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Martha Jones: C'est comme dans ces films: si vous marchez sur un papillon, vous changez l'avenir de la race humaine.

Le docteur: Alors ne marchez pas sur les papillons. Qu'est-ce que les papillons t'ont fait?

Les auteurs de science-fiction n'arrivent pas à s'entendre sur les règles du voyage dans le temps. Parfois, comme dans Doctor Who (ci-dessus), les personnages peuvent voyager dans le temps et affecter de petits événements sans avoir l'air de modifier le cours de l'histoire. Dans d'autres histoires, telles que Retour vers le futur, même les moindres gestes des voyageurs dans le passé produisent des ondulations majeures qui changent de manière imprévisible l'avenir.

Les biologistes évolutionnistes ont tenu un débat similaire sur la façon dont l'évolution fonctionne depuis des décennies. Dans 1989 (l'année de Retour à l'avenir Partie II), le paléontologue américain Stephen Jay Gould a publié son livre intemporel Wonderful Life, nommé d'après le film classique cela implique également le voyage dans le temps de toutes sortes. Dans celui-ci, il a proposé une expérience de pensée: que se passerait-il si vous pouviez rejouer l'enregistrement de la vie, rembobiner l'histoire de l'évolution et la reprendre? Souhaitez-vous toujours voir le même film avec tous les événements évolutifs comme avant? Ou serait-ce plus comme un redémarrage, avec des espèces évoluant de différentes manières?

La réponse de Gould était la dernière. Selon lui, les événements imprévisibles ont joué un rôle majeur dans l'histoire naturelle. Si vous deviez voyager dans le temps et marcher sur le premier papillon (qui rappelle la nouvelle 1952 A Sound of Thunder par Ray Bradbury), alors les papillons n'évolueraient plus jamais.

Ceci est supposé parce que la variation que nous voyons dans la nature - les nombreuses différentes caractéristiques physiques et formes de comportement que les formes de vie peuvent avoir - est causée par des événements génétiques aléatoires, tels que des mutations génétiques et recombinaison. La sélection naturelle filtre cette variation, préservant et propageant les caractéristiques qui donnent aux organismes le meilleur avantage reproductif. De l'avis de Gould, parce que la série de mutations qui ont conduit au premier papillon était aléatoire, il est peu probable qu'elles se produisent une deuxième fois.

Évolution convergente

Mais tout le monde n'est pas d'accord avec cette image. Certains scientifiques défendre l'idée de "l'évolution convergente". C'est à ce moment-là que les organismes qui ne sont pas liés entre eux développent indépendamment des caractéristiques similaires en réponse à leur environnement. Par exemple, les chauves-souris et les baleines sont des animaux très différents, mais les deux ont évolué la capacité de «voir» en écoutant comment le son fait écho autour d'eux (echolocation). Les deux pandas et les humains ont évolué pouces opposables. Le vol motorisé a évolué au moins quatre fois, chez les oiseaux, les chauves-souris, les ptérosaures et les insectes comme les papillons. Et les yeux ont évolué indépendamment au moins 50 fois dans l'histoire des animaux.

Même l'intelligence a évolué plusieurs fois. Le célèbre paléontologue Simon Conway-Morris a été une fois demandé si les dinosaures seraient devenus intelligents s'ils étaient encore là. Sa réponse était que "l'expérience a été faite et nous les appelons des corbeaux", se référant au fait que les oiseaux, y compris les espèces de corbeaux très intelligentes, évolué d'un groupe de dinosaures.

L'évolution convergente suggère qu'il y a quelques façons optimales dont les espèces peuvent s'adapter à leur environnement, ce qui signifie que (si vous avez suffisamment d'informations), vous pouvez prédire comment une espèce est susceptible d'évoluer sur une longue période. Si vous marchiez sur le premier papillon, un autre insecte ressemblant à un papillon évoluera éventuellement car d'autres mutations produiront finalement les mêmes caractéristiques qui seront favorisées par la sélection naturelle.

A étude récente dans la revue Current Biology semble faire pencher la balance en faveur de l'évolution convergente. Cette étude étudie la façon dont les araignées ont évolué dans les îles hawaïennes et fournit des preuves pour différents groupes d'animaux isolés développant indépendamment les mêmes caractéristiques.

Les îles sont souvent considérées comme des laboratoires naturels parce que ce sont des environnements fermés. Chaque fois qu'une espèce colonise une nouvelle île, une nouvelle expérience indépendante d'adaptation a lieu. Un exemple emblématique est celui des pinsons qui se sont adaptés aux différentes sources de nourriture sur chaque île des Galapagos, un fait qui a aidé Charles Darwin à développer sa théorie de la sélection naturelle. Certaines de ces populations ont même été prises en train de devenir espèce de pinson.

La plupart des araignées de bâton sur les îles hawaïennes ont la couleur de corps d'or, foncée ou blanche comme camouflage pour se cacher des prédateurs, tels que des oiseaux. Les scientifiques ont utilisé l'ADN des différentes espèces d'araignées pour reconstituer l'histoire de leur évolution. Ils ont montré que les araignées noires et les araignées blanches ont évolué à plusieurs reprises des araignées d'or ancestrales, six fois dans le cas des araignées sombres et deux fois dans le cas des araignées blanches.

Chance ou nécessité?

Cette étude est un exemple remarquable d'évolution convergente se déroulant dans la même zone géographique. Cela rappelle les études classiques sur Lézards d'Anolis par l'écologiste évolutionnaire Jonathan Losos, qui a remarqué que les lézards sur différentes îles des Caraïbes avaient indépendamment évolué la mêmes adaptations plusieurs fois. Tout ceci suggère que les formes de vie vivant dans un environnement spécifique sur une période assez longue sont susceptibles d'évoluer certaines caractéristiques.

Mais l'évidence d'une évolution convergente n'exclut pas le rôle du hasard. Il ne fait aucun doute que les mutations et les variations biologiques qu'elles engendrent sont aléatoires. Les organismes sont une mosaïque de traits multiples, chacun avec des histoires évolutives différentes. Et cela signifie que tout ce qui a évolué à la place du papillon pourrait bien ne pas être exactement le même.

La preuve n'est pas concluante de toute façon, mais peut-être que le hasard et la nécessité jouent un rôle dans l'évolution. Si nous devions refaire l'enregistrement de la vie, je pense que nous finirions avec les mêmes types d'organismes que nous avons aujourd'hui. Il y aurait probablement des producteurs primaires qui extraient des nutriments du sol et de l'énergie du soleil, et d'autres organismes qui se déplacent et mangent les producteurs primaires. Beaucoup d'entre eux auraient des yeux, certains voleraient et d'autres seraient intelligents. Mais ils peuvent sembler très différents des plantes et des animaux que nous connaissons aujourd'hui. Il pourrait même ne pas y avoir de mammifères intelligents à deux pattes.

Donc, juste au cas où vous vous retrouvez à voyager dans le temps, ne marchez pas sur les papillons.

A propos de l'auteur

Jordi Paps, Maître de conférences, École des sciences biologiques, Université d'Essex

Cet article a été publié initialement le The Conversation. Lis le article original.

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