabilité et
en efficacité productive. En tant que grands défenseurs
des logiciels libres, nous apprécions particulièrement
cette métaphore (qui montre d’ailleurs que
ce concept de logiciel libre a plus de portée philosophique
qu’on ne pense).
En
effet, l'évolution darwinienne entre des espèces
aux génomes fermés est nécessairement
lente et surtout cloisonnée. Elle dépend
de la survenue aléatoire de mutations qui sont
elles-mêmes sélectionnées au sein
de niches environnementales étroites. Certes sur
des centaines de millions d'années, le processus
aboutit à la variété et à
l'adaptation fine que l'on sait et dont l'homme est un
des produits. Mais en même temps se créent
des fragilités. Les menaces actuelles pesant sur
la biodiversité en sont l'illustration. Du fait
de l'homme, des extinctions massives se sont produites
et continueront à se produire. Malheureusement
les espèces survivantes n'auront pas la possibilité
de se réapprovisionner sur un marché libre
des brevets génétiques. Elles seront livrées
à elles-mêmes, c'est-à-dire que pratiquement
elles n'auront pas le temps de muter pour produire des
descendants mieux adaptés. Elles ne pourront donc
pas réagir rapidement aux menaces que nous leur
faisons subir. Mais, et c'est encore plus malheureux,
elles seront les seules à en souffrir. Il semble
bien au contraire que le marché commun des échanges
génétiques continuera à fonctionner
au profit des bactéries et des virus, héritiers
selon Woese des proto-cellules initiales. Ces micro-organismes
sont de ce fait et deviendront de plus en plus les pires
ennemis des espèces évoluées.
Voici venir l'ère post-darwinienne
Freeman Dyson ne se borne pas à paraphraser Carl
Woese. Il ajoute à la théorie de ce dernier
des perspectives du plus grand intérêt. Selon
lui, et nous le suivrons bien volontiers dans cette approche,
on peut distinguer 3 époques dans l'évolution
: l'époque pré-darwinienne du marché
commun des gènes, que nous venons de décrire
– l'époque darwinienne, où l'évolution
prend une forme spectaculaire avec l'apparition et le développement
des espèces – et une époque qui commencerait
de nos jours et qu'il qualifie de post-darwinienne(4).
Dans celle-ci, l'homme, jusqu'à principalement responsable
des extinctions massives d'espèces, pourrait se révéler
un nouvel et inattendu créateur de biodiversité
à grande échelle.
C'est
on le devine en pronostiquant, comme beaucoup de futurologues,
l'explosion au XXIe siècle des biotechnologies, analogue
à celle des infotechnologies au XXe siècle,
qu'il s'appuie pour décrire cette ère post-darwinienne.
Il estime que dans un avenir proche, chacun pourra disposer
de kits permettant de réaliser en série l'analyse
et la recombinaison de génomes, afin de faire apparaître
et d'élever de nouvelles espèces vivantes
hybrides ou chimères(5).
Cette activité, que les grandes firmes de biogénétique
voudraient se réserver par des brevets, se développera
de telle sorte que l'on retrouvera, dans le monde entier,
un marché commun des gènes et des génomes
analogues à celui qui caractérisait la vie
à ses débuts. Très vite, écrit-il,
la Terre et pourquoi pas aussi les planètes proches
(qui seraient ainsi "terraformées" grâce
à l'importation d'organismes adaptés à
leurs environnements) se trouveront couvertes de nouveaux
systèmes vivants entre lesquels s'exercera une sélection
féroce, mais qui produiront en contrepartie de nouveaux
écosystèmes qui pourront être favorables
à une relance de la vie en général,
sous de nouvelles formes(6).
Bien
sûr, on ne manquera pas de faire valoir les risques
qui pourraient découler de cette nouvelle turbulence
génétique, y compris pour l'unité de
l'espèce humaine, si ce sont des enfants, des fous
ou des criminels qui utilisent sans contrôle les nouveaux
kits biogénétiques. Mais comme le dit Dyson,
il conviendra de répondre à 5 importantes
questions :
- 1. peut-on arrêter le mouvement ?
- 2. Faut-il l'arrêter ?
- 3 En cas de réponses négatives aux questions
précédentes, quelles limites éthiques
et pratiques faudrait-il lui fixer?
- 4. Comment ces limites devraient-elles définies
et appliquées ?
- 5 Qui enfin devrait être chargé de ces fonctions
régulatrices ?
Nous laisserons le lecteur réfléchir aux réponses
à donner à ces questions, comme l'auteur le
fait lui-même dans son article.
Bornons-nous
à constater ici que de telles perspectives rejoignent
d'une certaine façon celles évoquées
par le livre de James Gardner analysé dans ce même
numéro. Les temps ou
nous verrons apparaître des super-organismes et
des super-intelligences, transcendant les espèces,
y compris l'espèce humaine, viennent peut-être
plus vite que les conservateurs de toutes sortes ne veulent
l'admettre. C'est une très bonne nouvelle.
Notes
(1)
Microbiology and Molecular Biology Reviews,
June 2004, p. 173-186, Vol. 68, No. 2
Voici l'abstract de l'article:
A New Biology for a New Century
Carl R. Woese*
Department of Microbiology, University of Illinois, Urbana,
Illinois 61801
Biology today is at a crossroads.
The molecular paradigm, which so successfully guided the
discipline throughout most of the 20th century, is no
longer a reliable guide. Its vision of biology now realized,
the molecular paradigm has run its course. Biology, therefore,
has a choice to make, between the comfortable path of
continuing to follow molecular biology's lead or the more
invigorating one of seeking a new and inspiring vision
of the living world, one that addresses the major problems
in biology that 20th century biology, molecular biology,
could not handle and, so, avoided. The former course,
though highly productive, is certain to turn biology into
an engineering discipline. The latter holds the promise
of making biology an even more fundamental science, one
that, along with physics, probes and defines the nature
of reality. This is a choice between a biology that solely
does society's bidding and a biology that is society's
teacher. 
(2) On sait
que ce mécanisme d'échange de matériel
génétique a été aujourd'hui
détecté non seulement chez les bactéries
mais entre génomes d'espèces évoluées.
Les phénomènes d'acquisition de résistances
en résultent.
(3) Voir
http://www.newscientist.com/channel/life/mg18925381.300
(4) Ce terme
de post-darwinien ne signifie pas, rappelons-le, que Dyson
renierait Darwin. Il veut seulement réfuter les
conceptions étroitement déterministes de
l'évolution, découlant d'une vue de plus
en plus dépassée de la biologie moléculaire.
(5) S'y
ajouteront des kits de biologie synthétique et
de mécanosynthèse entièrement artificielles,
c'est-à-dire utilisant des matériaux d'origine
physique, souvent des nanomatériaux.
(6) Le concept
d'espèce perdra de plus en plus d'importance, y
compris en ce qui concerne l'espèce humaine. Tout
ceci nous rapprochera du transhumanisme déjà
présenté dans cette revue. Les grincheux
diront que seuls des scientifiques âgés,
tels les deux professeurs cités ici, peuvent se
complaire à de telles prédictions, car ils
sont certains de ne pas les voir se réaliser de
leur vivant. Mais nous espérons que des lecteurs
plus jeunes partageront aussi notre intérêt
pour un tel futur "post-darwinien". Ceci n’interdira
pas, évidemment, la création de nouveaux
Comités d’éthiques s’ajoutant
à ceux qui existent déjà.
Pour
en savoir plus
Sur
Dyson http://www.sns.ias.edu/~dyson/
Woese
Home page http://www.life.uiuc.edu/micro/faculty/faculty_woese.htm
Sur
Woese et la découverte des archea, voir aussi Wikipedia
http://en.wikipedia.org/wiki/Carl_Woese
ainsi que Luxorion
http://www.astrosurf.com/lombry/bioastro-evolsysvivants6.htm
Retour au sommaire
Automates
Intelligents s'enrichit du