L’espèce en biologie: une histoire de sexe.

Ça n’est pas ce qui est qui compte,
C’est l’histoire,
C’est l’histoire,
La façon dont on la raconte
Pour le faire savoir.

Selon Yves Duteil

J’apprécie le groupe ∏ pour la culture de chacun et la bienveillance de tous. Récemment, nos réflexions se sont d’avantages tournées vers la biologie. Nous discutons de questions telles que: « Qu’est-ce que la vie ? », ou « L’épigénétique donne-t-elle raison à Lamarck contre  Darwin? »  Lors d’une des dernières rencontres, nous avons parlé d’espèces et j’ai cru comprendre que, pour plusieurs d’entre nous, le concept semble être un construit culturel plus qu’une réalité naturelle. Cela n’est pas une surprise, à ∏, le mot devient souvent le fait. La tendance est semblable dans le livre de Kupiec (2013) sur lequel Françoise a attiré notre attention. Pas de surprise là non plus, le sujet annoncé porte sur l’histoire et ses débats.

Dans ce qui suit, je vais essayer de ramener le mot à son concept et de montrer que, chez les eucaryotes qui se reproduisent sexuellement, il s’agit d’une solide réalité naturelle.

Comme il se doit, nous commençons par Darwin – pas par Charles bien sûr, mais par la théorie darwinienne de l’évolution telle que nous la comprenons aujourd’hui. Nous connaissons ses deux tenants indissociables : la variation aléatoire et la sélection par le milieu d’organismes qui se continuent dans leur descendance.

À l’origine de la vie, dans le grand jeu du désordre et de l’ordre toujours changeant, sont  apparus des organismes individualisés capables de transmettre leur « recette[1]» à la génération suivante. Nous savons très peu de ce qu’étaient ces organismes et leur « recette ». Faute de données substantielles, notre imagination est bien incapable de saisir l’ampleur de ce qui aurait pu être[2]. Quoi qu’il en soit, dès ce moment, Darwin s’applique. Le résultat est, 4 milliards d’années plus tard, ce que nous savons.

Aujourd’hui, à la base de la variation darwinienne nous mettons la mutation, c’est-à-dire le changement aléatoire d’une lettre de la recette génétique que l’ADN transmet à la génération suivante et au crible de la sélection. Charles Darwin en avait bien vu le principe qu’illustre la seule figure de son livre « L’origine des espèces », mais Emma, sa femme, comme beaucoup d’autres encore aujourd’hui, peinait à admettre que ce principe put rendre compte de l’aile de l’oiseau ou de l’œil humain. On la comprend, mais Charles, en invoquant notre manque d’imagination et de connaissance, avait raison ; il faut bien voir que les moyens de la vie sont surprenants de richesse et de diversité.

L’un d’entre eux semble évident : il s’agit d’utiliser l’expérience d’autrui! Ainsi, lorsqu’au long des générations, un clone a évolué vers une fonctionnalité nettement différente, peut-être radicalement nouvelle, le transfert de cette information en un bloc à un autre organisme peut représenter un raccourci évolutif extraordinaire. Ce processus est nommé « transfert horizontal ». Ses marques se retrouvent dans tous les génomes. On lui doit, en particulier, les grands succès historiques que sont l’intégration des chloroplastes, organe de la photosynthèse dans le règne végétal, ou celle des mitochondries, usine de production d’énergie que l’on retrouve chez toutes les cellules à noyau. Aujourd’hui encore, le transfert horizontal est une voie essentielle de l’évolution. À quel prix !

Là en effet est le problème. On ne passe pas impunément une information génétique d’un organisme à un autre. Comme on ne met pas une roue de tracteur sur une voiture de tourisme, l’incompatibilité est de règle en cas de transfert sauvage. Le mélange des recettes est rarement digeste. Les organismes s’en protègent farouchement. L’hippopotamélephantocamélos n’est pas toléré. Conséquemment, nous pouvons manger tranquillement notre ratatouille, sans craindre que ses divers ADN  ne menacent le nôtre. Nous devons aussi constater qu’il n’est pas aisé de faire un bon OGM.

Toutefois, parce que l’avantage évolutif que peut offrir l’échange génétique entre organismes non apparentés peut, quelquefois, présenter un tel avantage que certains systèmes de transfert globaux continuent d’exister. Le plus connu se fait par virus interposés. Ainsi certains virus distribuent, au cours de leur pérégrination, des morceaux du génome emportés d’hôtes rencontrés précédemment. Une des conséquences en est que notre ADN est parsemé d’innombrables fragments d’origine étrange et quelquefois perturbatrice comme l’atteste une grande partie des cancers. Autre conséquence fâcheuses des transferts horizontaux : le SIDA.

Bref, il est bien clair que l’échange de matériel génétique entre organismes est dangereux et qu’il doit être strictement limité.

À ce point de ma présentation, lecteur, tu te dis peut-être, « Eh oh ! Les échanges génétiques, je connais et j’aime ça ; j’suis marié et j’ai des enfants !» Ah oui, j’allais l’oublier.  Le sexe ! Un coup fumant inventé par … par qui ? L’évolution ? La vie ? La nature ? Non, un système de transfert horizontal qui s’est avéré donner un avantage évolutif  décisif à ceux qui le pratiquent. Le transfert est intense; à chaque génération, la moitié du génome est échangé avec celui d’un autre individu. On ne peut pas rêver plus.

Mais alors, le chaos, comment l’éviter lors d’une telle salade d’information génétique ?

La réponse est simple : il s’agit de limiter le sexe aux organismes suffisamment semblables pour que le partage des génomes (le transfert horizontal) offre plus d’avantages que d’inconvénients. On donne le nom d’espèce à ce groupe d’organismes.

Voilà, tout est dit ou presque.
Tout, vraiment? Disons plutôt que nous avons là une bonne base sur laquelle l’évolution développe son infinie richesse.

Remarquons quand même que la définition ci-dessus recouvre la définition classique de l’espèce: « Groupe d’êtres vivants pouvant se reproduire naturellement entre eux ». Encore heureux qu’il en soit ainsi!

Notons aussi qu’une espèce n’est pas définie à priori. Le chat ou le sapin ne sont pas inscrits dans la nature de l’évolution. Ils sont là où les a conduits le hasard et la nécessité ; cette nécessité qui veut que le sexe ne soit fructueux qu’entre organismes suffisamment proches. On le sait assez !

Remarquons finalement que, si le processus évolutif qui a conduit aux espèces telles que nous les observons aujourd’hui est immensément complexe, le principe qui le dirige est clair et bien défini. Principe simple, mais développements trop complexes pour notre imagination, voilà typiquement les ingrédients pour une modélisation informatique prometteuse. J’imagine que par ce biais, nous comprendrons mieux la notion d’espèces dans les années avenir. Je n’ai pas le même optimisme pour le projet Brain and Mind dont le sujet est également complexe, mais dont le principe me semble encore fort chancelant. On verra !