Lecture : Life's Solution, Inevitable Humans in a Lonely Universe

(Billet un peu long) Plusieurs choses m’ont poussé à lire ce livre de Simon Conway Morris, vieux de 6 ans :

  • le thème de la convergence évolutive, qui est un petit peu mon dada  (actuel) de théoricien
  • la revue de Richard Lenski dans Nature
  • les articles récents assassins sur le bonhomme de Coyne et de PZ Myers  (I, II, III). Je voulais juger sur pièces dans la longueur comment on pouvait accuser un paléontologue respecté de créationnisme, et dire d’un bouquin plutôt sérieux ayant eu une revue plutôt correcte dans Nature :”it’s dreck”

Je dois dire que ce ne fut pas chose aisée. Je rejoins Coyne et Myers sur un point : il faut vraiment s’accrocher pour lire ce livre, au style très dur à digérer, et qui n’est pas exempt de moments où l’on se dit effectivement “what the hell…”.

Pour le reste…

Après un premier chapitre d’introduction générale, le début du livre est une longue promenade pas inintéressante sur plusieurs sujets préliminaires ayant pour thème l’improbabilité de la vie. Cela inclut des considérations cosmologiques comme le rôle potentiel de Jupiter ou de la Lune dans notre système solaire pour faire de notre petite planète une pépinière idéal : mon premier ayant eu le bon goût d’user de son influence gravitationnelle pour “nettoyer” l’espace de météorites dangereux pour la vie fragile, ma seconde ayant eu un rôle de stabilisation générale sur la Terre.

Puis vient le coeur du livre : une longue suite d’exemples de convergence évolutive. Le projet de Conway Morris est de nous montrer, en nous bombardant d’exemples, que l’évolution n’est que rarement contingente. Sa vision est directement opposée à celle d’un Gould par exemple [1]  . Gould a popularisé l’expérience de pensée suivante : si l’on rembobinait le film de l’évolution, et recommençait la projection, l’histoire de la vie serait alors radicalement différente. C’est une vision “historique” et contingente de l’évolution, dans le sens où comme dans l’histoire humaine, de petits événements ont de très grandes conséquences sur le long terme. Conway Morris pense le contraire : selon lui, l’évolution n’est pas si contingente, et si on rembobinait le film et recommençait la projection, on obtiendrait à peu près la même histoire. En particulier, les mêmes contraintes adaptatives aboutissent essentiellement aux mêmes solutions, et donc de proche en proche, Conway Morris pense qu’à chaque étape de l’évolution, la nature aurait trouvé à peu près les mêmes solutions, pour finir avec l’émergence d’une espèce de mammifères bipèdes et intelligente…

Je ne vais pas citer les exemples très nombreux de convergences évolutives donnés par Morris, mais me contenterait de trois exemples qui m’ont frappé. Le premier est la convergence évolutive de la photosynthèse. En fait, il existe deux types de photosynthèses : un premier type ancestral appelé C3 car il utilise trois atomes de carbone initialement, un second, appelé C4, différents car il utilise un composé initial différent composé de 4 atomes de carbone. Le second mode de photosynthèse serait apparu en réponse à la chute de concentrations de CO2 au cours de l’histoire évolutive. Il est utilisé par toutes les herbes, et a donc eu un impact certain sur le développement des herbivores. Conway Morris prétend que ce second mode de photosynthèse est apparu indépendamment … 31 fois. La même pression évolutive aboutit donc  à la même solution, rembobinez le film et vous obtenez la même solution, ici, au niveau d’un procédé biochimique.

Le second exemple qui a frappé le néophyte que je suis est l’évolution de la viviparité. Je croyais naivement que c’était une spécificité des mammifères de garder l’oeuf dans leur corps, jusqu’à la naissance du bébé. Conway Morris affirme que la viviparité a au contraire évolué de façon convergente au moins … 132 fois, avec des exemples même chez les poissons et les amphibiens. Certains reptiles ont même évolué l’équivalent d’un placenta ! Encore une fois, un exemple de solution identique trouvée dans des lignées indépendantes.

Le dernier exemple que j’aime bien est sans doute le plus connu mais aussi le plus frappant quand on y pense. Il s’agit de l’organisation sociale de certains animaux formant des colonies, telles que les abeilles, les termites, les fourmis … mais aussi les rat-taupes ! Le plus amusant dans ce cas est que dans les années 70, avant la découverte de ces derniers, R.D. Alexander avait prédit que s’il existait des mammifères sociaux, il s’agirait nécessairement de mammifères vivant sous terre, dans des terriers inaccessibles à certains prédateurs, dans une région sèche et tropicale. Prédiction réalisée depuis, donc.
Quand on y songe, c’est assez spectaculaire que des animaux aussi différents que des insectes et des mammifères aient la même organisation sociale, basée sur des mécanismes physiologiques par ailleurs assez drastiques (stérilité des ouvriers, etc…). Là encore, de façon indépendante, les mêmes types d’organisation sont apparus plusieurs fois dans l’évolution, comme s’il y avait une espèce d’optimum vers lequel l’évolution était attirée étant donnée une pression sélective. Et l’idée d’Alexander montre bien comment on peut en quelque sorte “prédire” l’évolution dans certains cas.

Une critique que je partage avec Lenski : Conway Morris insiste sur le numérateur (les exemples de convergence) sans parler du dénominateur (les exemples de convergence et de divergence). La discussion aurait été intéressante et pas forcément à son desavantage. Par exemple, Myers critique Conway Morris en disant que la forme hydrodynamique des poissons n’est pas universelle puisque les pieuvres ont une autre forme. Donc la convergence n’est pas générale, donc Conway Morris a tort, QED. Mais c’est une critique qui manque sa cible : la question n’est pas de savoir s’il y a plus d’une solutions possibles, la question est de savoir s’il y en a un nombre fini ou infini (c’est comme le problème des états stables en économie posé par Bouchaud et les éconophysiciens ). Si l’évolution a un panel infini de possibilités, la diversité de forme des animaux aquatiques nageant dans les océans devrait être aussi infinie, et surtout, juste sur la base d’arguments statistiques, on ne devrait jamais retomber deux fois sur la même forme au cours de l’évolution.  Donc il me semble qu’un seul exemple de convergence évolutive suffit en théorie pour valider l’hypothèse de Conway Morris. Dit autrement : si nous allons sur une autre planète (comme l’a fait Adam Roudski III), et si nous voyons des animaux partageant la forme des poissons ou des pieuvres, cela validera l’idée de Conway Morris, car si les formes possibles sont infinies, la probabilité de tomber deux fois sur la même est nulle. C’est pour cela que je trouve que l’exemple de la société des rat-taupes et des insectes le plus spectaculaire, car c’est vraiment la même chose dans deux lignées complètement différentes [2].

Un aspect sur lequel Conway Morris est beaucoup attaqué est  le fait qu’il affirme qu’il y a  des convergences évolutives sur l’intelligence. En l’espèce, je serais plutôt du côté de Conway Morris. Ses détracteurs partent du principe que seul l’homme manifeste de l’intelligence, Conway Morris s’efforce de prouver le contraire en consacrant plusieurs pages aux dauphins. Le point important est que les dauphins ont divergé de la lignée humaine il y a très très longtemps. Pourtant, Conway Morris explique comment les dauphins ont une organisation sociale proche des chimpanzés, comment les vocalisations des dauphins sont très proches d’un véritable langage. Il semble aussi que des études aient montré que les dauphins et les humains ont des processus de mémorisation et de décision similaires. Le point important sur lequel Conway Morris insiste est que toutes ses facultés cognitives ont évolué en réponse à une pression sélective, identique selon lui dans la lignée humaine et dans la lignée des dauphins.  Du coup, l’évolution a convergé vers des solutions équivalentes, de l’organisation sociale jusqu’à l’emploi d’un langage. Evidemment, les dauphins sont moins intelligents que les hommes, mais je pense que cela ne retire rien à ces considérations sur la convergence évolutive de procédé cognitifs complexes.

Conway Morris aligne donc les exemples de convergence évolutive sur tout ce qui caractérise l’homme, et en conclut que l’homme -en gros un bipède mammifère intelligent- était “inévitable”. Encore une fois, l’idée est toujours que les mêmes pression évolutives aboutissent souvent aux mêmes solutions. Au passage, Conway Morris égratigne ses confrères. Il se moque plusieurs fois gentiment des biologistes qualifiant les convergences évolutives de “fascinantes” ou d’”extraordinaires”. En fait, il explique bien que les biologistes se méfient comme de la peste des tendances à la “téléonomie”, mais du coup, Conway Morris pense qu’ils refusent de voir le phénomène simple à l’origine des convergences évolutives, le fait que la palette des solutions trouvées par l’évolution n’est pas si grande, et qu’à la même pression sélective, les organismes répondent de façon similaire. Sur ce plan-là, à la lumière des exemples qu’il donne (et de mon préjugé personnel aussi), j’ai été plutôt convaincu. J’ai aussi apprécié dans ce livre les 100 pages de référence à la fin, un travail bibliographique impressionnant…

Alors, évidemment, il y a ce fameux chapitre 11, que tout le monde a relevé, et qui fait polémique.  J’ai eu la même réaction que Myers (épisode II) en lisant la parabole d’introduction, incompréhensible, qui tombait comme un cheveu sur la soupe. Conway Morris attaque ensuite violemment ceux qu’il appelle les “ultra-darwiniens “; ces critiques vieilles de 6 ans me paraissent toujours d’actualité. J’ai bien rigolé en lisant que Dawkins était l’athée le plus pieux d’Angleterre, et je suis un peu d’accord pour déplorer l’absence totale de doute de certains dans leurs analyses de la religion (voir ici sur l’exemple de Coyne). Conway Morris finit en disant simplement que la science n’a pour l’instant pas réponse à tout, et qu’en gros, il y a des questions pour l’instant hors de la science (comme la création de l’univers) et donc qu’il y a de la place pour la théologie (pour l’instant en tous cas).  Ce n’est pas trop ma tasse de thé, mais j’avoue honnêtement trouver qu’il n’y a pas de quoi crier au scandale, Conway Morris est certainement un bon chrétien, mais je n’ai pas l’impression qu’il pratique un mélange des genres scandaleux dans ce livre en tous cas (ou alors je ne sais pas lire entre les lignes la prose de Conway Morris, c’est possible, encore une fois, le style est un peu particulier).

Pour finir cette critique déjà longue,  je vais citer deux passages de l’autobiographie de Darwin, que j’ai trouvés dans le numéro spécial du Monde2 consacré à l’évolution. Ces deux passages me paraissent intéressants par rapport au livre de Conway Morris.

Sur les directions dans l’évolution et la téléonomie :

Le vieil argument d’une finalité dans la nature, qui me semblait autrefois si concluant, est tombé depuis la découverte de la loi de la sélection naturelle. Désormais, nous ne pouvons plus prétendre, par exemple, que la belle charnière d’une coquille bivalve doive avoir été faite par un être intelligent, comme la charnière d’une porte par l’homme. Il ne semble pas qu’il y ait une plus grande finalité dans la variabilité des êtres organiques et dans la sélection naturelle que dans la direction d’où souffle le vent.

On imagine bien les positions de Gould sur le sujet : rembobinez l’évolution, et vous ne verrez jamais plus la “belle charnière”, le “vent” vous portera dans une direction différente, il y a trop de directions possibles. Conway Morris au contraire dirait que les pressions évolutives sont les mêmes, que la direction du vent étant la même, la sélection naturelle trouvera la même solution, et la belle charnière devait apparaître. Ce qui est amusant avec la métaphore du vent est qu’elle laisse les deux interprétations possibles : le vent lui-même peut avoir une direction imposée par des contraintes physiques extérieures…

Le deuxième passage est la vision de Dieu par Darwin, à propos de l’”origine” de l’univers :

Je ne peux prétendre jeter la moindre lumière sur des problèmes aussi obscurs. Le mystère du commencement de toutes choses est insondable; c’est pourquoi je dois me contenter de rester agnostique.

Une position qualifiée de “gloomy” par Conway Morris. Les ultra-darwiniens, eux, vont plus loin et préconisent l’athéisme. Je trouve quant à moi la position de Darwin assez sage, au fond, et sur ce plan-là, je crois que je suis plutôt Gould que Conway Morris.

[1] j’apprends d’ailleurs via Myers que Conway-Morris détestait Gould, d’autant plus que le second avait popularisé les travaux du premier dans Wonderful Life malgré leur différence de vue fondamentale sur l’évolution
[2] Pour l’hydrodynamisme des poissions, on pourrait par exemple arguer du fait que les mammifères marins descendent de poissons, donc des contraintes extérieures plus récentes imposaient de “retrouver” une forme ancestrale. C’est un peu l’argument derrière ces histoires de “deep homology” il me semble.

6 Responses to “Lecture : Life's Solution, Inevitable Humans in a Lonely Universe”

  1. blogo-links « Coffee and Sci(ence) Says:

    [...] de lecture chez Tom Roud, Life’s Solution, Inevitable Humans in a Lonely Universe; il est [...]

  2. singedescavernes Says:

    En Terminale S, quand on fait l’évolution, on apprend que certains caractères sont homologuqe et d’autres analogues. Par exemple, les nageoires du macro et de la sardine sont homologues, car construites selon le même plan, ou encore les ailes de la chauve-souris et les bras de l’homme (on voit aisin que l’homologie n’entraine pas forcément une même utilisation), alors que la palette natatoire du dauphin et la nageoire du macro sont analogues : elles servent en gros à la même chose mais sont construites selon des plans différents, ce qui montre -entre autres- que le dauphin et le macro n’ont pas suivi le même chemin évolutif pour avoir des membres qui leur permettent de nager. Le programme de TS s’arrête là.
    Cependant, ce type d’analogie (on peut en trouver d’autres : ailes d’un oiseau et ailes d’un insecte par exemple) n’appuie-t-il pas la thèse Conway Morris. En effet, pour réussir à se déplacer dans l’eau, diverse lignées ont abouti à ce type de nageoires. Mais on peut aussi dire que, les plans d’organisations de ces membres étant différents, ce sont des solutions différentes qu’on trouvé les ancêtres du dauphin et ceux du macro.
    En tout cas, merci pour cet article très intéressant.

  3. Anthropopotame Says:

    Bonjour Tom, merci d’avoir lu ce livre pour nous!
    Je ne veux pas avoir l’air du collégien que tu raillais chez Le Piou, mais les exemples d’évolution convergente qui se produit non pas une mais des centaines de fois, ne suffit pas à ébranler la position de Gould. En effet, Conway Morris pose qu’il y a une téléonomie qui s’impose du fait de conditions physiques (la densité et les propriétés d’un fluide comme l’eau) mais aussi, et là il extrapole, du fait des propriétés des végétaux, etc. Or ce que Gould appelle à considérer c’est que chacun des éléments présents sur terre aujoud’hui aurait pu évoluer différemment, ce qui suppose également que TOUS les éléments soient différents. Il va de soi que si tu réunis tous les éléments végétaux et tous les herbivores présents aujourd’hui dans un écosystème de savane, et que tu t’interroges ensuite sur la forme la plus appropriée de prédateur, tu tomberas quasi forcément sur des formes proches du lion, de la panthère et du guépard. En revanche, si tu imagines un aliment de base qui ne serait pas l’herbe, ne fonctionnerait pas à la photosynthèse, là évidemment tout redevient possible et la vie “redevient belle”.
    Pour Dawkins, je persiste à le trouver irritant, cf ma note de lecture: http://anthropopotamie.typepad.fr/anthropopotame/2008/07/path%C3%A9tique-2-le-pas-de-deux.html
    Quant aux espèces sociales chez les mammifères, je suis peut-être naïf mais enfin j’en connais une qui vit à Paris, New York, Londres, Bangkok (tous leurs terriers portent un nom de ville – coïncidence?)

  4. Tom Roud Says:

    Merci pour vos commentaires
    @ Anthropopotame : attention, Conway Morris ne dit pas qu’il y téléonomie, mais convergence. Ce n’est pas la même chose : la téléonomie c’est vraiment l’idée que quelque chose a été “désigné” de l’extérieur (par une puissance supérieure, Dieu ou la créature de Roswell) pour faire quelque chose, il y a une notion de finalité, là où la convergence est, comme son nom l’indique, la convergence vers les mêmes solutions par sélection naturelle. Par rapport à ce que tu dis sur Gould, justement, les exemples de Conway Morris semblent montrer que Gould a tort dans certains cas. C’est particulièrement frappant pour tout ce qui est convergence sociale : on ne peut pas dire qu’il y ait tant de points communs entre les rat-taupes et les insectes. De la même façon, Conway Morris pense qu’il y a convergence entre l’organisation sociale des primates et des dauphins (et là les environnements sont vraiment très différents), il suggère d’ailleurs que le langage évolue dès qu’il y a interaction sociale, ce qui est encore un exemple de convergence étape par étape vers des formes d’intelligence, dans deux “écosystèmes” très différents.
    Alors ensuite, c’est sûr que tu peux t’autoriser un reboot avec un monde sans photosynthèse. Mais à ma connaissance (et paradoxalement en fait compte-tenu de la position dominante chez les biologistes), personne n’a l’air d’imaginer vraiment un tel monde. Par exemple, tout le monde considère qu’un critère de détection de la vie serait la présence d’oxygène dans l’atmosphère libéré par la photosynthèse. L’une des raisons est probablement que la vie a besoin d’énergie en grande quantité pour se développer, et qu’il y a une source d’énergie abondante tellement naturelle (la lumière) qu’on a du mal à l’imaginer pourquoi la vie ne l’utiliserait pas…
    Pour Dawkins, je n’ai jamais pu dépasser 10 pages dans The God Delusion, et puis je pensais avoir mieux à faire que le lire (en l’occurence je pense que ce livre-ci était plus intéressant par ex.)

  5. Anthropopotame Says:

    Autant pour moi. Cela dit Gould est convaincant dans “La vie est belle” avec ses formes à sept pattes et à cinq mandibules:-)
    Hé là, comme c’est bizarre, ton test captcha me demande de transcrire “professor augured”… Je ne sais comment je dois le prendre pour mon hdr.

  6. Tom Roud Says:

    “Cela dit Gould est convaincant dans “La vie est belle” avec ses formes à sept pattes et à cinq mandibules:-)”
    Autant de formes découvertes et décrites par Conway Morris justement !


    Hé là, comme c’est bizarre, ton test captcha me demande de transcrire “professor augured”… Je ne sais comment je dois le prendre pour mon hdr.”

    C’est de la téléonomie ;)


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