44-Aux frontières de l’évolution, partie 4 : Contingence versus convergence

Article 44 sur un total de 48 pour la série :

Article original :
http://biologos.org/blogs/dennis-venema-letters-to-the-duchess/evolution-basics-at-the-frontiers-of-evolution-part-4-contingency-vs-conve

Dans de précédents billets de cette série, nous avons exploré les processus de l’évolution qui relèvent de la contingence (ce qu’on pourrait qualifier d’aléatoire) ainsi que ceux qui relèvent de la convergence (des évènements répétables, qui ne sont pas des évènements purement aléatoires). Un exemple de processus contingent dans l’évolution est la mutation. Les mutations, comme nous l’avons vu, sont la source de la variation génétique au sein d’une population. D’autres évènements aléatoires peuvent aussi agir sur l’histoire évolutive – par exemple les extinctions massives telles que celle générée par l’impact d’un astéroïde lors du Crétacée qui a éliminé toutes les lignées de dinosaures sauf celle des oiseaux.

A côté de ces processus aléatoires, nous avons vu que l’évolution est aussi en grande partie non aléatoire. La sélection naturelle par exemple, n’a rien d’aléatoire dans son action. Nous avons vu comment l’évolution de groupes animaux distincts peut conduire à des « solutions » similaires face à des défis environnementaux communs – les similitudes entre les ailes des oiseaux et des chauves-souris ou la forme hydrodynamique de certains reptiles (tels que les ichtyosaures) et de certains mammifères (tels que les dauphins ou les baleines). Un examen scrupuleux de ce type d’association indique qu’un processus non aléatoire est décidément en jeu, c’est-à-dire que l’évolution dans beaucoup de cas peut conduire à ce que des lignées différentes convergent vers des structures similaires quoique non identiques.

Etant donné que la contingence et la convergence semblent être des facteurs importants dans l’histoire évolutive, il est naturel que les scientifiques se demandent qui « a la main ». Est-ce que l’évolution est principalement contingente, la convergence ne jouant qu’un rôle mineur ? Ou au contraire, est-ce que l’évolution est largement un phénomène de convergence, où les facteurs contingents n’ont qu’une influence minime ?

Gould et Conway Morris – la Bataille sur Burgess

C’est précisément cette question qui a conduit à un débat public entre deux champions notoires de ces positions alternatives : Stephen Jay Gould et Simon Conway Morris. Gould, un paléontologue et auteur de livres scientifiques très populaires, était un fervent défenseur du rôle de la contingence dans l’évolution. Dans son livre « Wonderful life » (1989) (La vie est belle dans la version française) il affirma que si l’on répétait l’histoire évolutive de la terre, les résultats seraient très différents. Gould élabore son argumentaire en utilisant la diversité et la singularité des fossiles du Cambrien des schistes de Burgess. Selon lui, les animaux du Cambrien représentaient un grand nombre de groupes majeurs distants (on parle de phylums), dont il ne reste qu’une infirme partie. Ainsi, il argumente que la survie et la diversification d’une lignée est largement une question de chance. Cette idée en tête, Gould voit la production de créatures comme les humains, ou même de l’intelligence humaine, comme loin d’être certaine. Pour Gould, la contingence est reine et les humains sont par conséquent un accident biologique.

Dans « Wonderful life », Gould s’appuie sur les recherches du paléontologue spécialiste du Cambrien, Simon Conway Morris. Par la suite, Conway Morris va modifier sa vision de la diversité du Cambrien à partir de données provenant d’autres gisements du Cambrien. Ces nouvelles données apportent la preuve que ces phylums qui semblaient disparates étaient probablement reliés entre eux, et que la plupart des animaux du Cambrien étaient membres de groupes présents aujourd’hui (ou des espèces formant le groupe-tronc de groupes existants, comme discuté dans un précédent billet). Ainsi, Conway Morris s’oppose à l’interprétation de Gould sur la base de données scientifiques : contrairement à la vision de Gould, le Cambrien n’est pas un cas de diversification massive de phylums suivie d’une survie aléatoire de quelques-uns. De plus, selon Conway, la réalité de la convergence évolutive contredit la thèse principale de Gould. Il exposera plus longuement ses idées dans son livre sorti en 1998 « The crucible of creation », qui le conduira à débattre avec Gould :

Par conséquent les créatures de Burgess ne forment pas une exception aux mécanismes et patrons orthodoxes de l’évolution, comme je crois que Gould l’a suggéré. Les nouvelles données indiquent plutôt que non seulement le nombre même d’espèces a augmenté depuis le Cambrien (ce que presque tout le monde admet), mais, plus encore, que le nombre total de phylums a été maintenu et n’a pas, contrairement à ce que Gould a écrit, montré un déclin catastrophique. Mais maintenant nous en venons à l’interprétation grossièrement erronée des schistes de Burgess dans le livre de Gould – une conclusion tirée non des données de la paléontologie mais du crédo personnel de Gould sur la nature des processus évolutifs.

Gould conçoit la contingence de l’histoire évolutive comme reposant sur un tirage au sort. Selon lui ce serait là l’enseignement principal des schistes de Burgess. Ainsi, si on rejouait l’histoire de l’évolution, les résultats seraient certainement différents. Une créature comme Pikaia, un petit animal qui ressemble à une anguille avec une tête rudimentaire, aurait pu survivre dans les mers du Cambrien et devenir l’ancêtre de tous les vertébrés. Ou encore, d’après Gould, peut-être un tout autre groupe animal aurait pu évoluer à partir d’un autre plan corporel bizarre tel que ceux observés dans les schistes de Burgess. Une telle vision, avec une emphase sur le hasard et l’accident, obscurcit la réalité de la convergence évolutive. Suivant certaines forces environnementales, la vie se transformera pour s’adapter. L’histoire est contrainte, tout n’est pas possible.

Ce qui est intéressant dans l’échange entre Gould et Conway Morris, c’est que chacun considère que l’autre n’est pas seulement influencé par les données scientifiques, mais aussi par ses engagements philosophiques ou théologiques (sachant qu’il était de notoriété publique que Conway Morris défendait une vision chrétienne). Comme le dira l’un des commentateurs de «The crucible of creation», la bataille portait non seulement sur la science mais aussi sur les implications de deux visions différentes :

… il ne s’agit pas d’une discussion autour d’une tasse de café sur les détails d’un écosystème ancien. C’est une attaque à grande échelle de l’interprétation de Gould sur l’explosion cambrienne et de la philosophie matérialiste sous-jacente de cette interprétation.

Connu pour ne pas mâcher ses mots, Gould répond à Conway Morris de la même manière : Je suis surpris que Conway Morris ne semble pas réaliser que lui aussi est influencé par ses préférences personnelles conditionnées par sa propre vision de la vie – plus particulièrement quand il termine son commentaire avec une idée hautement idiosyncratique (c’est-à-dire qui lui est propre) selon laquelle la vie sur terre pourrait être un événement unique dans le cosmos, mais que si la vie apparaissait ailleurs, on pourrait y prédire l’émergence ultime d’une forme d’intelligence du même niveau que celle des humains. La plupart des gens, moi y compris, proposeraient l’argument inverse sur la simple base des probabilités : l’origine de la vie semble raisonnablement prédictible sur des planètes dont la composition est proche de celle de la terre, alors que toute trajectoire particulière, y compris une conscience de notre niveau, semble hautement contingente et aléatoire.

Le renversement de ces arguments propre à Conway Morris sur la probabilité de tels évènements ne peut être que le fruit d’un « credo personnel » – et je lui saurais gré de prêter une attention particulière aux sources de ses propres croyances inavouées.

Et le gagnant est ?

Alors que le débat entre Gould et Conway Morris est intéressant à plus d’un titre et invite à différents niveaux de lecture, la question scientifique au centre de ce débat reste ouverte, encore aujourd’hui. Dans le prochain billet de cette série, nous verrons qu’une approche récente pour aborder cette question, en étudiant l’évolution d’une population expérimentale, apporte des preuves à la fois en faveur de la contingence et de la convergence.