Article 5 sur un total de 48 pour la série :

L'évolution expliquée ♥♥♥

Introduction (Pascal Touzet)

La domestication est un processus qui conduit à la transformation par la sélection humaine d’espèces sauvages animales ou végétales en des  espèces domestiquées ou cultivées. L’homme a tiré avantage de variations présentes dans la nature qu’il a choisies (consciemment ou inconsciemment) pour « créer » des animaux plus dociles par exemple, ou des plantes plus faciles à récolter. Le billet de Dennis Vennema nous parle de l’animal domestiqué  le plus ancien: le chien. Il montre comment Darwin a utilisé l’exemple de la domestication du chien pour comprendre et expliquer l’action de la sélection naturelle. Les progrès de la génétique permettent aujourd’hui de retracer l’histoire de cette domestication à partir du loup gris et d’identifier les gènes impliqués dans ce processus.

Les chiens domestiques

Il devient (lentement) le meilleur ami de l’homme.

Image du Webster’s New Illustrated Dictionary, publié en 1911.

Le chien domestique a cette particularité d’être le seul animal connu a avoir été domestiqué par les hommes avant l’agriculture. En tant que tel, le chien n’est pas seulement le meilleur ami de l’homme dans le royaume des animaux, mais aussi son plus ancien. Bien que l’origine précise des chiens fût un mystère à l’époque de Darwin, Darwin décida de les utiliser comme exemple d’une sélection artificielle familière à ses lecteurs, puisque la standardisation des races était familière à son auditoire :

Mais quand nous comparons le cheval de trait et le cheval de course, le dromadaire et le chameau, les différentes races de moutons adaptées à la terre cultivée ou à la pâture de montagne, la laine d’une race bonne pour un usage et celle d’une autre race bonne pour un autre usage ; quand nous comparons les nombreuses races de chiens, chacune bonne pour l’homme en des manières très différentes… Nous ne pouvons pas supposer que toutes les espèces ont soudainement été produites dans cet état parfait et utile que nous connaissons aujourd’hui ; en effet, dans plusieurs cas, nous savons que ce n’a pas été leur histoire. La clé est la puissance de l’homme de la sélection accumulative : la nature donne des variations successives : l’homme les ajoute dans une certaine direction qui lui est utile. C’est en ce sens qu’on peut dire qu’il fait des races qui lui sont utiles.

Remarquez que Darwin prend le soin de souligner que la variation en tant que telle est due à l’hérédité : si les humains peuvent « ajouter » des variations à travers le temps en sélectionnant les accouplements, ils ne peuvent pas produire la variation sur laquelle ils agissent. Cette idée était importante pour Darwin, puisqu’il soutiendrait plus tard que la sélection naturelle agit sur cette même variation héréditaire à travers le temps et de façon cumulative.

L’utilisation de Darwin des chiens était cependant gênée par son ignorance : il ne savait pas si tous les chiens descendaient d’une seule espèce ancestrale ou si différentes races avaient été domestiquées indépendamment d’autres espèces. Darwin (de façon erronée, comme nous le verrons bientôt), présumait la seconde hypothèse, peut-être en partie à cause de différences morphologiques drastiques entre les races de chien. Mais il envisage la possibilité d’une dérivation d’une espèce commune de races canines largement différentes, et écrit que si elle était démontrée, une telle découverte serait une preuve significative du fait que les espèces « alliées de près » dans la nature étaient en fait liées :

Quand nous essayons d’estimer la quantité de différences structurelles entre les races domestiques des mêmes espèces, nous doutons immédiatement de nos hypothèses, parce que nous ne savons pas si elles descendent d’une ou de plusieurs espèces parentes. Ce point, s’il pouvait être éclairé, serait intéressant : si, par exemple, on pouvait montrer que le lévrier, le chien de Saint-Hubert, le terrier, l’épagneul et le bulldog, qui propagent leur race si généreusement, étaient le point de départ de quelque espèce singulière – par exemple, des nombreux renards – qui habitent différents lieux dans le monde. Je ne crois pas, comme nous le verrons immédiatement, que tous nos chiens descendent de quelque espèce sauvage ; mais dans le cas d’autres races domestiques, certains indices fiables voire solides tendent à convaincre du contraire…

Tout le sujet doit je crois rester vague; cependant, je puis établir sans entrer dans les détails que d’après des considérations géographiques et autres, je crois qu’il est hautement probable que nos chiens domestiques descendent de plusieurs espèces sauvages.

Il se trouve que Darwin avait tort sur ce point – nous savons aujourd’hui que toutes les races de chien ne dérivent que d’une seule espèce sauvage, le loup gris (Canis lupis). Des études de séquences de génomes permettent d’identifier les chiens et les loups gris comme des parents très proches, ce qui est à peine surprenant, puisqu’ils sont encore pleinement capables de se reproduire entre eux. Mais les comparaisons de génome vont plus loin qu’établir les loups comme les parents sauvages les plus proches des chiens : elles commencent aussi à révéler comment la sélection humaine artificielle a amené les chiens à être.

Déterminer la base génétique pour étudier le processus de domestication devient de plus en plus possible maintenant que le génome de chien a été complètement séquencé (publié en 2005). Cette séquence complète permet des comparaisons détaillées entre les chiens et les loups gris, ainsi que des comparaisons entre les races de chiens. Les deux études apportent un éclairage sur la façon dont la sélection artificielle a formé les chiens tout au long de leur histoire partagée avec les humains. Des comparaisons avec les loups nous permettent de déterminer quelles étapes de sélection ont eu lieu lors du début du processus de domestication, tandis que des comparaisons entre les races nous permettent d’examiner les étapes de sélection qui ont donné à chaque race sa série unique de caractéristiques.

Du loup au chien : les premières étapes du processus de domestication.

Bien que les génomes de loup et de chien soient particulièrement similaires l’un à l’autre, il existe des différences subtiles entre eux. Des travaux de recherche récents ont cherché à identifier les régions du génome de chien qui étaient sélectionnées pendant le processus de domestication. Ces régions devaient montrer moins de variation que ce que l’on voyait dans le reste du génome de chien. Souvenez-vous de notre première discussion : la sélection réduit la variation dans une population en choisissant certaines variantes et en favorisant leur reproduction plutôt que d’autres. En examinant le génome du chien, nous pouvons ainsi chercher des régions qui ont peu de variation (c’est-à-dire quand tous ou presque tous les chiens ont la même séquence dans la même région) par contraste avec d’autres régions où les chiens en tant que population ont plus de variation. Nous pouvons aussi comparer ensuite ces régions supposées sélectionnées avec le génome du loup, pour découvrir  les régions qui ont une variation réduite entre les chiens et diffèrent de ce qu’on voit dans les loups (puisque nous sommes intéressés par des régions qui contribuent aux différences entre les loups et les chiens). Une fois trouvées les régions du génome du chien qui correspondent à ces critères, il est possible d’examiner les sortes de gènes trouvés en elles et de formuler des hypothèses quant à pourquoi la sélection sur ces gènes spécifiques peut contribuer aux différences morphologiques et comportementales que l’on observe.

Les résultats de cette analyse sont frappants dans la mesure où la principale catégorie de gènes trouvés dans ces « régions de domestication candidates » sont des gènes impliqués dans le développement et la fonction du système nerveux. Ces résultats soutiennent l’hypothèse selon laquelle la priorité dans les premiers processus de domestication était la sélection pour des comportements, comme une agressivité réduite et l’acceptation de se soumettre à une structure sociale dominée par les humains.

Des petits changements génétiques s’ajoutent.

Aux premières étapes de la domestication des chiens (ainsi que, nous le verrons, à des étapes plus récentes de la création de races), des conclusions similaires peuvent être tirées : des petits changements au niveau du génome peuvent avoir de très grands effets sur la morphologie et le comportement de l’organisme dans son ensemble. Nous avons discuté ce point déjà dans le contexte de la comparaison entre les génomes humain et du chimpanzé, et avons tiré les mêmes conclusions – de petites perturbations dans un système complexe peuvent avoir pour effet un changement substantiel sur une échelle temporelle assez courte. (Par court, j’entends d’un point de vue géologique.) Les chiens et les loups sont dans le processus de séparation depuis environ 100 000 ans, ce qui signifie que le processus de domestication du chien et la création qui a suivi des races de chien a eu lieu en un clin d’œil d’un point de vue géologique. Si des paléontologues futurs trouvaient un teckel dans les données fossiles, il semblerait être apparu de nulle part et n’avoir qu’un rapport distant aux loups, malgré notre connaissance du fait que les chiens et les loups appartiennent à la même espèce (avec toute l’imprécision inhérente à ce terme).

La sélection, artificielle ou naturelle, est sélection.

Le pouvoir de la sélection artificielle fut un argument utile pour Darwin dans les années 1850, puisqu’il démontrait la flexibilité remarquable qu’une espèce pouvait avoir dans des environnements sélectifs différents, et révélait la variation inhérente à l’intérieur de populations sur lesquelles on pouvait agir pour conduire à un changement significatif au cours du temps. Au début du XXIe siècle, nous commençons à voir les soubassements génétiques de la sélection artificielle à l’échelle du génome, et les résultats sont absolument conformes aux idées de Darwin : les populations contiennent des diversités significatives et la sélection artificielle peut agir sur cette diversité au cours du temps pour promouvoir la reproduction de certaines variantes plutôt que d’autres, et ainsi déplacer la norme des caractéristiques d’une population. Et tout comme Darwin dessinait des parallèles entre la sélection naturelle et artificielle, de même nous le pouvons : les preuves que nous avons suggèrent que la sélection naturelle agit essentiellement de la même façon que la sélection artificielle – en favorisant la reproduction de certaines variantes plutôt que d’autres.

Dans le prochain article de cette série, nous examinerons la façon dont la sélection artificielle a formé la création de races de chien spécifiques, et examinerons la façon dont la sélection naturelle a aussi formé le génome du chien pendant le processus de domestication.

Pour en savoir plus :

Lindblad-Toh, K., et al. (2005). Genome sequence, comparative analysis and haplotype structure of the domestic dog. Nature 438; 803 – 818 (link).

Axelsson, E., et al. (2013). The genomic signature of dog domestication reveals adaptation to a starch-rich diet.Nature 495; 360 – 364 (link).

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