IV. Plasticité Evolutionnaire et Evolution en Labytinthe

A. Introduction :

Nous allons dans notre présent article faire un état des lieux sommaire touchant l'évolution des espèces et soutenir que l'approche objective des données scientifiques vérifiables n'est pas incompatible avec la genèse selon le Coran, lorsque ce dernier est lu suivant la démarche sémantico-historique. Avant d'entrer dans le vif du sujet, il nous faut souligner que la version évolutionniste primitive de Charles Darwin qui constitue l'épicentre des attaques des créationnistes s'est insensiblement éloignée des théories modernes plus à la pointe. La théorie de Darwin soutenue à la fin du XIXeS, dont la force et l'ingéniosité tenaient dans la nature mécaniste qui lui a valu tant d'éloges comme tant d'attaques, a été la cible acharnée des créationnistes et continue très largement de l'être. Or, quoi que dans la culture populaire et dans les milieux créationnistes, le terme darwinisme soit encore à ce jour très largement usité pour évoquer l'évolutionnisme, depuis la publication de son oeuvre -De l’origine des espèces au moyen de la sélection naturelle, ou la Préservation des races favorisées dans la lutte pour la vie-, et principalement depuis ces dernières décennies, sa théorie dans sa forme la plus primitive s'avère bien largement dépassée par des théories modernes beaucoup plus étendues et exactes. Citons comme modèles de théories contemporaines, la théorie synthétique de l'évolution, le neutralisme et la théorie des équilibres ponctués de Stephen Jay Gould parmi les plus mentionnées dans la littérature scientifique.

"Et Allah a formé de liquide séminal ^[1] tout animal : certains marchent sur le ventre, d’autres marchant sur deux pattes, et d’autres sur quatre. Allah forme ce qu’il veut et Allah est omnipotent." (Cor. 24,45)

 "Il a perfectionné toutes ses créatures. Il commença l’homme de boue ^[2]." (Cor. 32:7)

 

Ci-dessus une animation de la transformation des espèces au fil des générations se reproduisant les uns des autres par un liquide séminal reproducteur, comme mentionné dans le verset : (Cor. 24,45).

La théorie des équilibres ponctués de Stephen Jay Gould soutient que l'évolution n'a pas suivi un processus lent et graduel, mais des points de radiations accélérées. La diversité précédant la disparité et les spéciations.

La théorie neutraliste soutenue par Motoo Kimura fondée sur l'approche biomoléculaire se fonde sur l'évolution biomoléculaire et soutient que l'évolution est fondamentalement dirigée par la dérive génétique, et que la sélection naturelle n'a pu jouer qu'un rôle fragmentaire.

B. Pléiotropie, Gènes Architectes et Equilibres Ponctués :

La découverte des gènes architectes homéotiques, ainsi que la prise de conscience de l'importance de la pléiotropie (chez les organismes évolués, l'écrasante majorité des gènes sont pléiotropiques) ont dénoncé les limites de la pertinence de la théorie primitive gradualiste. En sorte que la difficulté de modifier les individus graduellement se révèle presque inconcevable. En effet, chez l'homme par exemple seulement (!) 25.000 gènes environs codifieraient absolument toute l'anatomie avec une gamme très étendue de détails phénotypiques et éthologiques. Ainsi, il devient évident que la plupart des mutations doit soit être neutre, soit non viable. Une grande majorité conduisant à de très nombreux changement du phénotype, dont un certain taux est viable. Une mutation infime dans un gène Hox pouvant par exemple générer une homéostasie et une transformation très étendue. 

C. Plasticité Génétique, Morphométrie et Adaptationisme :

Par ailleurs, les fonctions morphométriques des gènes sont de mieux en mieux connues. En effet, la plasticité anatomique est de mieux en mieux comprise sur le plan biomoléculaire. Par exemple les SNP caractérisant des mutations très ponctuelles spécifiques conduisent à des particularités très fines telles que les détails des traits d'un visage. Tandis que certains gènes pléiotropiques sont modulés, notamment pas le biais de l'épissage alternatif, et par une influence épigénétique, en sorte de permettre une large variance phénotypique suivant les contraintes de l'environement. Permettant un taux de changements anatomiques suivant les types de contraintes : stress, mais aussi par exemple la nécessité d'un bec plus robuste, ou d'une plus petite mâchoire. Ainsi, la modulation du phénotype obéit a une plasticité génétique prédéfinie par certains gènes agissant en amont des cascades d'interactions d'activation et de répression de synthèse de protéines, permettant donc une variation stochastique morphométrique suivant les types de contraintes. Nous n'en connaissons encore que trop peu l'étendue des conséquences, même si ce processus s'avère central dans le processus de survie des individus et de leurs groupes.

C-1. Voici ci-dessous un exemple de convergence adaptative frappante :

Stenopterygius est un reptile marin, notez son fuselage de poisson.

Et voici un Pinguin, un oiseau avec le même fuselage hydrodynamique.

Un dauphin, un mammifère avec le même fuselage de poisson.

Un Reûquin : un poisson osseux.

Ces exemples de convergence adaptationnistes montrent combien les contraintes physiques ont pu conduire à une convergence à maintes reprises pour aboutir à ce fuselage hydrodynamique typique des poissons : tant chez les mammifères, reptiles que chez des oiseaux retournant dans les eaux. Les homoplasies par réversion et convergence multiples montrent comme des boîtes à outils génétiques canalisent les espèces suivant un plan en labyrinthe divergent et convergent au gré des contraintes analogues ou dissociantes.

C-2. La Sortie des Eaux Vers la Terre Ferme :

L'ordre suivant lequel sont mentionnés des types d'animaux créés dans le Coran "marchant sur le ventre, sur deux pattes ou sur quatre" (Cor. 24,45) pourrait, d'après une récente expérience sur le Bichir du Sénagal correspondre étonnamment au processus évolutionnaire biologique historique. Il semble en effet fort probable que la démarche sur quatre nageoires actives pectorales et ventrales ne soit pas la façon dont les tétrapodes ont évolué, mais que la sortie sur la terre ferme se soit faite par l'usage exclusive des nageoires pectorales dans un premier temps.

Le processus de retours à l'eau chez les phoques aussi confirme l'inutilité des pattes arrières -voir de leur poids désavantageux le temps de devenir indépendants des eaux, ne serait-ce que pour aller s'y reproduire-, au profit des seules pattes avants. Le cas du Tikaalik dont la partie postérieure n'a à ce jour pas été mis à jour lors des fouilles paléontologiques, ne contredit pas cette thèse qui semble très pertinente. De même, le cas des Gobies du Japon, ci-dessous renforce cette thèse inattendue. La ressemblance du Gobie avec les amphybiens, et aux tétards des grenouilles en métamorphose consolide cette hypothèse, et la version coranique.

D. Boîtes A Outils Génétiques :

Tout comme la reproduction sexuée, et l'invention de différents types de vols, des boîtes à outils génétiques particuliers ont pu conduire au fil de l'évolution à la mise en place d'homoplasies parfois si avancées, que différencier une homologie d'une analogie peut en devenir ardu.

"Les chercheurs ont ainsi étudié six groupes de poissons électriques différents: les gymnotiformes, les poissons-chats d'Afrique, les uranoscopidae, deux espèces de raie et les poissons-éléphants. Ils ont prélevé des échantillons d'ADN des organes électriques de ces poissons, et les ont comparé avec de l'ADN d'autres tissus, tels que les reins, le cerveau...Ces six groupes ont évolué de façon indépendante dans les eaux troubles de l'Amazonie ou dans des environnements marins obscurs. Mais ils se sont quand même retrouvés avec la même boîte à outils génétique pour fabriquer un organe générant de l'électricité.  ^[3]"

E. Réorganisations Génétiques et Macroévolution :

E-1. Le Cas des Equidés :

Le cas célèbre de la lignée des équidés, inclassable suivant le modèle gradualiste, est un exemple frappant des effets de la plasticité morphométrique sur le plan de la macroévolution. En effet, la variation du nombre des côtes, de la taille comme du nombre des doigts semble bien être produit par l'expression variable des gènes Hox, s'étant imposés dans différentes configurations et équilibres à plusieurs reprises, en fonction des avantages ou inconvénients procurés. En sorte qu'il soit bien question de nombreux aller-retours sur le plan de l'anatomie.

Exemple de cheval nain. Il existe de même des chevaux nés à deux ou trois doigts ou avec un nombre de côtes variable. Ce qui éclaire le casse tête de la classification des équidés. Insolvable dans le cadre de la théorie gradualiste, mais clarifiée avec la découverte des équilibres ponctuées.

Les différentes expressions des gènes Hox conduisent à des transformations profondes sur le plan phénotypique et morphologique. De telles Transformations, quoi que visuellement impressionantes peuvent résulter d'infimes différences ou d'aucune différence dans le caryotype. La plasticité évolutionnaire dépendant davantage de rapports stochastiques paragénétiques et épigénétiques que proprement génétiques.

E-2. La trace de Réorganisations Majeures et Emryologie :

Les sites de l'embryon qui vont produire des organes homologues ne sont pas stables et changent. Par exemple le tube digestif est formé de la voûte de la cavité intestinale embryonnaire chez les requins, du plancher chez les lamproies, voute et planchez chez les grenouilles, et du blastoderme chez les oiseaux et les reptiles. De même, chez les poissons et les amphibiens, les reins se forment directement depuis le mésonéphros. Or, chez les reptiles et mammifères, le mésonéphros dégénère et ne joue aucun rôle chez l'adulte, les reins se formant à partir du métanéphros d'une façon entièrement indépdendante du mésonéphros.


E-3. Chronologie Paléontologique des Embranchements des Phyla :

Comme sur le plan embryologique, les données paléontologiques aussi témoignent de réarrangements majeurs aux points de divergences. L'absence systématique de formes de transitions de classe à phyla conforte et rejoint les réarrangements probabilistes relevés sur le plan embryologique.

Les données fossiles rejoignent les ruptures résultant d'une nécessaire réorganisation en profondeur, relevée sur les plans génétique et embryologique. Démontrant de façon catégorique que la radiation évolutionnaire a subi des clivages radicaux coïncident généralement avec les extinctions massives. En sorte de conforter le rôle central de la dérive génétique dans le processus de l'évolution dans la micoévolution, et la nécessité de réorganisations massives pour les sauts de phyla à classe.

F. Résonance Biochimique Typologiste :

La théorie de Darwin primitive proposait une évolution très lente (gradualisme), par d'infimes changements étalés dans le temps qui avait l'ingéniosité de proposer une explication mécaniste d'un processus suffisant à expliquer la diversité et les adaptations si avancées des espèces existantes. Et c'est cela qui lui a valu la place d'honneur d'une théorie réfutable véritable.

Or depuis lors beaucoup d'eau a coulé sous le pont, et les avancées en biologie moléculaire ont permis de confronter les espèces génétiquement afin d'en avoir une comparaison quantitative et mesurable. Alors que Charles Darwin se fondait sur une évaluation intuitive du degré de parenté, de degrés de ressemblance qualitatives de façon herméneutiques, sur base de données fossiles très fragmentaires, et que la cladistique affinait à peine la méthode de comparaison ; les progrès en biologie moléculaire ont permis d'établir une base de comparaison quantifiable : les différences génétiques.

Comme sur l'image ci-dessus, qui montre la différence génétique du Cytochrome C en pourcentage par espèces.  Ces taux de différences ne confortent pas du tout la théorie gradualiste. Aucune forme de transition n'est repérée dans la comparaison entre différents niveaux de l'arbre phylogénétique. Par exemple, la carpe devrait se trouver plus proche de la grenouille que de la tortue, ensuite du pigeon, et ensuite du cheval. (Michael Denton)

Concrètement, pour que les mutations se produisent en sorte d'assurer un avantage adaptatif, tout en garantissant le maintient à distance constante des différents niveaux de l'arbre phylogénétique, il faut des contraintes statistiquement inexpliquées. Pour assurer cette stabilité des taux de différences génétiques de phyla à classe, chaque mutation doit être telle que par exemple notre carpe reste à 13-14% de différence génétique de tous les autres embranchements supérieurs. Et ce, malgré que le taux de mutation varie indifféremment d'une espèce à une autre. Or, si les caryotypes, génétiquement isolés par types des différentes branches en labyrinthe de l'arbre phylogénétique de l'évolution, garantissent une variance radiative et une plasticité morphométrique sans nécessiter de fait de grands changements génétiques, la dérive génétique et des réorganistions ponctuelles lors des extinctions massives explique la résonance typologiste sur le plan biomoléculaire des espèces encore existantes.

Sachant qu'il existe 96 phyla (embranchements) distribués parmi 7 règnes du vivant, l'organisation typologique supra a, en tenant compte des contraintes biomoleculaires des mutations, une probabilité de s'imposer de manière aléatoire de 1/96! , soit 1/9.9167793487095*10¹⁴⁹ pour chacun des gènes homologues pris un à un.

Pour rappel, le volume de l'univers observable en volume de protons est de 10¹²².

En effet, Motoo Kimura a établi des études statistiques minutieuses entre les différentes espèces et établi que l'évolution suit des processus fondamentalement probabilistes. Autrement dit les mutations sont fondamentalement neutres, et c'est principalement la dérive génétique qui est à la source de la diversité des espèces. En sorte que si la sélection naturelle a une fonction, elle ne semble pas avoir fort laissé de trace dans la variation génétique : pas de forme de transition entre les différents embranchements sur le plan génétique.

G. Equilibres Ponctués et Données Fossiles :

Sur base des données fossiles et avec le manque systématique d'espèces de transitions entre les différents embranchements de l'arbre de l'évolution, rajoutée de la grande invariance des espèces fossiles durant leur période d'existence paléologique (pas de changemement phénotypique durant la durée de vie des espèces fossiles malgré leurs durées de vie variables), Stephen Jay Gould a montré que l'évolution répond manifestement en des équilibres ponctués, soit, des modifications rapides fluctuant sur de très courtes période, en puisant simplement dans la diversité génétique garantie par les mutations au préalable et obéissant à des réorganisations génétiques aléatoires.

Sur les dessins ci-dessus, nous voyons un exemple d'espèces considérées comme ayant évolué dans la même lignée. Aucun fossile ne s'intercallant entre ceux-ci. Cela est la règle en termes de macroévolution.

De même, suivant la cladistique, strictement aucun fossile ne peut être présenté comme l'ancêtre direct sans ambiguité d'une autre espèce fossile ou vivante. En sorte qu'il n'y a en pratique aucun exemple d'évolution graduelle connue : saufs de très rares exceptions très ponctuelles de microévolution.

H. Plasticité Cellululaire, Fonction du Stress et Modulation Morphométrique Adaptative.

L'un des points dans le processus de l'évolution qui mérite également un grand intérêt est l'accélération du taux de mutations sous l'emprise de stress, comme lors d'un chambardement de l'environement par exemple. En effet, chaque extinction massive n'a-t-elle pas été succédée d'une grande radiation évolutive ?

Autre fait remarquable, et un autre domaine très intéressant est la plasticité cellulaire. En effet, le stress exercé sur une cellule la conduit à se différencier en fonction de l'étirement, la pression, la torsion ou un cisaillement... Par exemple, les ligaments du talon trop sollicités se transforment et s'ossifient à force de subir un étirement stressant.

Le rôle de cette plasticité et l'épigénétique modulant les cascades de synthèses de protéines conduisant la cellule à la résiliation et à se transformer est bien une piste très importante tant en embryogenèse ou les feuillets de l'embryon induisent de telles contraintes mécaniques, mais également après la naissance en sorte de moduler la plasticité des organismes les conduisant à une diversité grandissante, favorable à une meilleure gamme d'adaptations au milieu changeant. Les meilleurs "boîtes génétiques" générées par la dérive génétique étant favorisées par une plus grande plasticité, et les effets épigénétiques persistants conduisant à rendre muettes les locus génétiques non sollicitées par la même dérive génétique. Fondant donc ainsi un mécanisme plastique adaptationniste très puissant et rapide. Mécanisme d'autant plus important que le stress est également fondé comme suscitant en outre un taux de mutations accéléré.

I. Analyse de Processus Evolutifs :

I-a. Dérive Génétique, Migrations, Espèces Invasives et Résiliation :

Nous avons déjà traité du rôle prépondérant du neutralisme génétique et de la fonction de la dérive génétique tant dans l'augmentation de la variance génétique au sein d'un groupe d'individus augmentant statistiquement leur plasticité morphométrique que dans le processus de spéciation. Nous n'insisterons donc pas dans cette rubrique là-dessus.

La dérive génétique conduit à une variance grandissante au sein d'un groupe d'individus, en sorte que ceux-ci constituent à mesure de leur dispersion instinctive en quête de nourriture à les isoler, la dérive génétique subséquente à la séparation d'une partie du groupe emportant une moindre variance génétique l'isole sexuellement et l'éloigne génétiquement jusqu'à aboutir à la spéciation.

Les perturbations des écosystèmes a révélé des migrations en séries d'espèces vers de nouveaux milieux de vie. Ce qui conduit au transport d'une partie de la variance génétique de la population de départ, et donc initie la recherche d'un nouvel écosystème auquel seuls ceux qui parviendront à s'adapter survivront. Ce processus initiant un début de spéciation génétique.

I-b. Epigénétique :

Le rôle de l'épigénétique dans les processus de stress tels que le changement de milieu ou de la compétition a une double conséquence : la modulation de l'expression des gènes sur ou sous demandés dans un processus statistique dirigent par coercion des changements dans l'expression des gènes, et conduisant à une variation plastique sur le plan morphométrique. Le maintient de ce contexte et de cette coercion combiné à la dérive génétique devant conduire à la résiliation dans une autre typologie et la stabilisation d'une nouvelle morphologie, parfois même d'un nouveau comprtement transmis épigénétiquement à la descendance.


I-c. Epissage Alternatif :

La pauvreté de la variance génétique au sein d'une même classe d'espèces surprend, quand nous constatons par exemple la similitue génétique entre une nématode et l'homme serait de 75 %. N'était l'épissage alternatif, ces modulations seraient encore plus surprenantes. Malgré plus de 200 millions d'années de séparation, un si faible écart génétique témoigne de la pertinence de la théorie neutraliste. L'épissage alternatif jouant un rôle largement prépondérant dans l'expression du caryotype sur le phénotype.

I-d. Hybridations :

Les croisement iterspécifiques conduisent de même parfois à des individus viables enrichissant la variétés animale.

I-e. Tansferts Horizontaux :

Enfin, le rôle de transferts horizontaux compliquent la quête de l'établissement de liens phylogénétiques entre espèces. A un tel point que n'étaient les rétrovirus endogènes, parfois cela serait quasiment impossible.

Ci-dessus, un dendogramme représentant les rétrovirus identifiées et localisées selon les eubactéries, archées et protistes. Leur identification permet de reconstituer les liens phylogénétiques entre espèces de façon rigoureuse.

Si nous ne disposons pas d'un tel marqueur génétique, parfois la discrimination d'une homologie d'une analogie serait impossible à établir et démontrer de façon triviale. 

J. Extinctions Massives et Radiations Evolutionnaires :

La nature adaptative des organismes vivants a quelque chose de fascinant. Un peu comme la faculté de se transformer en ce que nous voulons selon les besoins. Les mécanismes qui assurent cela, quels qu'ils soient méritant une étude approfondie, les dernières décennies ayant permis de grandes avancées épistémologiques.

L'un des points dans le processus de l'évolution qui mérite également un grand intérêt est l'accélération du taux de mutations sous l'emprise de stress, comme lors d'un chambardement de l'environnement par exemple. En effet, chaque extinction massive n'a-t-elle pas été suivie d'une grande radiation évolutive ?

K. Variation Stochastique des Micro-organismes et explosions Cambrienne et au Gabonien :

La très grande diversité microscopique du monde vivant est très importante. En effet, à l'échelle biologique et métabolique des phytoplanctons, c'est pratiquement uniquement la dérive génétique qui détermine la variance biologique et la diversité. Or, l'émergence des organismes vivants pluricellulaires suivra, nous l'avons vu un processus évolutionnaire en labyrinthe, à mesure de la coercion générée par la pléiotropie et les contraintes des lois de la physique. Ainsi, la très grande diversité chez les organismes microscopique est l'un des moteurs de l'émergence d'organismes pluricellulaires. Ainsi, il semblerait que ceux-ci aient pu permettre deux explosions évolutionnaires, l'un au Gabonnien il y a plus d'un milliards d'années, ayant manifestement sombré n'ayant pu s'adapter, et l'une au Cambrien, qui fonderont les classes d'organismes vivants encore existantes à notre époque.

La grande diversité des phytoplanctons témoigne de la prédominance presque exclusive de la dérive génétique en l'absence de la pléiotropie et de fortes contraintes environnementales. Elle servira de support à l'émergence d'organismes pluricellulaires.

Le processus de l'évolution a suivi un schéma typologiste en labyrinthe au gré de la coercion probabiliste et un jeu de contraintes associées telles que les lois de la physique, la pléiotropie et l'environnement.

L'amplitude de la variance morphométrique diminuant au fil des contraintes biomoléculaires, la pléiotropie et l'adaptation aux conditions environnementales diminuant au gré du temps, et les espèces les plus adaptées ne pouvant varier en suffisance disparaissant dans les fonds perdus du labyrinthe.

L. Microfluidique et Déplacement de La Thermodynamique :

L'une des interrogations les plus difficiles à résoudre consiste en la façon dont la vie a pu émerger en contrecarant l'entropie et les lois de la thermodynamique. Depuis Miller, des expériences laborantines tentaient de produire des molécules organiques complexes à partir de l'atmosphère primitif de la planète. Mais les molécules qui parvenaient à être fabriquées se désagrégaient très vite et la manière dont elles pouvaient devenir stables demeurait un grand mystère. Or, les avancées en microfluidique ont permises d'apporter une explication aussi étonnante qu'inattendue... En effet, la tension superficielle des micro-goutelettes est utilisée par les sociétés phamraceutiques depuis les dernières années, et cela a permis à une équipe de chercheurs français de percer l'enigme de l'émergence des molécules complexes stables par cette propriété extra-ordinaire de l'eau. L'eau provenant du bombardement primitif de la Terre qui lui a donné corps se retrouvera très rapidement à l'état liquide à la surface de la planète. Or, l'évaporation dûe à un climat encore très chaud devait former d'épaisses couches de brouillard, soit un lieu idéal pour que les molécules organiques simples fabriquées par la Terre puissent être intégrés par des milliards de milliards de gouttelettes, à la surface desquelles ils seront poussés à interagir (microfluidique) avant de précipiter dans la gouttelette et prendre une structure hydrophobe à la surface : un mécanisme salvateur qui permettra ainsi la production de molécules organiques complexes tels qu'ARN, ADN et protéines... Les gouttelettes s'unissant, se divisant et précipitant servant de moyen de brassage et de combinaisons aléatoires idéales pour l'émergence des premières molécules réplicantes, qui conduiront au gré du temps à des organismes vivants de plus en plus stables et efficaces.






















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[1]  Dans Jāmi` al-bayān `an ta'wīl āy al-Qur'ān Tabari rapporte dans l'exégèse de ce verset (24,45) que le terme rendu par "eau" désigne ici le liquidé séminal reproducteur.

[2] Traduction selon Claude-Etienne Savary : 1750-1788.

[3]  Source : Science 27 June2014: Vol. 344 no. 6191 pp. 1522-1525. DOI:10.1126/science.1254432 “Genomic basis for the convergent evolution of electricorgans”.