L'identité chimique de chaque organisme vivant est déterminée par la séquence de paires de bases contenues dans l'ADN de cet organisme. La théorie de l’évolution affirme que les espèces évoluent avec le temps et que leur ADN change parallèlement à ce développement. Divers événements peuvent entraîner des modifications de l’ADN. Par exemple, la lente accumulation de mutations, des erreurs de copie massives ou la pénétration de séquences d’acides nucléiques viraux. Mais une chose peut être dite avec certitude : plus le temps s'est écoulé depuis la vie de l'ancêtre commun de deux espèces, plus la période pendant laquelle ces changements se sont produits et, par conséquent, plus les séquences d'ADN de ces deux espèces sont différentes.
Il y a plusieurs points à noter concernant cette déclaration. Premièrement, en comptant les différences entre les séquences d’ADN, nous pouvons construire un arbre généalogique de tous les organismes vivants. Par exemple, les humains et les chimpanzés partagent 98 % de leur ADN. Cela signifie que notre ancêtre commun a vécu très récemment. Dans le même temps, chez les humains et les grenouilles, la partie correspondante de l'ADN est beaucoup plus petite, c'est pourquoi notre branche s'est séparée beaucoup plus tôt de la branche occupée par les amphibiens. La théorie de l’évolution prédit que l’arbre généalogique ainsi construit devrait être similaire à l’arbre construit au siècle dernier sur la base de l’étude des fossiles. À mon avis, la coïncidence de deux arbres généalogiques est l’une des preuves les plus convaincantes de l’évolution. Cela montre également que la théorie de l'évolution peut être testée (comme indiqué dans l'introduction, c'est l'une des exigences les plus importantes de toute théorie scientifique), car pourrait Il s’avère que les humains sont génétiquement plus proches des grenouilles que des chimpanzés.
La méthode de l’horloge moléculaire utilise les données ADN de manière plus fondamentale. Si les changements dans l'ADN se produisent à un rythme moyen - si l'horloge moléculaire tourne de manière uniforme - alors en comptant le nombre de paires de bases différentes dans les séquences de deux espèces, nous pouvons avoir une idée de la durée de vie de leur dernier ancêtre commun. Si le taux de modification de l’ADN est constant, l’analyse de l’ADN moderne peut nous renseigner sur les échelles de temps aux différentes étapes du développement de l’arbre généalogique.
Dans les années 1980, lorsque le concept d’horloge moléculaire a été proposé pour la première fois, les chercheurs s’attendaient à ce que les changements dans tout l’ADN se produisent au même rythme, c’est-à-dire que toutes les horloges fonctionnent au même intervalle. Cependant, il s’avère qu’il existe de nombreuses horloges moléculaires différentes et qu’elles se déplacent toutes à des vitesses différentes. Par exemple, les paires de bases dans la séquence d'un gène important ne peuvent pas changer beaucoup sans nuire à l'organisme dans son ensemble, de sorte que l'horloge qui indique l'heure des paires de bases dans ces gènes fonctionne relativement lentement. D'un autre côté, la plupart des segments d'ADN n'affectent pas la chimie du corps, de sorte que l'horloge peut fonctionner plus rapidement pour ces segments.
L’aspect le plus attrayant de la méthode de l’horloge moléculaire est peut-être la perspective de son application à l’évolution humaine récente. Pour mieux comprendre tout cela, vous devez savoir qu'à l'intérieur de chaque cellule d'organismes hautement développés se trouvent de minuscules organites - mitochondries. Le carburant de la cellule y brûle, c'est-à-dire que la fonction métabolique la plus importante est réalisée. On pense que les mitochondries sont entrées pour la première fois dans des cellules plus complexes il y a des millions d’années par le biais d’un processus de symbiose. Deux cellules qui ont évolué indépendamment ont découvert qu’elles bénéficieraient d’un partenariat dans lequel une cellule vivait à l’intérieur de l’autre. Le fait que la mitochondrie contienne son propre ADN en forme de petite boucle (il y a 26 gènes dans l’ADN mitochondrial humain) suggère que cet événement s’est produit il y a longtemps.
Les spermatozoïdes n'ont pas de mitochondries, donc tout l'ADN mitochondrial de votre corps provient de l'ovule de votre mère. En d’autres termes, l’ADN mitochondrial est transmis par la lignée maternelle. Il a été établi que l’horloge moléculaire de l’ADN mitochondrial tourne presque 10 fois plus vite que l’horloge de l’ADN contenu dans le noyau cellulaire. Par conséquent, l'ADN mitochondrial a été choisi pour l'analyse - après tout, sur une certaine période de temps, il y aura beaucoup plus de changements que dans l'ADN nucléaire.
L'ADN mitochondrial a d'abord attiré l'attention après qu'un groupe de chercheurs américains ait obtenu l'ADN mitochondrial de 147 représentants de différentes races de différentes parties du monde en 1987 et déterminé le nombre de mutations qui les distinguaient. Selon les résultats de la première analyse, il semble que tous les peuples modernes font remonter leur ascendance à la même femme qui vivait en Afrique il y a environ 200 000 ans. Cette femme fut immédiatement surnommée Eve (ou, pour être plus scientifique, Mitochondrial Eve) et fit même la couverture d'un grand magazine sociopolitique.
Malheureusement, ce résultat étonnant n’a pas résisté à l’épreuve d’une analyse plus complète, et les scientifiques ne se souviennent plus d’Eve (elle a été victime d’une analyse critique de l’ADN effectuée par un programme informatique). Selon les dernières tendances scientifiques, les preuves ADN indiquent que tous les humains modernes descendent d'une population assez petite - environ 5 à 10 000 personnes - qui vivait en Afrique il y a 100 à 200 000 ans.
Le débat entre sélectionnistes et neutralistes peut peut-être être qualifié de conflit interne au sein de la communauté évolutionniste, mais il présente un aspect important pour la théorie évolutionniste et le créationnisme : la question de l’horloge moléculaire évolutionniste. Même avant la théorie du neutralisme, il était suggéré que les modifications de l’ADN pouvaient se produire à un rythme plus ou moins constant. Ainsi, la divergence des protéines produites par l'ADN devrait refléter le taux de changement évolutif au fil du temps 11 . Plusieurs exemples ont été notés dans lesquels les différences protéiques entre organismes sont cohérentes par nature avec leurs relations évolutives hypothétiques.
L’horloge évolutive moléculaire repose sur l’hypothèse que les grosses molécules (biopolymères) changent constamment. Par conséquent, plus les différences constatées sont marquées, plus le temps s'est écoulé depuis la divergence avec l'ancêtre évolutif commun. Le tableau 8.1 (colonne A) montre la différence en pourcentage des acides aminés dans l'enzyme largement répandue, le cytochrome c. Cette enzyme intervient dans le transport des électrons lorsque de l'énergie chimique est libérée dans la cellule. Il est facile de remarquer que la différence devient de plus en plus grande à mesure que l’on passe des humains à des formes plus simples, et donc plus anciennes selon la théorie évolutionniste. La colonne B montre l'uniformité de l'indicateur, indiquant les différences entre d'autres organismes et cellules de levure, et elles sont considérées comme très anciennes. Cette cohérence a été interprétée comme une preuve en faveur d'une horloge moléculaire unique, à partir de laquelle le temps écoulé depuis la divergence peut être déterminé sur la base des différences moléculaires. Les partisans de cette théorie considèrent le cytochrome comme l’un des meilleurs déterminants. Les manuels de biologie et de théorie de l'évolution utilisent des horloges moléculaires pour étayer la théorie générale de l'évolution. Cependant, ces données n’indiquent pas nécessairement une évolution. Ils peuvent représenter des facteurs biologiques liés au degré de complexité de différents organismes.
L’hypothèse de l’horloge moléculaire se heurte à un certain nombre de questions. Les chercheurs ne sont pas certains des effets des mutations neutres les plus pertinentes pour l’horloge moléculaire. Si les changements ne sont pas neutres ou seulement relativement neutres, alors l’horloge moléculaire reste sans fondement théorique. Les changements contrôlés par la sélection naturelle ne peuvent pas servir d’horloge. Ils refléteront l’influence de l’environnement et non du temps. Les évolutionnistes ont soulevé un certain nombre d'autres questions concernant les horloges moléculaires, dont beaucoup ont surgi lors du débat entre les sélectionnistes et les neutralistes plus soucieux de l'horloge.
Les études de l'enzyme cytochrome c dans différents organismes fournissent des résultats cohérents avec le concept d'horloge moléculaire, mais d'autres études liées aux taux de changement peuvent donner des résultats complètement différents 12 . L’enzyme superoxyde dismutase, qui réduit la toxicité de l’oxygène dans la plupart des organismes vivants, est connue pour provoquer un fonctionnement irrégulier de l’horloge moléculaire 13. D'après les résultats obtenus par les chercheurs, ces horloges pour les singes et les humains sont très en retard 14 . En raison de ces différences spectaculaires, certains scientifiques qualifient l’horloge moléculaire d’« épisodique » 5 , c’est-à-dire qu’elle va soit vite, soit lentement.
Le tableau 8.2 montre les différences dans la séquence d'acides aminés de l'hormone insuline chez les vertébrés. Selon le concept de l’horloge moléculaire, tous les rongeurs sont à peu près également différents des humains car leurs ancêtres ont évolué en même temps. Mais on voit que c’est loin d’être le cas. Les humains diffèrent de la souris domestique de huit pour cent et du ragondin de trente-huit. Ce chiffre est encore plus grand que la différence entre l'homme et plusieurs espèces de poissons, qui, semble-t-il, devrait être bien plus importante. Dans d'autres comparaisons liées à l'insuline, 16 la différence entre la souris et le cobaye (35 pour cent), une espèce assez étroitement apparentée, dépasse la différence entre la souris et la baleine (12 pour cent), l'homme et la tortue serpentine (24 pour cent), et le poulet et bonite (16 pour cent) et entre de nombreux autres organismes qui ne sont pas étroitement liés. De nombreuses incohérences similaires sont relevées dans la littérature scientifique 17 . Nous ne disposons pas de preuves suffisamment étayées pour soutenir un taux de changement constant sur lequel l’horloge moléculaire devrait fonctionner.
Compte tenu des caractéristiques ci-dessus, il ne devrait pas être surprenant que la comparaison des séquences d'acides aminés de différents types de protéines
Différence en pourcentage dans la séquence d'acides aminés de l'hormone insuline entre un certain nombre d'organismes et l'homme*.
* Dayhoff MO. 1976. Atlas de la séquence et de la structure des protéines, vol. 5, supplément 2,
Washington, O.C. : Fondation nationale pour la recherche biomédicale, p. 129.
donne des résultats contradictoires d’un point de vue évolutif. Une de ces analyses, qui visait à comparer les relations évolutives entre plusieurs ordres de mammifères sur la base de la séquence d'acides aminés de quatre protéines différentes, a montré un « manque général de correspondance » entre les quatre protéines examinées et seulement une « correspondance modérée » avec des relations basées sur la structure (morphologie) de divers organismes 18.
Les fossiles dits vivants posent une autre énigme pour le concept d’horloge moléculaire. Les fossiles vivants sont des espèces à peine distinctes des ancêtres fossiles qui auraient vécu il y a des centaines de millions d’années. Un exemple est le limule commun 19, que l'on trouve le long de la côte est de l'Amérique du Nord. Apparemment, il est presque identique à son homologue fossile qui, selon certaines estimations, existait il y a au moins 200 millions d'années. Est-il possible que les changements qui se sont accumulés continuellement pendant 200 millions d’années au cours du fonctionnement de l’horloge moléculaire n’aient aucun effet visible sur le corps ?
Les données présentées dans la colonne B du tableau 8.1 sont si cohérentes qu'elles soulèvent inévitablement plusieurs autres questions concernant l'horloge moléculaire, à la fois dans un contexte évolutif et lorsque l'on considère d'autres facteurs biologiques. Comment des résultats aussi uniformes pourraient-ils être obtenus si les recherches, comme indiqué ci-dessus, suggèrent que l’horloge cytochrome est instable dans ses lectures ? Puisque les changements dans les protéines (basés sur les changements dans l’ADN) sont facilités par la division cellulaire, une telle stabilité des taux de mutation pourrait-elle caractériser toutes les diverses directions du développement évolutif de toutes les espèces de plantes et d’animaux ? C’est difficile à imaginer, étant donné que le développement évolutif des animaux à sang chaud aurait dû se dérouler différemment de celui des animaux ou des plantes à sang froid. De plus, certaines espèces se reproduisent très rapidement, tandis que d’autres se reproduisent très lentement. De tels résultats cohérents sur différentes voies évolutives hypothétiques pourraient soulever de nouvelles questions sur le concept d’horloge moléculaire et suggérer que des interprétations alternatives devraient être recherchées. Jusqu’à ce que nous ayons plus d’informations sur ce qui fait fonctionner ces horloges, si elles existent, cela ne nous ferait aucun mal d’être prudents dans notre jugement.
L’auteur d’ouvrages et d’articles scientifiques, Roger Lewin, a tiré un trait sur la controverse autour des horloges moléculaires dans un article intitulé : « Les horloges moléculaires sont tombées en désuétude ». Il conclut que l'horloge moléculaire semble être constante d'une seule manière : dans son inconstance 20. Siegfried Scherer, biologiste à l'Université de Constance, conclut que « l'hypothèse de l'horloge moléculaire protéique doit être rejetée »21, et le biologiste Geoff Palmer de l'Université d'Indiana affirme que « le tic-tac correct de l'horloge moléculaire n'est qu'une supposition ; Plus nous étudions les changements moléculaires, plus nous avons de preuves que cette horloge ne fonctionne pas correctement. »22 Deux biologistes moléculaires Lisa Wouter et Wesley Brown soutiennent également sans équivoque « le rejet inconditionnel du concept généralisé d'horloge moléculaire » 23 .
DÉCOUVERTES EN BIOLOGIE MOLÉCULAIRE
De nombreuses découvertes faites récemment en biologie moléculaire ont contribué à la diversité de la pensée évolutionniste. Ils ont révélé des propriétés de la vie qui auraient été impossibles à imaginer avant trente ans. dos. De nombreux mystères entourant les systèmes génétiques ont dérouté les évolutionnistes et les créationnistes. Pourquoi une séquence de quelques bases nucléotidiques seulement est-elle répétée 100 000 fois au centre du chromosome d’une mouche des fruits ? Quelle est la fonction du grand nombre d’ADN non codant ou répétitif que l’on trouve dans tous les organismes, sauf les plus simples ? Chez les humains, ils représentent jusqu’à 97 pour cent de tout l’ADN. Les scientifiques qui considèrent ces ADN comme une sorte de déchet génétique hérité de notre passé évolutif les appellent « ADN indésirable ». Les pseudogènes sont un autre type de séquence d’ADN apparemment non codante. Ils semblent être des gènes fonctionnels, mais ils contiennent des régions qui les empêchent apparemment de remplir leurs fonctions normales 24 . Cependant, on ne peut pas affirmer avec certitude que les séquences non codantes sont véritablement non fonctionnelles. On pense que « l’ADN indésirable » joue un rôle, et les scientifiques rejettent ce terme. D’autres évolutionnistes se demandent pourquoi l’ADN non codant a été préservé dans une « pureté immaculée » s’il n’a aucune fonction. En théorie, ils auraient dû changer grâce au processus de mutation. Certains scientifiques parlent de certaines fonctions de l’ADN non codant, dont un langage secret25.
Les vieilles idées selon lesquelles les gènes seraient de longs brins d’ADN qui muteraient parfois et produiraient éventuellement de nouveaux organismes ne correspondent plus aux découvertes scientifiques modernes. Les gènes sont apparemment organisés en systèmes complexes et interactifs, comprenant des mécanismes de rétroaction, qui n’auraient probablement pas évolué au cours d’un processus évolutif graduel et aléatoire, puisqu’ils n’auraient pas la capacité de survivre sans un système pleinement fonctionnel. Voici quelques exemples.
1. CODE GÉNÉTIQUE. La découverte du code génétique a montré comment la combinaison de quatre types différents de bases nucléotidiques dans des complexes codés de trois bases chacun trouvés dans une chaîne d'ADN (Figure 4.1) peut dicter l'ordre de l'un des 20 types différents d'acides aminés qui forment une chaîne d'ADN. protéine. Une cellule utilise les informations de l’ADN de son noyau pour fabriquer des milliers de protéines différentes grâce à un système codé complexe. Comment un processus évolutif aléatoire pourrait-il conduire à la formation d’un système codé ? Ce système nécessite non seulement des informations codées de manière complexe, mais également un système permettant de déchiffrer ce code. Sinon, rien ne se passera.
2. SYSTÈME DE CONTRÔLE GÉNIQUE. Le processus de production de protéines basé sur l’information génétique est complexe et soigneusement réglementé. Les gènes doivent être activés et désactivés du processus à temps. Les chercheurs ont découvert divers mécanismes de contrôle des gènes 26 , dont certains suppriment le gène et d'autres l'activent. Les gènes individuels ont plus d'un mécanisme de contrôle. Le système Lac-one-ron, présent dans une bactérie commune, est devenu un exemple classique de système de contrôle génétique 27 . Il contrôle la production de trois enzymes (protéines) impliquées dans le métabolisme du lactose. Trois enzymes sont codées en séquence, l'une après l'autre, sur l'hélice d'ADN. Ces codes sont précédés de quatre régions spéciales dans l'ADN codé nécessaires à la régulation et à la production d'enzymes. Ce type de système de base et des systèmes de contrôle plus complexes existent également dans les organismes supérieurs 28 . Un grand nombre de transformations chimiques dans les cellules sont contrôlées par des systèmes complexes.
3. SYSTÈMES DE CORRECTION D'ERREURS. Les organismes multicellulaires produisent de nombreuses nouvelles cellules au cours de leur vie. Se divisant en deux moitiés, la cellule reproduit des millions et des milliards de paires de nucléotides. Chez l’humain, chaque fois que le corps forme l’ADN d’une nouvelle cellule, il produit trois milliards de paires de nucléotides. Lors du processus de copie de ces informations, des erreurs se produisent souvent. Certains d'entre eux ne jouent pas un grand rôle, mais des erreurs pouvant entraîner la mort ne peuvent être exclues. La proportion de telles erreurs sans l’intervention d’enzymes correctrices pourrait atteindre 1 pour cent. Ainsi, pour une division cellulaire, il y aurait des milliers, voire des millions d’erreurs. Heureusement, la cellule dispose de systèmes efficaces pour empêcher ce processus. Ces mécanismes sophistiqués peuvent augmenter la précision de copie des millions de fois, en maintenant les erreurs à un minimum 29 . Des systèmes de correction subtils détectent les erreurs et corrigent toutes les sections d’ADN dans lesquelles l’erreur s’est glissée. Des chercheurs ont découvert au moins 15 enzymes impliquées dans la réparation de l'ADN des bactéries Escherichia coli mais nous ne savons pas encore tout sur de tels systèmes 30 . Quant à la théorie évolutionniste, lorsqu’on considère ce mécanisme de correction de l’ADN, un certain nombre de questions se posent. Par exemple, un système sujet aux erreurs pourrait-il être suffisamment cohérent pour permettre le développement évolutif d’un mécanisme d’autocorrection ? Un chercheur a qualifié cette difficulté de « problème non résolu en biologie théorique » 31 .
En étudiant l’ADN, les biologistes moléculaires découvrent un large éventail de fonctions spécialisées qui copient, digèrent, épissent, réparent, déplacent et inversent l’ADN. L’hypothèse précédente d’un ADN simple régissant le développement et le fonctionnement de l’organisme est remplacée par le concept d’ADN « fluide » doté de capacités de programmation. J. A. Shapiro, de l’Université de Chicago, formule ainsi les idées les plus récentes : « Nous devons considérer les génomes [d’ADN] comme des systèmes de traitement de l’information. »32 Il souligne en outre que « de nombreuses transformations de l’ADN (peut-être la grande majorité) ne se produisent pas à la suite de processus chimiques aléatoires ou d’erreurs de réplication. Ils résultent plutôt de l’activité de systèmes biochimiques extrêmement complexes qui peuvent être considérés comme des fonctions reprogrammant les génomes [de l’ADN].
En biologie moléculaire, la recherche de la vérité ne fait que commencer.
CONCEPTS ÉVOLUTIONNAIRES INSOLITE
Les dernières décennies ont produit une extraordinaire diversité d’idées et de conflits dans la pensée évolutionniste. Les échecs qui accompagnent la recherche d’une explication convaincante du développement évolutionniste ont donné naissance à un certain nombre d’hypothèses extraordinaires. A titre d'exemple, je n'en citerai que trois ou quatre.
Le chimiste anglais James Lovelock a promulgué ce qu’on appelle « l’hypothèse de Gaia ». Il a reçu le soutien sérieux de Lynn Margulis, biologiste renommée de l'Université de Boston. Cette idée a gagné en popularité, mais pas parmi les évolutionnistes classiques. L'essence de l'hypothèse de Gaia est que la Terre entière est un organisme vivant dans lequel la vie interagit harmonieusement avec la matière inanimée comme un tout unique 33 . Gaia implique un processus symbiotique d'organismes travaillant ensemble plutôt qu'une lutte pour la survie. En défendant ce nouveau concept, Margulis soutient que le néo-darwinisme « devrait être rejeté en tant que secte religieuse sans importance au sein du courant religieux hétérogène de la biologie anglo-saxonne du XXe siècle ». 34.
Christopher Wille, de l'Université de Californie, a proposé que les gènes aient évolué pour accroître leur capacité à s'améliorer 35 . Partant de vues scientifiques traditionnelles, Wille exprime l'idée que les systèmes individuels complexes d'organismes hautement organisés sont le résultat du développement d'une certaine « sagesse » dans les gènes, qui leur permet de remplir des fonctions de plus en plus complexes au cours du processus d'évolution. Il n'apporte aucune preuve plus ou moins convaincante, mais tire ses conclusions sur la base de nombreux exemples de l'existence de mécanismes génétiques complexes dans les organismes développés. Les systèmes vivants sont sans aucun doute extrêmement complexes, mais l’idée selon laquelle une telle « sagesse » a évolué d’elle-même est peu soutenue.
La recherche informatique s'inscrit également dans la même direction intellectuelle, dont le but est de découvrir comment la vie pourrait s'organiser. Comme nous l'avons déjà évoqué, 36 la deuxième loi de la thermodynamique suppose la tendance constante de l'Univers vers le désordre. La théorie évolutionniste suggère le contraire, et la recherche informatique est confrontée au défi d'expliquer comment tout cela a pu se produire 37 . Pour résoudre le problème, les chercheurs créent un monde biologique virtuel dans un ordinateur. Les virus informatiques familiers à tous contiennent certains éléments de cette « vie artificielle ». Les programmes notent les résultats de l'influence de facteurs modélisés, tels que la variabilité, la compétition et la sélection naturelle. Les scientifiques espèrent que de telles études pourront expliquer l’auto-organisation attendue de l’évolution. Les développeurs de ces programmes font état d'un certain succès, mais même dans cet « univers du silicium » simplifié, il existe de nombreux facteurs qui compliquent la tâche.
Ce travail se concentre autour du Santa Fe Institute au Nouveau-Mexique ; plusieurs autres spécialistes travaillent dans d'autres centres de recherche. Ils examinent les origines de structures complexes dans une perspective plus large, incluant l'évolution, l'écologie, les systèmes humains et Gaia. Une recherche est en cours pour trouver une explication universelle à l’émergence de structures complexes. Les chercheurs s’accordent dans une certaine mesure sur le fait que les structures complexes se développent « au bord du chaos ». Cette conclusion repose sur le fait que les systèmes hautement organisés et stables, tels que les cristaux, suivent un modèle établi et ne génèrent rien de nouveau. D’un autre côté, les systèmes complètement chaotiques, comme les gaz chauds, sont trop informes et confus pour faire une différence dans les résultats. Des systèmes complexes doivent donc évoluer entre ces deux extrêmes, au bord du chaos.
Le travail du Santa Fe Institute a été critiqué de plusieurs points de vue. Les espoirs d'une explication universelle de l'existence de structures complexes sont très minces 38 . Certains scientifiques estiment que la sélection naturelle suffit à elle seule à expliquer des structures complexes et que d'autres explications ne sont pas nécessaires 39 . D'autres craignent que la simplification puisse favoriser la compréhension au détriment de la réalité 40 . L'éminent évolutionniste John Maynard Smith a qualifié ce type de vie artificielle de « science fondamentalement dénuée de faits »41, et l'écologiste Robert May trouve les travaux de l'institut « mathématiquement intéressants mais biologiquement insignifiants ». Les flèches critiques les plus pointues viennent de la logique, qui enseigne que « la confirmation de modèles numériques de systèmes naturels n'est pas possible, puisque les systèmes naturels complexes ne sont pas fermés » 43 . Vous ne pouvez jamais être sûr d’avoir toutes les informations.
Une autre approche a été démontrée par le célèbre zoologiste français Pierre Grasset, auteur d'un ouvrage intitulé Evolution des organismes vivants 44 . Grasset, ancien président de l'Académie française des sciences et éditeur d'une monographie de 35 volumes sur la zoologie, connaît bien les organismes vivants. Il est très critique à l'égard de certains concepts évolutionnistes modernes et nie catégoriquement l'importance de la mutation et de la sélection pour l'évolution. Expliquant les écarts entre les principaux groupes d'organismes, P. Grasse suggère l'existence de gènes particuliers et d'activités biochimiques particulières, mais convient que l'évolution est un mystère dont on sait peu de choses. Il arrive à la conclusion suivante : « Peut-être qu'il n'y a nulle part où aller dans ce domaine de la biologie : alors seulement la métaphysique » 45.
Informations connexes.
Puisque la plupart des mutations génétiques aléatoires n’apportent ni préjudice ni bénéfice à l’organisme, elles s’accumulent à un rythme constant (sur une échelle de temps géologique) ; et d'après eux on peut juger du temps qui s'est écoulé depuis la séparation de deux espèces issues d'un ancêtre commun. Le taux d’accumulation de ces changements est appelé progression de l’horloge moléculaire.
L'horloge moléculaire est une méthode de datation des événements phylogénétiques basée sur l'affirmation axiomatique mentionnée ci-dessus selon laquelle les acides nucléiques sont caractérisés par un taux presque constant de substitutions évolutivement significatives de monomères moléculaires (nucléotides). Il s'ensuit que le temps écoulé depuis la divergence de chaque paire de branches de l'arbre généalogique (« groupes frères ») est proportionnel au nombre de substitutions moléculaires, à condition qu'il n'y ait pas de pression sélective. La différence entre les molécules orthologues de deux espèces différentes est utilisée pour déterminer le temps qui s'est écoulé depuis que les deux espèces ont partagé pour la dernière fois un ancêtre commun (pour calculer le calendrier de divers événements évolutifs. En réalité, les taux de mutation sont inégaux et varient d'une espèce à l'autre, donc calculs basés sur des horloges moléculaires très approximatives.
L’hypothèse de l’horloge moléculaire a été avancée en comparant l’hémoglobine et le cytochrome C de différentes espèces. Zuckerkandl et Pauling (1962) ont remarqué que les taux de substitution d'acides aminés dans ces protéines étaient à peu près les mêmes lorsqu'on comparait différents mammifères.
Ils ont supposé que pour toute protéine dans toutes les lignées phylogénétiques, le taux d’évolution est constant.
Cette hypothèse a donné lieu à de nombreuses controverses. Les évolutionnistes classiques s'y sont opposés car il n'y a pas de constance de taux au niveau morphologique. Les objections à cette hypothèse se sont intensifiées après la datation moléculaire de l'époque de divergence entre les humains et les singes africains. Selon les données moléculaires, ce chiffre était de 5 millions d'années et, selon l'opinion généralement acceptée des paléontologues, de 15 millions d'années.
Des études menées (par exemple Goodman, 1981) ont montré que toutes les lignées ne présentent pas un taux d'évolution constant : différents taxons ont des taux d'évolution différents. Très probablement, il n’existe pas d’horloge moléculaire mondiale, mais il existe des horloges locales au sein des taxons. En effet, au sein des taxons, il n’y a souvent pas de différences significatives dans les taux de remplacement.
Les différences dans les taux d'évolution s'expliquent souvent par des effets de temps de génération ou par des différences dans l'efficacité des systèmes de réparation, les taux de substitution augmentant après la duplication de gènes et pendant les périodes de rayonnement adaptatif.
Cependant, malgré la controverse autour de l’hypothèse de l’horloge moléculaire, elle est largement utilisée pour estimer les temps de divergence des espèces et construire des arbres phylogénétiques.
Vous dites que le temps presse.
Fous, c'est ce que vous vivez.
Il est assez fermement établi que la plupart des mutations ponctuelles qui se produisent dans le génome ne sont ni bénéfiques ni nocives pour l'homme, c'est-à-dire qu'elles sont neutres. Les sauts ne sont probablement pas caractéristiques de l'évolution. Les fréquences des mutations ponctuelles sont faibles (environ 10 à 8 par génération) et relativement constantes. Les calculs montrent que la taille du génome diploïde humain est d'environ 7x10 9 pb. En moyenne, 175 nouvelles mutations surviennent par génération (25 ans). L’accumulation des mutations peut être comparée à l’écoulement des grains de sable dans un sablier, qui sert de mesure du temps. Mais dans la pratique, les scientifiques n'ont pas utilisé un sablier, mais une « horloge moléculaire ». Étant donné que la plupart des mutations n’affectent pas l’organisme lui-même, elles peuvent facilement persister longtemps dans l’évolution. Ce sont ces faits que les scientifiques ont exploités lorsqu’ils ont créé une nouvelle approche appelée « horloge moléculaire ».
Dans un premier temps, le « réglage » de ces horloges a été effectué. À cette fin, des données ont été utilisées sur le taux de modification de l'ADN de différentes espèces d'organismes, pour lesquelles le temps de divergence dans l'évolution a été établi de manière fiable à partir de données paléontologiques et archéologiques. Et seulement après cela a commencé la « lecture » de divers chapitres évolutifs de l’Encyclopédie Humaine.
L'« horloge moléculaire » montre de manière très stricte à quelle fréquence, sur un million d'années (en moyenne), des mutations se produisent dans l'ADN d'un gène particulier ou du génome dans son ensemble. Sur cette base, par les différences d'ADN, on peut juger depuis combien de temps deux types d'organismes différents, dont l'époque de leur origine est inconnue, formaient une seule espèce lorsqu'ils ont divergé, c'est-à-dire ont divergé en deux branches différentes de l'évolution. De la même manière, on peut comparer des populations humaines ou même l’ADN de personnes individuelles et juger de leur origine commune ou de leurs liens familiaux. En particulier, en utilisant «l'horloge moléculaire», il a été possible d'estimer plus précisément l'heure de séparation des humains des singes. Selon les estimations moléculaires, cela s'est produit il y a environ 5 millions d'années. Cela a apporté une modification significative aux données des paléontologues, qui ont longtemps cru que la séparation des humains et des singes s'était produite il y a environ 25 millions d'années. Une analyse massive de l'ADNmit de différentes races a montré que certains ADNmit diffèrent des autres par le nombre de substitutions de certains nucléotides par d'autres, c'est-à-dire le nombre de mutations. Des indicateurs tels que le nombre de mutations individuelles, leur emplacement et leur type ont été déterminés. Ces données largement médiatisées ont révélé l’origine commune de toutes les personnes vivantes par la lignée féminine. Si le lecteur ne s'arrête pas là, il trouvera plus loin un compte rendu plus détaillé de ces intéressantes études.
La méthode de « l’horloge moléculaire » appliquée aux textes ADN est très similaire dans sa signification à la méthode de glottochronologie utilisée en linguistique pour établir la relation entre différentes langues. Il s'agit d'une méthode statistique spéciale permettant de déterminer l'âge des langues apparentées, c'est-à-dire depuis combien de temps elles se sont séparées, par le nombre de mots qui ont la même origine dans ces langues. Après tout, le langage humain, tout comme le génome humain, change constamment. Si une tribu ou un peuple parlant la même langue, pour une raison quelconque, se divise en deux parties qui perdent le contact l'une avec l'autre, alors la langue, comme le génome, de chacune de ces deux nouvelles tribus ou peuples changera à sa manière. Plus le temps passe après la séparation de deux peuples, moins leurs langues et leurs génomes auront de points communs, mais ils resteront toujours liés. Le degré de similitude peut être utilisé pour juger du moment où la séparation a eu lieu. Les linguistes ont découvert que sur 1000 ans dans le dictionnaire dit de base (il comprend les mots présents dans n'importe quelle langue - « maison », « terre », « ciel », noms de parties du corps, etc.) 86 % des mots sont préservée, c'est-à-dire que chacune des langues de deux peuples séparés il y a 1000 ans possède 86 % de mots communs avec la langue ancestrale. De ce fait, ces langues ont 74 % (86 % de 86 %) de mots en commun entre eux. En comparant l'arbre évolutif des populations humaines avec l'analyse linguistique, il s'est avéré que dans la plupart des cas, les langues des populations génétiquement apparentées appartiennent au même groupe linguistique. La conclusion des scientifiques est que plus les deux populations se sont séparées tôt, plus elles ont évolué indépendamment longtemps et plus les remplacements se sont accumulés, tant dans leur ADN que dans leurs langues. Bien entendu, les langues ne dépendent pas directement des gènes et les corrélations entre les liens génétiques et linguistiques ne sont déterminées que par des circonstances historiques. Mais il est important pour nous qu’une étude en confirme souvent une autre.
