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Un exemple amusant de convergence “évolutive”

Via econoclaste, il faut lire cette tribune de Steven Strogatz dans le New York Times, qui explique comment l’évolution a optimisé le métabolisme de la même façon que l’homme optimise naturellement les infrastructures dans les villes.
La constatation de base est que lorsqu’on compare différentes villes, la longueur des rues, des câbles électriques, le nombre de [suite…]

Via econoclaste, il faut lire cette tribune de Steven Strogatz dans le New York Times, qui explique comment l’évolution a optimisé le métabolisme de la même façon que l’homme optimise naturellement les infrastructures dans les villes.

La constatation de base est que lorsqu’on compare différentes villes, la longueur des rues, des câbles électriques, le nombre de stations service ne sont pas proportionnels à la population, mais à la population puissance 3/4 (en gros). Par exemple, Mexico compte 20 millions d’habitants, 10 000 fois plus d’habitants qu’un hameau de 2000 habitants, mais ne compterait que 1000 fois plus de stations services.

kleiber1947.1242870065.jpgOr dans le vivant, on observe ce qu’on appelle la loi de Kleiber. Cette loi est aussi une constatation expérimentale : les besoins métaboliques d’un animal ne sont pas proportionnels à la masse, mais à la masse puissance 3/4. Par exemple,  un gros éléphant de 10 tonnes est 10^4=10000 fois plus lourd qu’un lapin d’un kilo, mais ses besoins énergétiques ne sont que 10^3=1000 fois plus élevés.

Apparemment, des chercheurs du Santa Fe Institute auraient “démontré” l’origine de cette loi. Je cite/traduis Strogatz :

“Geoffrey West et ses collègues Jim Brown et  Brian Enquist ont démontré que cette loi de puissance 3/4 correspondrait exactement à ce que l’on attendrait si la sélection naturelle avait évolué un système de transport d’énergie et de nutriment optimum en termes de vitesse et d’efficacité, en utilisant un réseau fractal constitué de tubes en branches – précisément l’architecture que l’on observe  dans le système circulatoire et dans les poumons, et guère différent en principe des canalisations qui alimentent une ville.”

Oui, même la sélection naturelle obéit aux lois de la physique, et ne peut faire mieux qu’un optimum théorique. “L’algorithme” de l’évolution est donc capable de trouver une solution optimale justement; dans ce sens,  peut-on dire que l’évolution est en partie prédictible et a certains “attracteurs” ?

Petite digression écologique pour conclure : comme 3/4 est plus petit que 1, cela veut dire en particulier que ramenées au nombre d’habitants, les longueurs de tuyaux, de routes … d’une ville diminuent avec sa taille, et donc que les  grandes villes sont plus vertes que les petites de ce point de vue !

À propos de l'auteur

Tom Roud

Blogger scientifique zombie