Évolution : la célèbre image de la “marche du progrès” est tout simplement fausse

L’évolution explique comment tous les êtres vivants, y compris nous, sont nés.

Il serait facile de supposer que l’évolution fonctionne en ajoutant continuellement des caractéristiques aux organismes, en augmentant constamment leur complexité. Certains poissons ont développé des pattes et ont marché sur la terre. Certains dinosaures ont développé des ailes et ont commencé à voler. D’autres ont développé des ventres et ont commencé à donner naissance à des petits vivants.

Pourtant, c’est l’une des idées fausses les plus répandues et les plus frustrantes sur l’évolution. De nombreuses branches réussies de l’arbre de vie sont restées simples, comme les bactéries, ou ont réduit leur complexité, comme les parasites. Et elles se portent très bien.

Dans une étude récente publiée dans Nature Ecology and Evolution, nous avons comparé les génomes complets de plus de 100 organismes (principalement des animaux), pour étudier comment le règne animal a évolué au niveau génétique. Nos résultats montrent que les origines de grands groupes d’animaux, comme celui qui comprend les humains, sont liées non pas à l’ajout de nouveaux gènes, mais à des pertes massives de gènes.

Le biologiste évolutionniste Stephen Jay Gould était l’un des plus farouches opposants à la “marche du progrès“, l’idée selon laquelle l’évolution entraîne toujours une complexité accrue. Dans son livre Full House (1996), Gould utilise le modèle de la marche de l’ivrogne. Un ivrogne quitte un bar dans une gare et marche maladroitement d’avant en arrière sur le quai, se balançant entre le bar et les rails du train. Si on lui laisse suffisamment de temps, l’ivrogne tombera dans les rails et y restera coincé.

Le quai représente une échelle de complexité, le bar étant le moins complexe et les rails le plus complexe. La vie émerge en sortant du bar, avec le minimum de complexité possible. Parfois, elle trébuche au hasard vers les rails (évoluant de manière à augmenter la complexité) et d’autres fois vers le bar (réduisant la complexité).

Aucune option n’est meilleure que l’autre. Selon l’environnement, il peut être préférable pour la survie de rester simple ou de réduire la complexité plutôt que d’évoluer avec une complexité accrue.

Mais dans certains cas, des groupes d’animaux développent des caractéristiques complexes qui sont intrinsèques au fonctionnement de leur corps, et ne peuvent plus perdre ces gènes pour devenir plus simples – ils restent bloqués dans les rails du train. (Il n’y a pas de train à craindre dans cette métaphore.) Par exemple, les organismes multicellulaires retournent rarement pour devenir unicellulaires.

Si nous nous concentrons uniquement sur les organismes coincés dans les voies ferrées, nous avons alors une perception biaisée de la vie qui évolue en ligne droite de simple à complexe, en croyant à tort que les anciennes formes de vie sont toujours simples et que les nouvelles sont complexes. Mais le véritable chemin vers la complexité est plus tortueux.

Avec Peter Holland de l’université d’Oxford, nous avons étudié la manière dont la complexité génétique a évolué chez les animaux. Auparavant, nous avons montré que l’ajout de nouveaux gènes était la clé de l’évolution précoce du règne animal. La question s’est alors posée de savoir si c’était le cas lors de l’évolution ultérieure des animaux.

L’étude de l’arbre de vie

La plupart des animaux peuvent être regroupés en grandes lignées évolutives, les branches de l’arbre de vie montrant comment les animaux vivants aujourd’hui ont évolué à partir d’une série d’ancêtres communs. Afin de répondre à notre question, nous avons étudié chaque lignée animale pour laquelle une séquence du génome était publiquement disponible, ainsi que de nombreuses lignées non animales afin de les comparer.

Une des lignées animales est celle des Deutérostomiens, qui comprend les humains et d’autres vertébrés, ainsi que les étoiles de mer ou les oursins. Une autre est celle des ecdysozoaires, qui comprend les arthropodes (insectes, homards, araignées, mille-pattes), et d’autres animaux en mue comme les vers ronds. Les vertébrés et les insectes sont considérés comme des animaux parmi les plus complexes. Enfin, nous avons une lignée, les lophotrochozoaires, qui comprend des animaux tels que les mollusques (escargots, par exemple) ou les annélides (vers de terre), parmi beaucoup d’autres.

Nous avons pris cette sélection diversifiée d’organismes et nous avons cherché à voir comment ils étaient apparentés sur l’arbre de vie et quels gènes ils partageaient et ne partageaient pas. Si un gène était présent dans une branche plus ancienne de l’arbre et non dans une branche plus jeune, nous en avons déduit que ce gène avait été perdu. Si un gène n’était pas présent dans les branches plus anciennes mais apparaissait dans une branche plus jeune, alors nous considérions qu’il s’agissait d’un nouveau gène qui avait été acquis dans la branche plus jeune.

Les résultats ont montré un nombre sans précédent de gènes perdus et gagnés, ce qui n’avait jamais été observé auparavant dans les analyses précédentes. Deux des principales lignées, les Deutérostomiens (y compris l’homme) et les ecdysozoaires (y compris les insectes), ont enregistré le plus grand nombre de pertes de gènes. En revanche, les lophotrochozoaires présentent un équilibre entre les nouveautés et les pertes de gènes.

Nos résultats confirment l’image donnée par Stephen Jay Gould en montrant qu’au niveau des gènes, la vie animale a émergé en quittant le bar et en faisant un grand saut de complexité. Mais après l’enthousiasme initial, certaines lignées se sont rapprochées du bar en perdant des gènes, tandis que d’autres lignées ont dérivé vers la piste en gagnant des gènes. Nous considérons cela comme le parfait résumé de l’évolution, un choix aléatoire induit par l’alcool entre le bar et la voie ferrée. Ou, comme le dit le mème internet, “Rentre chez toi l’évolution. T’es bourrée.“

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Source : The Conversation – Traduit par Anguille sous roche