Terre, ce vieux croûton

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L’âge de la Terre a été estimé à 4.54 milliards d’années. Comment cette estimation a pu être réalisée ? Zoom sur un petit minéral providentiel nommé zircon, et ses deux facultés extraordinaires : la radioactivité et la résistance à l’altération. Je vais vous confier un secret : le zircon est mon minéral …
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Sécheresse et surpopulation : la recette pour la chute d’un empire… du passé ?

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Les problématiques liées au climat et à la démographie galopante existaient aussi il y a 26 siècles…
602px-Human_headed_winged_bull_facing.jpgC’était au septième siècle avant notre ère. Le nouvel empire Assyrien dominait le Proche-Orient. Du golfe Persique à la Méditerranée, de la Turquie à l’Egypte, son influence était sans égale, malgré de puissants ennemis. Ce que l’on nomme aujourd’hui l’empire néo-assyrien a duré de -911 à -609, avec de célèbres souverains comme Sargon II, qui conquit Israël,  ou Assurbanipal (aussi connu sous le nom francisé de Sardanapale), qui détruisit Babylone mais renforça également les arts et la culture. L’empire assyrien avait de nombreux ennemis, du fait de ses tout aussi nombreuses guerres de conquête. Mais ce n’est pas la puissance militaire qui provoqua sa chute, si l’on en croit une étude publiée dans la revue Climatic Change. Les deux auteurs, Adam Schneider, de l’université de Californie-San Diego et Selim Adali, de l’université Koç d’Istambul, présentent de nouveaux facteurs qui auraient pu être à l’origine de la fin brutale de cet empire conquérant, qui s’est effondré en seulement quelques dizaines d’années. Pour cela, ils se sont basés sur une tablette d’argile sur laquelle est gravée une lettre d’un astrologue de la cour au roi Assurbanipal, en -657. Dans cette lettre, ce prêtre nommé Akkulanu explique que “les pluies de cette année étaient diminuées et aucune moisson n’a été récoltée”. Les chercheurs ont donc repris les divers éléments touchant au climat de la région : analyses sédimentaires, et textes historiques faisant mention du temps. Ces derniers ne manquent pas : quelle que soit la civilisation, les textes parlent toujours du temps qu’il fait, la météo n’a pas attendu l’explosion des médias pour être l’un des centres d’intérêt privilégiés des humains. Par exemple, un texte sur l’accession d’Assurbanipal au trône, dix ans plus tôt, mentionne “des pluies copieuses et d’énormes inondations” (à l’époque, dans les plaines alluviales, les inondations étaient des signes de bonnes récoltes). Les éléments que nous possédons sur le climat de l’époque, par l’analyse des différentes couches du sol, vont également dans le sens d’un épisode d’années arides. Si les années de sécheresse n’étaient pas rares dans le type de climat de la Mésopotamie de l’époque, celles qui se sont produites à la fin du 7ème siècle semblent avoir été bien pires, et auraient eu des conséquences graves dans une société totalement dépendante de l’agriculture pour sa survie. Si l’on ajoute à cela le fait que la puissance de l’empire avait favorisé la croissance de centres urbains, comme la ville de Ninive, on a tous les éléments nécessaires pour établir un scénario de famines au coeur même de l’Assyrie. Après la mort d’Assurbanipal, en -627, le pays connut des troubles internes importants. Les peuples conquis et les ennemis de l’extérieur en profitèrent, et ce fut la fin de l’empire Néo-Assyrien. Ninive fut détruite par les Babyloniens en -612, et sept ans plus tard, en -605, après vingt ans de guerres civiles et de guerres extérieures, on considère aujourd’hui que l’empire assyrien n’existait plus. “Nous ne disons pas que les Assyriens sont morts de faim ou furent forcés de s’exiler en masse dans le désert en abandonnant leurs cités”, assure Adam Schneider, “nous disons plutôt que la sécheresse et la surpopulation ont affecté l’économie et déstabilisé le système politique à un point tel que l’empire n’a pu résister aux désordres civils et aux assauts des autres peuplades”. Les deux chercheurs établissent également un parallèle avec ce qui se passe dans cette même région du monde aujourd’hui, pointant du doigt la ressemblance avec les sécheresses sévères et les conflits politiques en Syrie et dans le nord de l’Irak. Ils voient également des similarités entre la situation de Ninive au septième siècle avant notre ère et celle du Los Angeles contemporain, “probablement trop grande pour son environnement”. “Les Assyriens avaient des excuses, jusqu’à un certain point pour se focaliser sur des objectifs économiques ou politiques à court terme qui augmentaient leurs risques d’être impactés négativement par le changement climatique”, expliquent les deux chercheurs, “du fait de leur capacités technologiques et de leur niveau de compréhension scientifique de la manière dont le monde fonctionne. Nous, au contraire, n’avons pas ces excuses, et nous avons en plus le bénéfice du recul qui nous permet de reconstituer à partir du passé ce qui peut aller mal si nous choisissons de ne pas adopter des politiques qui aillent dans le sens de la durabilité à long terme”. En résumé, c’est l’empire Assyrien qui revient pour nous faire la morale ?   Crédit photo : Bas-relief du palais de Sargon II, au 7ème siècle avant notre ère (Marie-Lan Nguyen via Wikimedia Commons) Continue reading

Le chat n’est pas un sans gène domestique

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cat1.jpgQuiconque a pu observer un chat domestique sait bien que le terme n’est pas totalement approprié. Le chat est apprivoisé, mais pas totalement domestiqué, il a encore bien des comportements similaires à ses congénères sauvages. C’est sans doute ce qui le rend aussi fascinant. Mais contrairement aux apparences, les gènes du chat montrent des signes de cette fameuse domestication… Elle s’appelle Cinnamon (cannelle), et elle avait quatre ans en 2007 lorsque une équipe de scientifiques s’est intéressée à ses gènes, ce qui en fait le premier félin à avoir eu son génome décodé. Grâce à elle et une vingtaine de ses congénères, et à l’étude qui vient d’être publiée dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA (PNAS), un groupe international de chercheurs rassemblé autour d’une équipe de l’école de médecine de l’université Washington de Saint-Louis vient de percer certains des mystères entourant la domestication de nos amis ronronnants. Tout d’abord, Minet n’est pas habitué à notre présence depuis si longtemps que cela, 10 000 ans, tout au plus. Les traces retrouvées jusqu’ici, que ce soit à Chypre, en Egypte ou en Chine, ne remontent au maximum qu’à 8000 ans. En comparaison, le chien, lui, serait le compagnon de l’Homme depuis 33 000 ans, peut-être même bien davantage. Alors que ce dernier a probablement été le compagnon de chasse depuis des dizaines de millénaires, le chat, lui, aurait été associé à l’apparition de l’agriculture : avec les réserves de grains, les rongeurs se sont agglutinés autour des implantations humaines… et les chasseurs de souris ont suivi. “A la différence des chiens, les chats sont seulement semi-domestiqués”, explique Wes Warren, professeur de génétique au Génome Institute de l’université Washington et co-auteur de l’étude. “Ils ne se sont séparés des chats sauvages que récemment, et certains se reproduisent toujours avec leurs parents sauvages. Aussi, nous avons été surpris de trouver des preuves ADN de leur domestication.” “Les chats n’ont pas été sélectionnés dans un but précis, comme les chiens et les autres animaux domestiques,” précise William Murphy, généticien à l’université A&M du Texas et autre co-auteur de l’étude. “Ils ont juste traîné dans les environs, et les humains les ont tolérés”.

Mémoire, peur et recherche de récompenses

Qu’apporte donc la génétique à ces éléments ? Elle va étudier quels parts du génome ont été altérées en réponse à la vie commune avec les humains. La comparaison entre l’ADN de chats domestiques et de chats sauvages permet ainsi de voir les endroits où ceux de Minet diffèrent de ses congénères restés en pleine nature. Les 22 chats dont les chercheurs ont séquencé le génome, qui correspondent à diverses espèces dans le monde, ont eu leur ADN comparé avec des chats sauvages, deux du Moyen-Orient et deux d’Europe. Les scientifiques ont ainsi pu trouver au moins 13 gènes qui ont changé avec la domestication. En étudiant le génome des chats, l’équipe a pu découvrir les gènes qui permettent de métaboliser les graisses chez les carnivores, ce qui leur donne un “avantage digestif” pour leur régime composé uniquement de protéines animales. Ils ont aussi moins de gènes liés à l’odorat que les chiens, mais davantage pour détecter les phéromones, qui leur permettent de maîtriser leur “environnement social”, et notamment trouver un partenaire du sexe opposé. L’élément est plus important pour les chats que les chiens, qui vivent en meute et pour qui trouver l’âme soeur n’est pas si difficile… Les chats ont également une meilleure ouïe que la plupart des autres carnivores, pouvant entendre les ultrasons pour mieux traquer leurs proies. Enfin, leur vision est exceptionnelle lorsque la lumière est faible. Les différences principales entre chats domestiques et chats sauvages concernent des gènes du comportement, ceux qui sont liés à la mémoire, à la peur (moins de peur amène davantage de docilité), et à la recherche de récompenses, éléments important dans le processus de domestication. “Les humains les ont probablement accueillis parce qu’ils contrôlaient les rongeurs qui mangeaient leurs récoltes de grains”, explique le Dr Warren, “Nous avons émis l’hypothèse que les humains ont offert de la nourriture aux chats en récompense, pour qu’ils restent dans les environs”. Le chat étant un prédateur solitaire à l’état sauvage, il lui fallait en effet de bonnes raisons de rester près des humains…   Crédit photo : JPF Continue reading

A-t-on découvert une exoplanète en 1917 ?

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622px-White_dwarf.jpgLa première exoplanète dont l’existence a pu être démontrée a été découverte en 1992, par un astronome polonais du nom d’Aleksander Wolszczan. Il s’agissait en fait de deux planètes pour le prix d’une, puisqu’il a mis en avant deux anomalies autour du pulsar PSR B1257, qu’il avait également découvert 2 ans plus tôt. Ces deux anomalies furent donc les deux premières planètes reconnues hors de notre système solaire…  Enfin, peut-être pas les toutes premières Il y a presque un siècle, en 1917, un astronome Néerlandais installé aux Etats-Unis, Adriaan van Maanen, découvrait l’une des toutes premières naines blanches, étoile qui porte désormais son nom (un cratère lunaire a d’ailleurs également été baptisé d’après lui). L’étoile de van Maanen est minuscule, à l’échelle des étoiles : elle est à peine plus grosse que la Terre, pour une masse équivalente à 70% de celle de notre bon vieux Soleil. Elle est également l’une de nos proches voisines, puisqu’elle se situe seulement à 14 années-lumière. Elle est cependant invisible à l’oeil nu, sa luminosité étant beaucoup trop faible. En 1917, donc, van Maanen travaillait à l’observatoire du Mont Wilson lorsqu’il découvrit “son” étoile, et a pris des mesures de son spectre. C’est en étudiant ces éléments pour préparer un article sur la “pollution” de la photosphère des naines blanches par des éléments lourds que Benjamin Zuckerman, professeur d’astronomie à l’UCLA, réalisa qu’il tenait dans les mains la première évidence historique de l’existence d’une exoplanète. Ce que Adrian van Maanen ne pouvait pas savoir à son époque, c’est que pour une naine blanche, la présence d’éléments lourds dans la photosphère, qui est la partie externe, la “surface”, des étoiles, est le signe qu’il y a au moins des débris rocheux qui sont continuellement attirés par l’étoile en question.  En effet, la composition “normale” de la photosphère d’une naine blanche est un mélange simple d’hydrogène et d’hélium. S’il y a des éléments plus lourds, ils sont absorbés au coeur de l’étoile, et ne devraient pas montrer de signe visible. Le seul moyen pour une naine blanche d’avoir de tels éléments à sa surface est donc de les prendre ailleurs, ce qui veut dire dans une ceinture de débris, probablement d’astéroïdes, et au moins une planète dont le champ gravitationnel perturbe l’orbite des astéroïdes, les amenant régulièrement à s’écraser dans leur soleil. C’est en tout cas la thèse qui a été défendue par le professeur Zuckerman, et qu’il a présentée au mois d’août lors d’une conférence sur les naines blanches à Montréal. L’article, qui va être publié prochainement dans  un ouvrage de l’Astronomical Society of the Pacific, est visible en ligne sur le répertoire ArXiv. Van Maanen aurait donc été le premier à détecter, involontairement, une planète extrasolaire. S’il avait été conscient du fait à l’époque, il n’aurait peut-être pas été pris au sérieux : il s’est en effet illustré par une série de mesures erronées de la distance de certaines nébuleuses galactiques, qu’il avait situées à l’intérieur de notre propre galaxie, ce qui n’est pas le meilleur palmarès pour passer à la postérité…  
Crédit photo : une vue d’artiste d’une naine blanche (Sephirohq sur Wikimedia Commons)
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Nos ancêtres ont commencé à batifoler avec Néandertal voici moins de 60 000 ans

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439px-Homo_neanderthalensis_adult_male_-_head_model_-_Smithsonian_Museum_of_Natural_History_-_2012-05-17.jpgOn savait déjà que les ancêtres des humains modernes et l’Homme de Néandertal avaient eu une descendance commune. Ces premiers occupants de l’Europe ont en effet vu arriver les Homo Sapiens d’Afrique, et ont coexisté avec eux durant quelques milliers d’années. On a aujourd’hui davantage de précisions sur ces “mariages” inter-espèces grâce à une étude menée sous l’égide de l’institut Max Planck d’anthropologie évolutionniste et publiée hier dans la revue Nature. En utilisant un fémur complet trouvé sur les rives de la rivière Irtych, les chercheurs ont procédé au séquençage du génome d’un homme qui vécut en Sibérie voici 45000 ans. Un homme moderne, donc. “La morphologie de l’os suggère qu’il s’agit d’un des premiers humains modernes, et que c’est un individu apparenté aux populations qui sont les ancêtres directs des gens en vie aujourd’hui”, explique Bence Viola, anthropologue qui a analysé le fémur. “Cet individu est l’un des plus vieux humains modernes trouvés hors du Moyen-Orient et d’Afrique,” précise-t-il. Il vivait également à une période proche de celle à laquelle les ancêtres des Européens actuels et de ceux des habitants d’Asie orientale se sont séparé, et pourrait être le représentant d’une population de premiers migrants en Europe et Asie centrale qui n’a pas aujourd’hui de descendants directs. Comme tous les humains modernes hors d’Afrique, cet homme avait des gènes de Néandertal (la moyenne est d’environ 2% chez nos contemporains). Mais les segments de gènes de Néandertal était “substantiellement plus longs que ceux observés chez les individus d’aujourd’hui, ce qui montre que la migration des gènes des Néandertaliens vers les ancêtres de l’homme étudié s’est produite entre 7 et 13 000 ans avant sa naissance. Comprenez, que l’un (ou l’une) de ses ancêtres avait eu une descendance avec un (ou une) Néandertalien(ne). La fourchette de ce premier rapport fertile se situerait donc entre 52 et 58 000 ans avant notre ère. Que les avocats du respect de la vie privée se rassurent, on n’en est pas encore à cibler le couple mixte Homo Sapiens / Néandertal qui a eu les premiers rapports sexuels, ni à publier leurs photos dans un magazine à scandales, les paparazzi n’avaient pas encore été inventés. Mais ces études nous aident à comprendre la nature des flux migratoires des diverses espèces humaines, ainsi que la manière dont elles vivaient et interagissaient durant la préhistoire.
 
  Crédit photo : un homme de Néandertal. Reconstruction: John Gurche; photograph: Tim Evanson  Continue reading

Les gladiateurs étaient-ils végétariens ?

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800px-Jean-Leon_Gerome_Pollice_Verso.jpg Lorsqu’on pense aux gladiateurs qui combattaient dans les arènes pour distraire les citoyens romains, on pouvait les imaginer festoyer après le combat, et s’empiffrer de steaks bien saignants. Erreur ! Ils étaient quasiment végétariens, si l’on en croit une étude menée par des experts en médecine légale, et publiée cette semaine dans le journal PLOS One. Au premier siècle de notre ère, la ville d’Ephèse, aujourd’hui en Turquie, était l’une des plus grandes métropoles du monde occidental, capitale de la province impériale d’Asie. La ville avait abrité le grand temple d’Artémis, l’une des sept merveilles du monde, dont il ne reste hélas rien, et qui avait d’ailleurs été détruit bien avant la conquête romaine. Quiconque visite les ruines d’Ephèse un jour de pluie sera frappé par le fait que les égoûts romains évacuent toujours l’eau avec une efficacité inégalée, témoin du savoir-faire des ingénieurs impériaux. Ephèse avait bien entendu son cirque et ses jeux, comme toute ville romaine qui se respecte.En 1993, des fouilles archéologiques permettaient même d’y découvrir un cimetière de gladiateurs, daté des deuxième et troisième siècles de notre ère. Diverses inscriptions et objets ont en outre permis de déduire que les gladiateurs étaient enterrés à Ephèse depuis le tout début du premier siècle. Une équipe de médecine légale emmenée par le Dr Fabian Kanz, du département de médecine légale de l’université médicale de Vienne (Autriche), a étudié les os de ces combattants de l’arène, ce qui leur a permis de reconstituer leur régime alimentaire. On savait déjà, grâce à Pline l’Ancien, que les gladiateurs mangeaient des céréales, ce qui leur avait valu le surnom de “hordearii” (mangeurs d’orge). Mais ce que l’on ne savait pas, et que l’étude vient de montrer, c’est l’étendue de leur régime végétarien.

De l’orge et des boissons énergisantes… à base de cendre

En analysant les restes de 53 occupants du cimetière, dont 22 gladiateurs, les médecins ont pu faire “parler” leurs os en utilisant la spectroscopie, les pourcentages d’isotopes de carbone, d’azote et de soufre dans le collagène, ainsi que la proportion de strontium et de calcium dans ces os. Les chercheurs ont ainsi pu déterminer l’alimentation des gladiateurs par rapport au reste de la population. On sait donc désormais que le blé, l’orge et les fèves constituaient la base de leur alimentation, ce qui était aussi le cas pour les habitants “ordinaires” d’Ephèse. Le citoyen moyen devait cependant manger du grain de meilleure qualité que les gladiateurs , et ceux-ci n’avaient donc pas un “régime d’athlètes” particulier. Mais les gladiateurs avaient des besoins différents, du fait de leur activité physique intense. Ils absorbaient donc des “cocktails toniques” composés de cendres , pour se maintenir en forme. “Les cendres de plantes étaient à l’évidence consommées pour fortifier le corps après l’effort physique, et pour permettre aux os de mieux guérir,” explique le Dr Kanz à MedicalDaily. “Cela se passait de manière similaire à ce que nous faisons aujourd’hui : nous prenons du magnésium et du calcium (sous la forme de comprimés effervescents, par exemple) après l’exercice physique.” L’histoire ne dit pas s’ils avaient également des produits dopants…   Crédit image : Pollice Verso, par Jean-Léon Gérôme (1872) via Wikimedia Commons Continue reading

Petite Histoire de la Biologie: Partie 3

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NaturalSelection - point 6

Alors voilà, vous voici dans la 3eme et dernière partie de notre “petite histoire de la biologie”. Si vous avez loupé les 2 premières étapes, je vous encourage à aller lire la biologie d’Aristote à Lamarck et l’évolution au temps de Darwin et du Beagle

Nous voici donc rentré au XXe siècle, Le barbu le plus célèbre de la biologie nous a quitté 20 ans plus tôt (1882), laissant une flopée de fils spirituels! Parlons en de ces fils spirituels, qui sont-ils? On t-ils coupé le cordon ombilical Darwinien ou au contraire marché dans ses pas? Bref, c’est quoi l’évolution au XXe siècle?

Posons directement les pieds dans le plat: La théorie de l’évolution étudiée dans les laboratoires n’est pas la théorie énoncée par l’ami Charles! La théorie de l’évolution actuelle n’a même plus grand chose à voir avec celle de son illustre prophète! La réponse à cela tient en un mot: Génétique! Et oui, le XXe siècle a été marqué certes par 2 guerres mondiales, le premier pas sur la Lune et la réalisation de l’Empire contre attaque, mais aussi par l’explosion de la génétique. Après que Mendel (1822-1884) découvre les lois de l’hérédité à la fin du XIXe siècle, certains des plus brillants cerveaux se mirent en tête de formaliser tout ça avec la sélection naturelle dans un langage un peu plus mathématique. C’est ce qu’on appellera alors la génétique des populations, dont les précurseurs sont Fisher (1890-1962), Haldane (1892-1964) et Wright (1889-1988). Dans le même temps, d’autres prirent les microscopes et allèrent voir plus en détail le “truc” qui se transmet d’un individu à sa descendance. Le gène fut découvert, et avec lui l’ADN et sa structure célèbre en double hélices.

Bref, l’ajout des mathématiques de la génétique des populations et de la génétique mendélienne à la théorie Darwinienne permit l’émergence de ce qui est aujourd’hui appelé la théorie synthétique de l’évolution. Résumer ici en détail ce qu’est la théorie synthétique serait un travail monstrueux, que je ne peux raisonnablement pas assumer … ouais, trop dur! Surtout que beaucoup l’ont fait avant moi, et que de nombreux livres existent (Voir les références tout en bas).  Pour ceux qui veulent néanmoins en connaitre les bases, la page Wikipédia est une bonne mise en jambe! A défaut de raconter cette grande entreprise qu’est la théorie synthétique, j’ai choisi plutôt ici d’en énumérer les controverses. Et oui, car comme toute théorie scientifique, la théorie synthétique de l’évolution a subit, et subit de nombreuses controverses, faisant couler beaucoup d’encre. J’ajoute que cette liste est purement subjective … alors n’hésitez pas à faire marcher vos claviers dans les commentaires si des idées vous viennent!

1) L’évolution des espèces c’est lent … très lent! Et bien pas forcément!

Caricature de 1832, de Albert Way

Darwin lui même le pensait: « We see nothing of these slow changes in progress, until the hand of time has marked the long lapse of ages » (1859, p. 84). Comme Darwin, beaucoup de scientifiques pensaient que bon, l’évolution des espèces c’est sympa, mais inutile de se casser la tête pour la “voir” tellement les échelles de temps sont énormes. 

Et bien on sait maintenant que c’est faux. On a assisté à des cas d’évolution d’espèces extrêmement rapides … de l’ordre de quelque dizaines d’années! 

Pour ceux que ça intéressent, on peut se référer au cas célèbre du lézard des ruines sur une île en Méditerranée, aux saumons de l’Atlantique, ou encore au moustique londonien.


2) L’évolution des espèces c’est continue et graduel, jamais abrupte. Allez dire ça à Eldredge & Gould …

En effet, Darwin et ses prédécesseurs ont toujours pensé que l’évolution des espèces dans le temps suit une ligne continue. Dit autrement, l’évolution morphologique d’un organisme par exemple se fait toujours à la même vitesse… de façon graduelle. Soit, alors on devrait tout naturellement retrouver dans les couches géologiques de belles successions de fossiles, décrivant un changement linéaire dans le temps de leur forme morphologique. Or, après avoir passer beaucoup trop de temps à observer les fossiles, pour N. Eldredge et S. J. Gould  (1941-2002) le gradualisme ne s’observe absolument pas! Au contraire, ils relèvent plutôt une succession de changements abrupts et de stases des formes au cours des temps géologiques. Ils publient leurs idées en 1977 dans un article de la revue Paleobiology sous la forme d’une théorie des changements évolutifs dans le temps: La théorie des équilibres ponctués, qui fera couler beaucoup d’encre …!

L’évolution graduelle à gauche VS les équilibres ponctués à droite
3) La sélection naturelle c’est le moteur de l’évolution! Et bien … pas pour Kimura et Hubble!


En effet, après Darwin, la sélection était considérée comme étant le seul moteur de l’évolution des espèces et donc de la diversité des formes rencontrées dans la Nature (“Struggle for life“!).

Deux monsieurs n’ont pas du tout été d’accord avec ça: D’abord Kimura (1924-1994), pour qui la majorité de la diversité génétique (et donc des phénotypes qui en découlent) est façonnée par la dérive génétique, bref le hasard … suivit par Hubble, pour qui la diversité des espèces rencontrées n’est pas majoritairement due à la sélection, mais encore une fois à la dérive génétique. 

Ces deux courants de pensées biologiques / philosophiques que sont l’adaptationnisme et le neutralismesont encore le fruit de nombreux débats dans les labos!

Pour le dire autrement, les adaptationnistes ne voient que des adaptations pour tous les traits chez les organismes, alors que les neutralistes y voient aussi la marque du hasard.


4) La sélection c’est la survie du plus apte, mais du coup, les stratégies de vie les plus égoïstes seront théoriquement les plus favorisées … alors, comment expliquer l’altruisme (On parle bien ici de l’altruisme désintéressé)? Hamilton… Es-tu là?

Et oui, n’importe qui peut constater que dans le monde animal l’altruisme existe! Des individus s’entraident, sans rien demander en retour, et l’égoïsme n’est pas toujours la meilleure décision! Mais alors? Comment expliquer cet apparent paradoxe avec le concept ultra égoïste de la sélection naturelle? La réponse se trouve dans le concept de l’altruisme de parentèle! Pour faire disparaître le paradoxe, il faut baisser d’un cran la cible de la sélection naturelle, passer de l’individu au gène. En faisant ce pas conceptuel, Hamilton (1936-2000) a pu faire émerger sa théorie de l’altruisme de parentèle, permettant d’expliquer l’altruisme comme un produit de la sélection, non plus sur les individus, mais sur les gènes … pour peu qu’il soit dirigé vers un individu de la même famille.

Petite plus: C’est le bon moment pour dire deux mot sur une autre controverse de la théorie de l’évolution: Richard Dawkins et son gène égoïste. Autrement dit, si la sélection agit sur les gènes … les individus ne seraient alors que des avatars génétiques? Des sortes de machines ne servant qu’à la reproduction des gènes? Pour paraphraser Dawkins: La poule n’est-elle pas que le moyen que l’œuf a trouvé pour se reproduire?

5) Enfin, une chose est sûre c’est que les gènes s’est super important est c’est au final la seule chose qui importe dans l’évolution! Ben euh … pas forcément.

En effet, pour qu’il y est de l’évolution il faut que de l’information soit transmise entre les parents et les enfants, ce qu’on appelle l’hérédité. Les gènes ont été / et sont considérés comme le seul support de l’hérédité. Certes, mais pourtant la langue que l’on parle par exemple n’est pas dérivée d’un gène hérité par nos parents non? Et pourtant, on parle dans la très grande majorité des cas la langue de nos parents … il y a donc bien une transmission d’information entre les parents et l’enfant! Ce constat est évident, nous ne transmettons pas que nos gènes à nos enfants, mais aussi un énorme bagage éducatif / culturel / comportemental /etc … Cette forme d’hérédité est appelée l’hérédité non-génétique. Beaucoup d’évolutionnistes ne s’en préoccupent pas, mais cela fait une dizaine d’années que plusieurs évolutionnistes en appellent à reformuler la théorie synthétique de l’évolution en une théorie étendue de l’évolution afin d’inclure dans la théorie ces autres formes d’hérédité (pensons aussi à l’hérédité épigénétique ou écologique)! Le débat fait rage dans la littérature! Ce sujet est tellement vaste et passionnant, qu’il sera peut être le sujet d’un futur article sur ce blog!



6) Tiens d’ailleurs, parlons un peu de l’Homme, on est d’accord que l’évolution s’est quasiment arrêtée chez nous… non? Mais non! Et par quel phénomène nous ne serions plus sujet à l’évolution?

Bon déjà, commençons par dire que notre histoire évolutive est façonnée par la sélection naturelle. La sélection naturelle par le passé a posé sa marque sur notre corps, qui est un livre ouvert permettant de décrypter nos adaptations, pour qui sait les lire. Certes … mais maintenant, avec les progrès de la médecine et l’aide aux handicapé, etc … la sélection naturelle a disparu non? Et bien non! C’est oublier que la sélection naturelle agit certes au travers de la survie, mais aussi au travers du succès reproducteur (bref, le nombre de chti n’enfants que l’on va engendrer, élever et à leur tour ils vont donner d’autres chti n’enfants!). Or, nous ne faisons pas tous le même nombre d’enfants, car nous sommes différents! Ceci est exactement la sélection naturelle. Cette notion peut être difficile à appréhender pour qui n’est pas familier avec le concept de sélection mais pour faire simple, tout n’est qu’une histoire de fréquence! Si les individus qui ont un grand nez font en moyenne 0.5% d’enfants en plus, même si ce chiffre est extrêmement faible, au fur et à mesure les individus avec un grand nez augmenteront en fréquence dans la population, c’est ça la sélection. L’étude de la sélection naturelle à notre époque reste néanmoins un sujet très controversé…. conduisant bien souvent à des débats simplistes du type Nature / Culture (sortant du cadre scientifique) … Hein, ça vous rappelle rien?

Peut être les futurs gagnants d’un célèbre trophée

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Bref, depuis Darwin ça a bougé et ça bouge beaucoup!! Rien n’est figé dans le marbre! 

Les débats font rage dans la littérature spécialisée, mais aussi dans le grand public. Si je devais résumer les points mentionnés plus haut je dirais que les controverses de la théorie de l’évolution touchent:

- La vitesse de l’Evolution

- L’accélération (ou pas) de l’Evolution (Gradualisme VS Equilibre Ponctué)

- Le moteur de l’Evolution (Dérive génétique ou Sélection?)

- Les modes d’action de l’Evolution (Egoïste ou Altruiste?)

- Le matériel de l’Evolution (les gènes? la culture? etc …)

- L’Evolution et l’Homme

Allé, petit parallèle épistémologique pour finir cet article. Lakatos (1922-1974) parlait de programme de recherche pour parler de théorie. A la question de savoir comment comparer les programmes de recherche entre eux (Laquel choisir entre 2 théories!), Lakatos répondait en parlant de potentialité. Popper utilise une belle analogie: Imaginons un programme de recherche comme étant un jardin. Dans ce jardin il y a plusieurs nichoirs. Chaque nichoir représente un problème, une potentialité pour les oiseaux. L’idée importante ici est que ces potentialités existent peu importe qu’on les exploite ou non (peu importe combien d’oiseaux arrivent dans le jardin, il y aura toujours autant de nichoirs).
Lakatos nous dit qu’un programme de recherche sera préférable à un autre si son nombre de potentialités est plus important (en clair, beaucoup de nichoirs). Dit autrement, plus une théorie permettra de créer d’autres disciplines, de se poser toujours plus de questions, de créer des controverses, plus elle devra être préférée. On a reproché à Lakatos que son approche était trop historiciste, c’est-à-dire que son critère de potentialité ne peut être observé que seulement après coup. Il est impossible de connaitre les potentialités d’une théorie dans le temps présent …

Malgré tout, la théorie de l’évolution formulée par Charles Darwin a bien été la source de nombreuses controverses, sous-disciplines et autres questionnements. Lakatos ne se trompe pas sur ce point: Les potentialités de la théorie de l’évolution sont une partie de l’explication de se son indétrônable succès. Nul doute que la théorie de l’évolution darwinienne a représenté un formidable jardin, rempli d’une grande quantité de nichoirs, occupés par de nombreux oiseaux … et qui continueront encore et encore de se poser des questions! Bref, merci Charles c’est un chouette jardin que nous a laissé ; )

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Quelques références:

Sur la théorie synthétique de l’évolution, allez-y les yeux fermés!
- La théorie de l’évolution: Une logique pour la biologie. De Patrice David & Sarah Samadi. 
- Les mondes darwiniens. L’évolution de l’évolution. Sous la direction de Thomas Heams, Phlippe Huneman, Guillaume Lecointre et Marc Silberstein. Préface de Jean Gayon.
- La Structure de la théorie de l’évolution. De Stephen Jay Gould.
- Biologie évolutive. Sous la direction de Frédéric Thomas, Thierry Lefevre et Michel Raymond.

Sur le concept de gène égoïste:
- Le gène égoïste. De Richard Dawkins.
- Les avatars du gène. De Pierre-Henri Gouyon, Jacques Arnould et Jean-Pierre Henry

Sur l’hérédité non-génétique:
Bonduriansky, R., & Day, T. (2008). “Nongenetic inheritance and its evolutionary implications”Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics40(1), 103. (en anglais). Lien ICI.
Danchin, É., Charmantier, A., Champagne, F. A., Mesoudi, A., Pujol, B., & Blanchet, S. (2011). “Beyond DNA: integrating inclusive inheritance into an extended theory of evolution”Nature Reviews Genetics12(7), 475-486. (en anglais). Lien ICI.

Sur une théorie étendu de l’évolution:
Pigliucci, M. (2009). “An extended synthesis for evolutionary biology”Annals of the New York Academy of Sciences1168(1), 218-228. (en anglais). Lien ICI.
Sur la théorie neutre:
- Un excellent article de vulgarisation sur la théorie neutre: ICI.

Sur la sélection naturelle chez l’Homme:
- Cro-Magnon toi-même. De Michel Raymond.
Pourquoi je n’ai pas inventé la roue : Et autres surprises de la sélection naturelle. De Michel Raymond.
Pelletier, F. and E. Milot (2013). “Human Evolution: New Playgrounds for Natural Selection.” Current Biology 23: 446-448. (en anglais). Lien ICI.
- Un pti podcast de Léo sur la sélection naturelle chez l’Homme en lien avec des bourrelets :). ICI.
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Le kangourou qui marchait debout

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80692_web.jpgUn distant cousin du kangourou, éteint depuis 30 000 ans, aurait pratiqué assidûment la marche à pied au lieu de bondir comme ses congénères australiens actuels. C’est en tout cas la thèse défendue par trois universitaires emmenés par Christine Janis, de l’université de Brown (USA), qui publient le résultat de leurs recherches dans la revue PLOS One. Le Procoptodon, s’il ressemblait un peu aux kangourous, était beaucoup plus grand et massif : environ trois mètres de haut, pour une masse estimée de 240 kilos, soit dans les trois fois Skippy. Une telle physiologie représenterait un handicap sérieux pour sautiller allègrement dans les prairies. Et si l’on en croit les auteurs de l’étude, les Procoptodons et leurs espèces parentes avaient adopté un autre mode de locomotion, que les humains connaissent bien : la marche à pied. Aujourd’hui, les kangourous bondissent à grande vitesse, et se déplacent à quatre pattes (avec l’aide de leur queue) lorsqu’ils se déplacent à petite vitesse. Cela requiert une colonne vertébrale souple, une queue robuste, et des pattes avant capable de supporter le poids de leur corps. Or, la famille des sthenurinae (nom scientifique donné à la famille d’espèces comprenant entre autres ces géants marcheurs) ne semble pas posséder ces attributs, affirment les chercheurs. En se basant sur l’étude détaillée des os des sthenurinae , ainsi que des espèces apparentées au kangourou, passées et présentes, les scientifiques ont remarqué qu’un dos rigide et des articulations solides pointaient dans la direction de la marche plutôt que du sautillement pour ces vénérables ancêtres. Leurs pattes avant, elles, n’auraient pas été assez solides pour soutenir le poids de leur corps, et davantage adaptées à la cueillette. De plus, ces animaux auraient été aptes à bouger plus facilement leurs pattes de derrière une à la fois, et utilisant leur queue comme un cinquième membre seulement lorsqu’ils marchaient lentement. Les plus petites formes de sthenurinae auraient utilisé la marche comme moyen de locomotion alternatif à petite vitesse, alors que les espèces les plus grandes auraient marché en permanence. De toutes manières, pour les plus gros d’entre eux (comme les Procoptodons), sautiller se serait avéré quasiment impossible. La nature aurait-elle favorisé une espèce se déplaçant difficilement ? “Je ne pense pas qu’ils seraient devenus aussi gros à moins qu’ils n’aient marché”, affirme Christine Janis. “Les gens interprètent souvent le comportement des animaux éteints comme s’ils ressemblaient à ceux que nous connaissons aujourd’hui, mais comment interpréterions-nous une girafe ou un éléphant si nous ne les connaissions seulement par des fossiles?” interroge la chercheuse. “Nous devons considérer que les animaux éteints peuvent avoir fait les choses différemment de ceux qui sont en vie aujourd’hui, et l’anatomie de leurs os nous fournit de très bons indices.” Pour confirmer définitivement cette hypothèse, il faudrait trouver des traces de pas de ces kangourous antiques, mais en attendant, les auteurs de l’étude s’en tiennent à l’anatomie : ils étaient spécialisés, et parfois taillés pour la marche, pas pour le saut… Crédit image : Reconstitution d’un Sthenurus stirlingi (Brian Regal via Brown University) Continue reading

Les dinosaures ont vu des volcans sur la Lune

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14-284_0.jpgQu’il y ait eu des volcans sur la Lune, il n’y a rien de nouveau à cela. On estimait cependant jusqu’ici que les derniers volcans lunaires étaient éteints depuis belle lurette, et plus précisément depuis au moins un milliard d’années. C’était compter sans la persistance de l’un de ces engins vrombissants que nous avons tendance à envoyer un peu partout dans l’espace, et dans ce cas particulier, le Lunar Reconnaissance Orbiter, LRO pour les intimes. Ce petit robot, qui tourne autour de la Lune depuis 2009, vient en effet de livrer des indices qui ont amené une équipe de scientifiques de la NASA et de l’université d’état de l’Arizona à affirmer qu’il y aurait eu de l’activité volcanique sur la Lune voici moins de 100 millions d’années. Ce qui signifie que si un dinosaure avait eu la curiosité de regarder dans le ciel, il aurait pu voir des volcans sur la Lune. La découverte, qui fait l’objet d’un article scientifique dans la revue Nature Geoscience, est basée sur l’observation de dépôts rocheux caractéristiques sur la surface lunaire, et dont les chercheurs ont pu estimer l’âge, certaines zones pouvant même avoir moins de 50 millions d’années. Il n’y aurait donc plus eu de dinosaures pour observer les derniers volcans de la Lune, la météorite qui les a décimés datant d’environ 60 millions d’années. Les dépôts en question, trop petits pour être vus depuis la Terre, sont répartis dans les plaines volcaniques lunaires, et présentent une combinaison de textures particulière qui a été baptisée “irregular mare patches” (ou zones irrégulières des mers). Pour l’instant, les chercheurs en ont identifié 70 sur la face visible de la Lune. Une quantité qui va dans le sens non pas d’une activité exceptionnelle, mais bien d’un phénomène global lié à la nature du volcanisme lunaire. L’existence de tels dépôts démontrerait que l’activité volcanique sur notre satellite s’est ralentie progressivement au lieu de s’arrêter totalement voici un milliard d’années. “Cette découverte est le type de science qui va littéralement obliger les géologues à réécrire les manuels concernant la Lune”, affirme John Keller, du projet LRO (NASA). Elle a en effet aussi des conséquences sur notre compréhension de la nature du sous-sol lunaire. “L’existence et l’âge de ces zones irrégulières nous montre que le manteau lunaire devait rester suffisamment chaud pour fournir du magma à ces petites éruptions qui ont créé ces aspects inhabituellement jeunes”, affirme Sarah Braden, de l’université de l’Arizona et auteur principal de l’étude. Du côté de la NASA, on a bien l’intention de continuer à observer ces zones particulières pour en apprendre davantage…   Crédit photo : les traces laissées par le volcanisme récent de la Lune (NASA/GSFC/Arizona State University) Continue reading

Les moines copistes griffonnaient dans les grimoires

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tumblr_nc40xblIhU1soj7s4o1_1280.jpgLa vie d’un moine copiste devait être parfois un peu monotone. A part les activités réglées de leur ordre, ils passaient des heures à copier et enluminer des livres, ce qui en faisait, en fait, les ancêtres des imprimeries d’aujourd’hui. Mais ils ne faisaient pas que copier, après tout, il faut bien se distraire aussi. C’est pourquoi l’étude des anciens manuscrits révèle des trésors qui ne manquent pas de nous émerveiller. J’avais déjà évoqué ici les escargots géants que combattent les chevaliers, les grimaces des singes ou encore les chats et leur allergie aux fusées, mais cette fois on passe à une toute autre échelle : les gribouillages, dessins et autres graffiti que l’on trouve dans un nombre impressionnant de manuscrits. L’historien Erik Kwakkel étudie les livres anciens, menant un projet de recherche sur “l’innovation dans les manuscrits de la Renaissance du 12ème siècle“. Son blog (en anglais) est d’ailleurs un petit bijou pour tous ceux qui aiment les vieux textes… Il semble donc tout naturel qu’il ait également répertorié les plus anciens graffiti qui aient été griffonnés sur du papier (ou du parchemin). Il a découvert la plupart d’entre eux en recherchant des exemples d’essais effectués par les copistes pour essayer leurs plumes. “D’un point de vue de l’histoire du livre, les essais de plume sont intéressants, car un scribe a tendance à les écrire avec son doigté natal”, explique le Dr Kwakkel au magazine Colossal . Parfois, lorsqu’ils se déplaçaient vers une autre culture écrite (un autre pays ou un autre établissement religieux), ils adaptaient leur style d’écriture lorsqu’ils avaient à copier de véritables textes et livres. D’un autre côté, les essais sont effectués dans le style de la région où ils ont été entraînés, ce qui veut dire que ces personnes révèlent des informations sur elles-mêmes”. Un copiste flamand importé en Angleterre pourrait ainsi dévoiler son origine juste en effectuant des essais de plumes… Ces essais sont souvent des visages schématisés façon smiley… kansas-kenneth-spencer-research-library-ms-c54.jpgMais les graffiti sont aussi des annotations dans la marge. Ainsi, il y a des exemples de livres d’études dans lequel le lecteur a transcrit des commentaires personnels. Genre “ce professeur est ennuyeux”. Ou encore un doigt dessiné qui pointe vers un passage intéressant… ou vers une erreur de traduction. Parfois encore, il s’agit d’ancêtres des selfies : le copiste se représente lui-même, dans une lettre, une enluminure… Tout ceci démontre que les moines copistes avaient non seulement un sens artistique développé, mais qu’ils laissaient aussi leurs pensées vagabonder, qu’ils étaient parfois critiques par rapport à ce qu’ils recopiaient… et qu’ils étaient généralement dotés d’un humour à toute épreuve.   Crédit photo : “Air guitar” sur un manuscrit du 9ème siècle?  (Bibliothèque municipale d’Amiens via le TumblR d’Erik Kwakkel) Un doigt dans la marge d’un écrit du 15ème siècle (Kansas University, Kenneth Spencer Library, via Medieval Books) Continue reading