jeudi 7 novembre 2013

L'erreur de copie

Ce qui différencie également une poule d'une tuile, c'est que la poule évolue.

Dans l'antiquité, des philosophes grecs en auront déjà l'idée mais il aura fallu attendre le 18ème siècle pour que s'impose l'idée d'une évolution après les premières découvertes des fossiles de la paléontologie.

C'est le naturaliste Jean-Baptiste Lamarck qui propose la première véritable théorie évolutionniste.

Il s'agit de la théorie transformiste qui base l'évolution sur la transmission des caractères acquis:
Par exemples:
- "Si les girafes ont un long cou, c'est parce qu'elles cherchent à manger les feuilles hautes des arbres et que l'étirement du cou des parents se transmet aux enfants."
ou:
- "Si les indiens Tarahumaras sont les meilleurs coureurs longue distance du monde, c'est parce qu'ils s'entraînent depuis plusieurs générations"

Or nous savons désormais, grâce aux progrès de la génétique, que les cellules germinales (les œufs pour la génération suivantes) ne se différencient pas au cours de l’embryogenèse, ni au cours de la croissance, ni même au cours de la maturation des individus.
Ces cellules germinales sont mise à l'abri de l'organisme dès les premiers stades de la reproduction cellulaire de l'individu et sont transmises telles quelles à la génération suivante.
Elles ne peuvent donc bénéficier d'aucune sorte d'apprentissage effectué par les individus au cours de leur vie.

C'est finalement Charles Darwin qui proposera au 19ème siècle sa théorie de la sélection naturelle qui ne s'imposera véritablement qu'au 20ème siècle après que le moine Gregor Mendel inaugure la génétique avec des petit pois:
Lors de la reproduction d'une cellule germinale (l’œuf), il peut y avoir des erreurs de copie.
Ces erreurs sont dues au seul hasard.
Ce sont ces erreurs dues au hasard, couplé au processus nécessaire de sélection naturelle (c'est à dire de rétroaction de l'environnement sur le système) qui font que la cellule de poule s'est peu à peu différenciée de la cellule de vache. Evidemment, pour les organismes qui bénéficient d'une sexualité, ils bénéficient également du "brassage" de gènes qui se produit lors de la fusion des ADN masculins et féminins.

Car toutes les cellules de tous les êtres vivants ont en commun un code: l'ADN.

Ce qui est stupéfiant, c'est que ce code, l'ADN, utilise un alphabet à seulement 4 symboles et contient toute l'information nécessaire pour produire: une vache, une poule, Einstein, Bohr, Michel-Ange et le peintre Raphael à partir d'une simple cellule qui s'auto-reproduit.
Einstein et la poule ont donc un ancêtre commun: la cellule et son ADN.
Ces ADN, aujourd'hui différents pour la poule, pour les fleurs et pour Einstein étaient autrefois identiques et ont évolué, de manière irréversible, par simple dérive génétique jusqu'aux êtres vivants actuels.

Comment la dérive génétique est-elle possible ?
C'est un résultat statistique issu de la loi des grands nombres. Le génie de Darwin a été de comprendre que ce n'est pas l'évolution des individus qui détermine l'évolution des espèces, mais la loi des grands nombres.
Au lieu de s'intéresser aux individus, Darwin s'est intéressé aux populations. C'est parce que les populations sont nombreuses et que le nombre de leurs générations au cours du temps est grand que de petites erreurs de copie dans l'ADN peuvent générer une évolution qui simule une apparente finalité.

Ainsi, c'est par hasard et même par erreur, qu'une mutation de l'ADN chez une girafe, lui donnant un cou plus long que ses congénères, lui donne par la même occasion un avantage évolutif sur les autres individus de son espèce, puisqu'elle devient capable de mieux se nourrir.
Cet avantage évolutif, dû au seul hasard, lui permet de mieux survivre et donc de se reproduire davantage que les autres, simulant ainsi la finalité qui conduisit Lamarck à proposer la théorie transformiste

C'est donc en s'intéressant aux populations et non aux individus que Darwin découvrit la loi de la sélection naturelle et c'est en s'intéressant aux populations de molécules de gaz et non aux particules individuelles que Boltzmann proposa sa théorie cinétique et son interprétation statistique de l'entropie.

Ainsi donc paradoxalement, l'entropie statistique explique-t-elle l'évolution irréversible d'une population de molécule de gaz vers un état d'équilibre homogène alors que la sélection naturelle et la dérive génétique expliquent l'évolution d'une population d'individus vers une spéciation et une variété de plus en plus hétérogène.

Cependant, avec son interprétation statistique de l'entropie, Boltzmann avait donné la direction d'une physique qui commençait à s'intéresser au système plutôt qu'à ses composants, au tout plutôt qu'aux parties, et à l'évolution irréversible des systèmes plutôt qu'à l'état instantané d'une particule.

7 commentaires:

  1. Puisqu'on en est au chapitre 10, fêtons ça avec un commentaire global à propos de ce blog :

    * d'abord, c'est très agréable de lire chaque soir quelque chose qui fait qu'on a l'impression de s'endormir moins idiot. Bien sûr, il y a des choses qu'on sait mais d'autres qu'on a oubliées depuis l'école ou encore dont avait une connaissance vague et ça fait du bien de combler ces lacunes et préciser sa pensée.

    * il y a quelques typos qui parfois heurtent la lecture mais pas vraiment grave et c'est tellement réconfortant de voir correctement "après que" suivi de l'indicatif !

    * Je ressens le besoin de savoir qui parle ou plutôt d'où elle ou il parle. D'oú tiens-tu ces connaissances que tu retranscrit ici ? Es-tu spécialiste en astrophysoque ? En biologie moléculaire ? En vache ou en petit pois ? Ou simplement un être humain à la curiosité exacerbée qui étanche sa soif de connaissance dans des livres et documentaire ? Bref, comment savoir si ce que tu racontes est vraiment complet, sujet à discussions au sein d'une communauté scientifique, au fait des dernières découvertes des sciences, etc. ?

    * Sans page de présentation du blog disant en gros ce qu'on y trouvera, je commence à prendre peur avec ces histoires de hasard, qu'on arrive à poser la question la plus inutile et divertissante qui soit : celle de l'existence de dieu. Nan je déconne, le titre du blog est là pour me rassurer.

    * C'est quoi cette URL impossible à retenir ? Lançons un Stephothon pour acheter un nom de domaine intuitif ;)

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  2. Question béotienne : y a quoi comme organisme qu'a paq de sexualité ? Même un plant de beuh, on sait qu'il y a des mâles et des femelles (et comme pour tous les organismes que je connais, les secondes sont nettement meilleures que les premiers) ?

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    1. Les organismes sans sexualité sont ceux qui se reproduisent par "clonage" ou "parthénogenèse".
      Par exemple, le Dragon de Komodo.
      Les pucerons de manière saisonnière (au printemps ou à l'été) sont également capable de reproduction par clonage.

      Le problème du clonage est qu'il s'agit d'une reproduction à l'identique, ce qui rend ces organismes sensibles aux attaques virales ou microbienne. La reproduction sexuée génère un brassage génétique qui "immunise" partiellement l'espèce contre une attaque globale virale ou microbienne en générant de la variété.

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  3. * Merci pour ce gentil commentaire encourageant. Désolé pour les typos, à force de me relire, il y en a que je ne vois plus...

    * Pour ce qui est des connaissances que je retranscris ici, ce ne sont évidemment pas les miennes: Elles résultent simplement d'une synthèse que j'essaie de faire de mes connaissances sur le sujet de l'entropie. La plupart sont tirées telles quelles des livres qui sont cités dans l'introduction de ce blog.
    Les livres que je cite dans cette introduction sont évidemment sujets à discussion au sein de la communauté scientifique et ils se "répondent" curieusement entre eux, bien qu'étant écrit par des scientifiques de disciplines différentes, c'est ce qui m'a principalement attiré (ce côté, "chute du mur de Berlin", "je me lance et j'explose les limites de ma discipline").
    Si ce blog peut donner envie à d'autres l'envie de les lire ou de lire d'autres livres scientifiques sur le sujet, il aura réussi son objectif.

    * Effectivement, il manque surement une page de présentation qui expliquerait au moins mes motivations pour écrire ce blog.

    * L'URL du blog est un clin d'oeil, une énigme à résoudre... (à la portée de tous les scientifiques...)

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  4. Oui enfin on dit la poule évolue, la poule évolue…
    Elle évolue si elle est bien roulée oui !
    Dans le cas contraire, elle atterrit à l’assemblée nationale.
    Oups ! Pardon. Veuillez excuser cet excès testostéronien.
    Modérateur, vous pouvez me censurer svp ?
    C’était pour fêter le chapitre 10.
    Pour être plus sérieux 5min, tu dis que « ..C’est parce les indiens Tarahumara s’entraînent depuis plusieurs générations ».
    Il me semble, selon ma compréhension du livre, qu’il fut un temps où tous les chasseurs cueilleurs couraient, qu’ils soient africains, européens, asiatiques ou américains.
    La phrase exacte ne serait-elle pas que les indiens Tarahumara ont arrêté de courir extrêmement tard ? (à peine depuis une ou deux générations, contrairement à nous autres européens)
    Idem pour les africains qu’on retrouve régulièrement aux 1ères places des marathons.
    Par ailleurs, pour une girafe, tu (enfin Darwin) expliques ça par un hasard et une mutation de l’ADN. Mais les Tarahumara, pourquoi sont-ils toujours d’aussi bon coureur ? Un résultat du hasard ? Une mutation de l’ADN ? Apparente finalité pour l’exemple de la girafe, on peut y croire. Mais pour les Tarahumara ?

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    1. Tout d'abord, je ne suis pas certain que les tarahumaras sont les meilleurs coureurs longue distance du monde. C'est juste la réputation qu'ils ont. Je ne pense pas qu'il existe de données chiffrées. Si de telles données existaient elle ne pourraient être que statistiques. Il en faudrait donc un grand nombre. Mais j'ai cité cette phrase car c'est le genre de phrase qui dénote une erreur de compréhension de la théorie de la sélection naturelle suivant Darwin. Si effectivement ils s'avéraient être les meilleurs coureurs, ce ne serait pas parce qu'ils s'entraînent. Une explication darwiniste correcte pourrait être que leur culture est telle que les meilleurs coureurs bénéficient d'une aura sociale qui leur permet de séduire davantage et donc de se reproduire davantage que les autres, augmentant ainsi le nombre de gènes de la course (si un tel gène existe) dans la génération suivante.

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