L'homme, produit-dérivé de la femme

On est quand même bizarrement fichus nous autres humains. Il suffit de nous comparer avec nos cousins primates: c'est simple on fait tout à l'envers! Pas ou peu de poils visibles sur notre corps pour nous tenir chaud mais par contre on se rattrape sur des endroits incongrus: sous les aisselles et autour des zones génitales, pile là où les autres singes n'en ont pas. Et sur le crâne aussi! Comme si on avait besoin d'avoir d'aussi longs poils pour s'abriter du soleil! Et puis pourquoi nos femmes arborent-elles des seins gonflés toute l'année alors qu'elles n'allaitent que quelques mois dans leurs vies? Les autres femelles singes sont plus sobres, elles, avec leur poitrine qui ne se gonfle qu'au moment d'allaiter (et encore!) et dont la forme bien plate rend quand même la tétée plus facile pour le nouveau-né. Qu'est-ce que la sélection a encore été nous chercher là? Comme d'habitude, la réponse est "on n'en sait rien", mais les théories des paléo-anthropologues ont au moins le mérite de raconter une histoire rigolote au sujet de notre sexualité...

Petit flashback, il y a environ deux millions d'années: Homo Ergaster est devenu définitivement bipède. Pas très rapide, l'hominidé, mais endurant! Il doit galoper souvent et longtemps dans la savane africaine. Pas pratiques ces poils sur tout le corps, c'est comme si vous courriez en pull-over! Vous avez trop chaud, vous suez et après vous êtes trempés et vous attrapez froid. C'est pour ça qu'on rase les chevaux de course l'hiver: ils se sentent mieux pendant l'effort, sèchent plus vite et il suffit de leur mettre une couverture sur le dos pour qu'ils ne se refroidissent pas. C'est exactement ce qui serait arrivé à Homo Ergaster, qui troqua donc ses poils contre des vêtements. Sauf aux endroits stratégiques, là où nos poils se sont faits complices de nos messagers olfactifs. "Ne vous lavez pas, j'arrive!" écrivait Napoléon à Joséphine après sa victoire à Marengo.
Et sur la tête? Les explications sont plus vaseuses, d'autant que les cheveux longs sont des nids à parasites. Et puis pas la peine d'avoir d'aussi longs cheveux pour protéger le cuir chevelu... Alors, quoi? Effet de la sélection sexuelle? Possible que les hommes préférent les femmes à cheveux longs, ou que les femmes préfèrent les hommes hirsutes. Pour le coup on n'en sait rien du tout.

Toujours est-il que cette drôle de répartition pileuse masque finalement ce qui est d'habitude le plus exhibé chez nos amis les bêtes: les testicules chez l'homme, la vulve chez la femme. Pour l'homme c'est pas très grave, il a été tellement vexé qu'il a développé le plus grand pénis de tous les primates. Non rétractile et sans os pénien s'il vous plaît! Le gorille de Brassens, avec ses cinq centimètres en érection peut aller se rhabiller. A part la sélection sexuelle, on ne sait pas très bien expliquer les raisons d'une telle course à l'armement chez l'homme, pas forcément plus efficace en termes de fécondité. Pour la femme, par contre, la pudeur est de mise, d'autant que la position debout a fait basculer tout l'appareil génital entre ses cuisses, le masquant complètement au regard des autres. Cette discrétion anatomique va de pair avec une sexualité cantonnée - théoriquement - à l'intimité du couple... Même au moment de l'ovulation, les changements morphologiques chez la femme sont extrêmement subtils, pas comme ses cousines primates qui exhibent leur vulve violacée et gonflée sous le nez de tous les mâles qui passent à proximité. Chez nous, à peine quelques phéromones insoupçonnables dont on commence à peine à mesurer les effets. Tant de discrétion est d'autant plus étonnante qu'en dehors de leur menstruation, les femmes, contrairement aux singes, sont en permanence disponibles pour l'accouplement. Ce mélange de disponibilité sexuelle et de pudeur est une exception dans tout le règne animal...

Pour en comprendre les raisons, les paléo-anthropologues font appel à une nouvelle exception humanoïde: la taille de notre cerveau. Pour survivre sans crocs, ni griffes, sans être très musclé ni très rapide, il a bien fallu que l'homme développe son cerveau pour organiser sa survie, fabriquer des outils, des vêtements, poser des pièges, aménager des abris etc. Mais la taille du bassin des femmes n'a pas suivi le rythme. Pour ne pas mourir en couches, il a fallu que les femmes accouchent de leurs bébés plus tôt, avant que leur cerveau ne soit bien développé: si l'on prenait comme référence la taille du cerveau adulte, la durée de la gestation devrait durer vingt mois pour un cerveau de 1000 cm³! Résultat, durant les premiers mois -voire les premières années les bébés d'hommes sont moins autonomes que les bébés singes et réclament toute l'attention de leur mère. Elever ses petits à deux est donc vite devenu indispensable et une réceptivité sexuelle permanente est un moyen plutôt efficace pour tisser des liens affectifs entre parents et retenir le partenaire-mâle au foyer, le temps d'élever les petits. La pudeur sexuelle permettrait, elle, de limiter les tentations avec d'autres partenaires. Une sexualité féminine à la fois discrète et permanente serait ainsi une solution trouvée par l'évolution pour assurer la survie de l'espèce-au-gros-cerveau.

Il reste LA dernière question, le meilleur pour la fin: pourquoi ces dames ont-elles des seins gonflés, alors que les femelles singes sont plates comme des limandes? On peut imaginer que des seins galbés sont signes de fécondité et de bonne santé, et que la sélection sexuelle les a donc privilégiés, mais dans ce cas pourquoi n'observerait-on pas le même phénomène chez les singes? L'éthologue Desmond Morris a dans les années 1960 émis une hypothèse plus originale. A la différence de la plupart des primates, nos interactions amoureuses et sexuelles se font avec les partenaires en face-à-face, toujours à cause de l'orientation particulière du vagin féminin; il serait donc logique que l'évolution ait favorisé l'apparition de signaux sexuels sur la face antérieure du corps féminin. C'est ce qui se passe par exemple chez les femelles Gelada:

Comme elles passent pas mal de temps en position assise, pour manger, leur organes génitaux sont peu visibles par les mâles. Or on retrouve sur leur torse une zone sans poil, rouge vif, avec au centre des petits mamelons rouge foncé qui imitent étonnamment les lèvres de leur vulve. La couleur de cette zone change d'intensité en fonction du cycle sexuel, signalant ainsi les phases de réceptivité de la femelle. De la même manière les mandrills mâles ont de très jolies tâches bleues et rouges sur le visage qui rappellent clairement les couleurs de leurs propres zones génitales.

Il se serait passé exactement la même chose chez la femme qui aurait développé des signaux sexuels visibles de face et en haut du corps. Quels signaux? L'arrière-train est un excellent candidat, d'autant que grâce à notre position verticale, nous sommes les seuls parmi les primates à avoir des fesses toute rondes. Et c'est ainsi que seraient développés des seins galbés, imitation presque parfaite de nos fesses et judicieusement placés sous les yeux des mecs. Et c'est vrai que la ressemblance prête parfois à confusion:

A l'appui de cette thèse, Morris observe que la montée du désir féminin est particulièrement visible sur les mamelons, qui sont la partie la plus mise en valeur des seins. Et l'on comprend mieux pourquoi le soutien-gorge "valorise" autant la poitrine.

Mais nous avons un autre candidat-stimulus au beau milieu du visage cette fois! Les lèvres féminines, rouges et humides, ça ne vous rappelle vraiment rien? A l'appui de cette thèse audacieuse, nous sommes les seuls primates à arborer des lèvres charnues, dont les renflements sont ostensiblement tournés vers l'extérieur. L'hypothèse est d'autant plus séduisante que le contraste lèvres-peau est un indicateur très fiable de la féminité d'un visage (cf ce billet précédent).

Toutes ces thèses sont bien entendus contestables et contestées, notamment du fait que les seins n'ont pas forcément de connotation érotique, chez certaines populations d'Afrique notamment. Néanmoins, je trouve cette théorie suffisamment amusante pour y rajouter mon grain de sel en proposant deux trois autres candidats à cette signalisation sexuelle:
- la courbure des reins (la "lordose"), signal visuel universel, efficace sur les mâles de toutes les espèces, du rat jusqu'au babouin. Tellement évocateur que l'on peut penser que la nature l'a répliquée partout sur tout le corps féminin depuis l'arrondi du mollet (accentué par exemple quand madame porte des talons) jusqu'à la silhouette générale en forme de violoncelle.

- les échancrures de toutes sortes (je n'ose dire "de tout poil"), qui évoquent évidemment la partie visible de la vulve, et qui donnent tout leur charme aux décolletés et aux pantalons taille basse.
- [trouvé après coup]: l'invention (culturelle cette fois) du vernis à ongle rouge ne fonctionne-t-elle pas sur sur le même registre que celui des lèvres, en évoquant par sa couleur la zone génitale féminine?
Le corps féminin est comme le dit joliment Pascal Pick, littéralement envahi par les signaux sexuels!

Diable, je me rends compte que je n'ai parlé que des femmes! Et les hommes alors? Pourquoi ont-ils des lèvres? Et pourquoi des seins, puisque ça ne sert à rien? Ce sont sans doute là les limites de l'évolution. L'homme et la femme se développant à partir du même "patron" embryonnaire, ils partagent la même morphologie générale, à quelques détails près. A partir du moment où des lèvres charnues et des seins visibles ont été sélectionnés chez la femme, toute l'espèce en a été affectée, hommes comme femmes. Et dans la mesure où ces caractères ne constituent pas vraiment un handicap, l'homme les a conservés malgré leur absence d'utilité. En somme, l'anatomie de l'homme serait ainsi le fruit de l'évolution... de la femme: un produit-dérivé en quelque sorte.

Sources:
Le sexe, l'homme et l'évolution de Pascal Picq et Philippe Brenot (2009, Odile Jacob)
Field notes from an evolutionary psychologist (en anglais)
La place de l'homme parmi les vertébrés dans le blog de Jean-Louis Cordonnier
Homo sexualis, du collectif 12 singes

Billets connexes:
Biologie du maquillage, sur ce qui fait la féminité des visages
Vraiment sans gène, pour d'autres théories plus invraisemblables (à mon avis) concernant notre goût pour les blondes.

Darwin reloaded (part 2)

Deuxième épisode de mes notes de lectures du bouquin d'Ameizen (entre autres) sur les curiosités de l'évolution.

Part 2. Les symbioses ou comment évoluer sans trop se fouler.
Darwin rejetait l'idée que des organismes puissent fortement évoluer d'une génération à l'autre: "la Nature ne fait pas de saut" écrivait-il. Et pourtant on a vu dans le dernier billet que des changements brusques dans l'environnement peuvent mettre à jour de profondes mutations, restées jusque là "silencieuses" dans le génome. Il existe une manière encore plus spectaculaire d'évoluer par bonds: la symbiose entre organismes différents. Ameisen nous en propose quelques exemples particulièrement fascinants.

Quand une bactérie vous reste en travers de la gorge...
Le fonctionnement d'une cellule fascine par sa complexité: c'est une véritable petite usine munie de son micro-processeur (le noyau) capable à la fois de de dupliquer l'usine tout entière s'il le faut et de piloter toute la machinerie notamment un tas de petites machines spécialisées, l'une pour la production d'énergie (les mitochondries), l'autre pour la fabrication de de protéines (les ribosomes) etc. L'un des mystères de l'évolution -et une objection classique des créationnistes- est qu'il n'existe pas vraiment de forme ancestrale à cette cellule très complexe. Les seuls organismes autonomes qui soient plus "simples" (et encore il faut mettre des guillemets) sont les bactéries, qui ne contiennent que des brins d'ADN enfermés dans une membrane rigide.

Dans les années 1970, Lynn Margulis, une chercheuse américaine a émis l'hypothèse que les cellules eucaryotes (à noyau) seraient en fait nées de la digestion partielle d'une bactérie aimant l'oxygène, par une autre bactérie carnivore il y a un ou deux milliards d'années. Le scénario exact n'est évidemment pas connu, mais une possibilité serait que certaines bactéries vivant en milieu non oxygéné (les archéobactéries) se seraient spécialisées dans l'absorption des déchets organiques. Pour gagner en surface de contact, elles auraient d'abord troqué leur paroi rigide pour une membrane plus souple et plus grande, leur permettant finalement de gober d'autres bactéries, exactement comme le font maintenant les globules blancs ou les amibes. Jusqu'au jour où une bactérie plus gloutonne que les autres aurait boulotté une bactérie capable de vivre en milieu oxygéné. Gloups! Mais une fois "gobée", la petite bactérie-qui-sait-absorber-l'oxygène ne se serait pas laissée faire. Elle aurait perdu sa carapace rigide mais elle résisté tant bien que mal et continué à fonctionner à l'intérieur de la grande bactérie carnivore. Comme elle pouvait vivre au contact de l'oxygène, son hôte aurait fait contre mauvaise fortune bon cœur et en aurait profité pour vivre lui aussi en milieu oxygéné. Les deux bactéries auraient ainsi vécu heureuses et inséparables, la petite bactérie absorbée devenant un organe vital de la grande: la mitochondrie. Et voilà, la cellule animale serait née!
Cette hypothèse un peu hardie a finalement été confirmée dans les années 1990 lorsqu'on retrouva au sein de la mitochondrie des restes d'ADN bactérien. Le reste de l'ADN de la bactérie domestiquée aurait été intégré dans le noyau, dans lequel on trouve d'ailleurs également des restes d'ADN "parasite". Alexandre Meinez en a fait une petite BD dans son livre "Comment la vie a commencé":

Qui a dit que la salade n'était pas énergétique?
C'est exactement le même phénomène qui aurait été à l'origine des cellules végétales: une bactérie initialement capable de transformer la lumière en énergie aurait été absorbée par la cellule animale dont on vient de parler. Comme précédemment, la petite bactérie capable de photosynthèse n'aurait pas été digérée mais aurait perdu sa paroi rigide et serait devenu un plaste, contenant de la chlorophylle. Jackpot pour la cellule animale! Certes elle est devenue toute verte, mais elle n'a plus besoin de chasser, puisque son plaste lui fournit maintenant l'oxygène! De nombreux indices semble confirmer cette drôle d'histoire: par exemple les plastes de certaines algues ont conservé une paroi rigide de type bactérien. Et comme pour les mitochondries, on a retrouvé des restes d'ADN dans les plastes.

Au passage, c'est grâce semble-t-il à cette capacité des plastes et des mitochondries à "passer" des gênes au noyau que l'on expliquerait l'hérédité de certaines évolutions "acquises" chez les plantes et dont on parlait la dernière fois. Une modification sur le gène d'un plaste (par exposition à certaines substances, par exemple) peut en effet, lors de la phase de reproduction, se transmettre à l'ADN du noyau et ainsi "s'ancrer" dans le patrimoine génétique de la plante.

Ce genre de symbiose laisse rêveur... Comme si la salade que vous mangez vous servait de batterie solaire! Aussi incroyable que cela puisse paraître c'est pourtant bien ce que fait la limace Elysia Tomentosa, grande amatrice de la fameuse algue tueuse Caulerpa Taxifolia qui envahit actuellement la Méditerranée: cette petite limage suce les plastes de l'algue comme un petit vampire mais au lieu de tout digérer, elle en stocke une partie à fleur de peau et devient toute verte. Ces plastes ainsi stockés fonctionnent encore et lorsque notre limace n'a plus rien à manger, ils lui fournissent par photosynthèse l'énergie dont elle a besoin. Elysia passe ainsi du mode animal au mode végétal et peut survivre pendant plus d'un mois en se laissant dériver à la surface de la mer bien exposée au soleil.


Flagelles et sexe: même combat!
Mais revenons à nos moutons cellulaires. Cette capacité des organismes unicellulaires à absorber et domestiquer d'autres petits organismes en intégrant partiellement leur ADN pourrait expliquer de nombreuses fonctions de la cellule. Alexandre Meinez suppose par exemple que les cils et les flagelles cellulaires seraient le résultat de la domestication de certaines bactéries mobiles qu'on trouve encore à l'état "sauvage". Un tel mécanisme expliquerait que l'on retrouve la même structure interne complexe des flagelles dans toutes les lignées animales ou végétales.

De même la reproduction sexuée, pourrait être une autre forme de ce cannibalisme cellulaire:

"Imaginons la rencontre de deux cellules animales identiques indépendantes, prototypes voraces d'une même lignée (...) chacune dotée d'un noyau contenant un seul jeu de chromosomes. Au lieu s'entre-dévorer, les deux cellules fusionnent (...) Par la suite, dans la cellule unique issue du "mariage", les deux noyaux similaires se rapprochent et fusionnent. C'est ainsi que les deux lots de chromosomes en présence se mélangent sans s'éliminer ou se réduire: c'est le doublement du nombre de chromosomes. Ainsi doublement dotée, la cellule va vivre sa vie et prendre l'avantage sur ses semblables équipées d'un seul jeu de chromosomes. Face à une modification du milieu ou un stress, elle réagit en divisant tout par deux (cellule, noyau et chromosomes) ce qui conduit à la formation de cellules identiques portant un seul jeu de chromosomes. Dès lors il convient d'appeler ces dernières cellules sexuées, car elles n'ont qu'un seul salut et destin: trouver une cellule identique et compatible pour se "marier", recommencer en fait le scénario du cannibalisme avorté de ses ancêtres directs."

On n'a évidemment pas de preuve direct pour ce modèle d'évolution, mais on observe un phénomène de même nature chez les champignons: une fois en terre, les spores du champignon se développent sous forme de longs filaments souterrains (le mycelium), sorte de rubans de cellules n'ayant chacune qu'un seul jeu de chromosomes. Lorsque deux rubans compatibles se croisent, leurs cellules fusionnent pour former un troisième filament. Mais dans ce nouveau filament, les noyaux des cellules fusionnées restent indépendants et chaque cellule en contient donc deux. Cette drôle de conformation permet à ces filaments de fructifier hors de terre et donner le "champignon" tel qu'on l'imagine avec pied et chapeau. Arrivés au bout du voyage, les deux noyaux de chaque cellule fusionnent enfin, avant que la cellule ne se divise à nouveau pour former les spores, qui ne portent qu'un seul jeu de chromosomes et le cycle continue...


Nous sommes tous des corails ou des lichens!
Pourquoi s'arrêter en si bon chemin? Une fois les cellules équipées de tout l'attirail nécessaire à leur respiration, leur mobilité et leur sexualité, elles peuvent ensuite s'associer entre elles: les plus anciennes traces d'organismes pluricellulaires sont des algues constituées de longues files de cellules toutes identiques. A mesure que les organismes grandissent les cellules se différencient, se spécialisent mais en conservant la même capacité d'intégration entre elles. Comme des briques de Lego de plus en plus sophistiquées mais qui s'emboîtent toujours parfaitement. Les organismes pluricellulaires pourraient ainsi être vues plutôt comme des civilisations de cellules dépendantes les unes des autres et la symbiose serait la règle du monde animal ou végétal. Les êtres hybrides comme le corail (association d'algues et de polypes) n'auraient d'exceptionnel que le fait d'exposer leur mutualisme à l'oeil nu!

Les organismes bioluminescents fournissent un exemple encore plus fascinant de symbiose: les calamars vivant dans les abysses développent un organe lumineux grâce à sa colonisation par des bactéries vivant libres dans la mer. On a pu analyser de près le développement de cet organe et ses interactions avec ces bactéries. C'est un jeu très subtil entre évolution et développement: les bactéries n'émettent de la lumière que si elles sont en nombre suffisant. Tant que ce n'est pas le cas, l'organe du calamar ne se développe pas et les bactéries ne peuvent s'y implanter. Mais dès que les bactéries ont une densité suffisante pour devenir lumineuses, l'organe se développe et sa surface se modifie de sorte que les petites bactéries puissent s'y installer confortablement. Fascinant, non?

Et chez l'homme alors?
Nous-mêmes sommes le fruit de milliers de telles symbioses: des milliers d'espèces de bactéries différentes nous aident à digérer ou à nous protéger de maladies ou d'agressions extérieures. Ces cellules -plus nombreuses que nos propres cellules!- participent en permanence au bon fonctionnement de notre organisme au même titre que nos propres cellules.

Notre propre système immunitaire serait le résultat d'un très ancien parasitage: en 1998 on a découvert que nos lymphocytes fabriquent certains enzymes grâce à des gènes hérités d'un minuscule parasite génétique - un transposon, qui s'est incrusté il y a quatre cents millions d'années dans l'un de nos lointains ancêtres. D'une défaite est ainsi née une fonction d'auto-défense imprévue. De même, certains parasites génétiques -les plasmides- sont devenus de véritables "gènes de dépendance" de nos cellules: si on les désactive, la cellule meurt comme si l'on appuyait sur un bouton d'autodestruction cellulaire. Ameisen, en spécialiste de l'immunologie, voit dans cette capacité à l'autodestruction un autre facteur-clé de l'évolution et du développement des organismes complexes: ce sera l'objet d'un prochain épisode!

Pour patienter, je vous invite à regarder cette vidéo qui reconstitue en 3D la vie interne d'une cellule. Les commentaires sont en anglais mais même sans tout comprendre c'est bluffant...


Autres sources:
"Comment la vie a commencé" d'Alexandre Meinesz (dont sont tirées les illustrations rigolotes)

Darwin reloaded (part 1)

Pour bien commencer l'année, je vous recommande la lecture du bouquin de Jean-Claude Ameisen (Dans la lumière et les ombres, Darwin et le bouleversement du monde). Si comme moi, l'histoire de Darwin et ses opinions sur l'esclavage vous laissent froid, ne vous enrhumez surtout pas et sautez directement à la troisième partie du bouquin ("un futur distant") où Ameisen propose une remarquable mise en perspective des dernières avancées en matière d'évolution et bat en brèche quelques idées du néo-darwinisme. C'est un peu long alors je vous fais ça en plusieurs épisodes...

Part 1: l'hérédité de certains caractères acquis: le retour!
Qui a écrit:

"Il y a peu de doutes que, chez nos animaux domestiques, l'usage de certaines parties de leur corps a pour effet de les renforcer et de les agrandir, et que l'absence d'utilisation [de ces parties du corps] a pour effet de les amoindrir; et que de telles modifications sont héritées."

Un indice: c'est le même qui a écrit: "Je crois que les oiseaux presque dépourvus d'ailes qui habitent de nombreuses îles océanes [ont perdu leurs ailes] du fait qu'ils ont cessé de les utiliser"

Lamarck? Pas du tout! C'est Darwin lui-même dans l'Origine des espèces. Contrairement à ce que l'histoire des sciences a retenu, Darwin pensait que l'environnement et les conditions de vie pouvaient aussi jouer un rôle direct dans l'hérédité.
Pourtant, la théorie classique de l'évolution exclut formellement toute forme d'hérédité des caractères acquis: l'expression est même la marque de l'hérésie lamarckienne et sa réfutation fut probablement l'un des plus grands combats des néo-darwiniens. La découverte de l'ADN et des lois de Mendel n'a fait que transformer cette conviction en principe fondamental.

On aurait quand même dû se méfier avant d'être aussi définitif. Déjà en 1928, Griffith avait fait une découverte étonnante sur les bactéries: il avait montré qu'une variété inoffensive de pneumocoques pouvait acquérir le pouvoir infectieux de leurs cousines virulentes lorsqu'on mettaient les deux souches en contact. Y compris lorsque les bactéries virulentes étaient mortes! Cette expérience a mis en évidence la capacité des bactéries à muter en s'échangeant du matériel génétique et l'on a découvert, depuis, bien d'autres mécanismes de mutation étranges qu'ont inventés ces petites bestioles. En particulier, en cas d'environnement très défavorable, les bactéries sont capables de produire des enzymes qui réarrangent complètement leur ADN. Grâce à cette réaction baptisée "réponse SOS ", de nouvelles variétés génétiques de bactéries apparaissent et si l'une d'elles est particulièrement adaptée au nouvel environnement, cette modification génétique "acquise" sera transmise aux générations suivantes. On soupçonne ce mécanisme de faciliter leur résistance très rapide aux antibiotiques.

Il n'y a pas que chez les êtres simples que les choses sont complexes!

On sait depuis longtemps que l'environnement ou l'alimentation influencent fortement l'expression ou non de tels ou tels gènes: le sexe des tortues est déterminé par la température et rien ne différencie l'ADN d'une fourmi reine de celui d'une fourmi ouvrière (on en a parlé ici). Mais de là à penser que des modifications physiques puissent se transmettre il restait de la marge...

En 1998 Susan Lindquist soumet des asticots (mouches du vinaigre) à des changements brusques de température. Les pauvres chous, stressés, donnent naissance à des mouches avec de drôles formes, parfois des pattes en moins ou des ailes en plus. Probablement parce que de telles températures modifient l'expression de certains gènes au cours du développement embryonnaire (et à cause de drôles de protéines chaperonnes, je vous renvoie au billet de Tom qui explique ça très bien). Si l'on continue de faire varier la température, ces mouches mutantes donnent naissance aux mêmes asticots bizarres. Mais ce qui est incroyable, c'est qu'au bout de plusieurs génération, les mutants donneront naissance à des mouches qui leur ressemblent même si la température se stabilise. Comme si non seulement la partition de musique génétique (l'ADN) mais aussi la manière de l'interpréter (son expression, le phénotype) étaient héréditaires!

Chez les rats, certains gènes ont une influence directe sur l'anxiété de l'animal. En 1999 le chercheur canadien, Michael Meaney s'est amusé à tourner "La vie est un long fleuve tranquille chez les rats" en confiant un nouveau-né d'une lignée génétique "calme" à une mère adoptive de la lignée "anxieuse" et l'inverse. Les petits rats adoptés ont développé des comportements identiques à ceux de leurs parents adoptifs. L"'éducation" (en matière de rongeurs il vaut mieux beaucoup de guillemets) l'emporte sur la génétique: on a découvert que les câlins de la mère tranquille sur son nouveau-né génétiquement anxieux, inhibent l'expression du gène fatidique et le tranquillisent durablement -et inversement pour les mères anxieuses. Dans une expérience ultérieure en 2004, les chercheurs ont démontré le mécanisme biochimique sous-jacent: en empêchant artificiellement l'inactivation du gène, ils parvinrent à empêcher le "déconditionnement" du petit rat qui, malgré l'attention de sa mère adoptive, se comporta comme ses parents biologiques. Décidément la distinction entre culture et nature est subtile!

Mais le plus surprenant de tout ça, c'est que si le nouveau-né est une femelle, elle transmettra ce comportement acquis (tranquillité ou anxiété) à ses descendants: ses petits ressembleront alors à leurs grand-parents adoptifs et non à leurs grand-parents biologiques! L'épigénétique devient héréditaire là encore...

Comment cette hérédité épigénétique fonctionne, à vrai dire on n'en sait encore trop rien. Mais on commence à avoir des pistes: en 2006 des chercheurs de l'INSERM ont découvert un nouveau mode d'hérédité échappant aux règles de la génétique classique: chez la souris, la coloration du pelage est l'expression d'un gène bien identifié sur l'ADN des bestioles. Certains animaux, pourtant, déjouent cette fatalité génétique grâce à des "micro-ARN" qui inhibent l'expression de ce gène. Plus fort encore: comme ces micro-ARN sont présentes dans toutes les cellules, y compris dans les spermatozoïdes, cette désobéissance génétique se transmet de génération en génération! Autrement dit, ce qui est transmis héréditairement c'est un ordre d'inactivation du gène, d'origine non strictement génétique... Une espèce de "paramutation" en somme, qui a déjà été détectée chez les plantes.

En mettant bout à bout toutes ces données, on peut imaginer avec Claude Ameisen, que indépendamment des variations de l'ADN, des changements dans l'environnement peuvent révéler dans un embryon "une source préexistante de nouveautés qui s'est progressivement accumulée sous forme de discrètes mutations génétiques", qui peuvent parfois se transmettre de génération en génération grâce à des mécanismes héréditaires encore mal cernés et probablement multiformes. Ainsi pourrait-on au passage réconcilier les tenants du gradualisme -pour qui l'évolution ne fonctionne que par accumulation de petites mutations- et ceux des équilibres ponctués - selon lesquels l'évolution peut aussi procéder par "sauts".
L'autre grande méthode pour de tels sauts étant la symbiose entre organismes différents, mais ça ce sera pour un prochain épisode!

Consanguin... ou presque

Le billet de Tom sur un niveau optimal de consanguinité constatée chez les Islandais m'a donné à penser: alors quoi? Chez les humains, un peu de consanguinité (pas trop quand même) serait plus efficace du point de vue reproductif que pas de consanguinité du tout? Moi qui croyais que rien ne valait un vrai grand brassage génétique...

Le résultat est intéressant car prendre un partenaire proche génétiquement, un cousin par exemple, est le moyen le plus efficace pour maximiser la transmission de son propre patrimoine génétique (l'inclusive fitness ou succès reproductif global dont je parlais dans mon billet précédent): en effet plus les parents partagent de gènes, plus leur progéniture -qui hérite de la moitié des gènes de chacun- leur sera génétiquement proche.

Une stratégie évolutive payante devrait donc consister à rechercher une bonne dose de proximité familiale: suffisamment pour maximiser les chances de transmettre son patrimoine génétique mais pas trop pour éviter les effets délétères d'une trop forte consanguinité (inbreeding): c'est effectivement la théorie de l'hybridisation optimale ou optimal outbreeding.

Mais cela suppose que les êtres vivants sexués soient capables d'évaluer correctement la proximité génétique d'un partenaire potentiel. On a vu dans le billet précédent que c'était le cas pour les insectes eusociaux. Mais pour les autres? Petit tour du côté des vertébrés cette fois...

La caille des blés
Notre caille domestique (coturnix coturnix japonica) est un bon cobaye pour tester cette théorie car les marques sur la tête sont déterminés génétiquement et sont donc de bons indicateurs de la proximité génétique entre deux volatiles. Par ailleurs la caille est très sensible aux effets de la consanguinité puisque quatre générations de croisements entre frères et sœurs amènent la stérilité des descendants. En 1978 Patrick Bateson de l'Université de Cambridge a étudié les préférences sexuelles de ces oiseaux, en fonction de leur lien de parenté. Les oisillons ont été élevés en groupes de deux frères et soeurs jusqu'à l'âge de 30 jours où ils furent isolés jusqu'à atteindre leur maturité sexuelle.

A deux mois, il leur a fait jouer l'Ile de la Tentation, version oiseau: il a présenté à Monsieur (ou Madame) plusieurs partenaires potentiels posant langoureusement et dans leur plus simple appareil derrière une vitre sans tain, comme à Amsterdam. Il (ou elle) avait le choix entre un sœur (ou un frère) du même élevage, d'un élevage différent, un cousin au premier degré, un autre au troisième degré et enfin un oiseau non apparenté. Systématiquement, le sujet testé s'intéressait davantage à l'oiseau moyennement différent (cousin germain) de lui.

[Apparté linguistique, votre cousin est "germain" non pas parce qu'il a des origines "germaniques" mais parce que vous partagez les mêmes "germes". Comme votre "hermano" de frère d'ailleurs.]

Patrick Bateson émet l'hypothèse que la caille apprend dans le nid à reconnaître visuellement le plumage de ses frères et sœurs et utilise ensuite cette mémoire pour choisir des partenaires ni trop différents ni trop semblables.

Chez les poissons?
Il semble que ce soit parfois la même histoire. Du moins dans la famille des Pelvicachromis taeniatus, un joli petit poisson d'eau douce qui vit en Afrique de l'Ouest et "élève" en couple la progéniture dans ses premiers jours. En procédant un peu de la même façon qu'avec les cailles, Timo Thünken de l'Université de Bonn a mis en évidence en 2007 leur nette préférence pour des partenaires apparentés. Ce choix -risqué en termes de consanguinité - est probablement lié au coût d'un conflit entre parents. Le choix d'un partenaire proche génétiquement constitue une petite garantie d'une meilleure coopération entre futurs parents.

Pour ou contre la proximité génétique?
Mais soyons justes, la littérature scientifique regorge surtout d'exemples démontrant comment les animaux ont tendance à éviter des partenaires trop proches génétiquement: les souris par exemple, chez qui la reconnaissance de parentèle ne se voit pas, mais se sent. Dans leur génome on a identifié un petit groupe de gènes (le CMH pour Complexe Majeur d'Histocompatibilité) qui mutent tellement qu'il y a toutes les chances pour que deux individus non apparentés aient des CMH différents. Par ailleurs, le CMH détermine également l'odeur caractéristique de chaque individu, son passeport olfactif en quelque sorte: pratique pour repérer ses cousins! On a observé que les souris choisissent de préférence des partenaires avec des CMH différents, probablement dans un souci d'éviter les risques de consanguinité. A l'inverse, on a constaté que les nids collectifs étaient partagés plutôt par des souris femelles de même CMH car probablement plus intéressées à la coopération.

Et chez les hommes alors? Et bien ce n'est pas très net. En 1995, Claus Wedekind de l'Université de Berne, a demandé à des étudiantes de renifler (en aveugle) des tee-shirts portés par des hommes qu'elles ne connaissaient pas et d'indiquer si l'odeur leur était agréable et sexy. L'expérience (vidéo) a montré que les femmes préféraient l'odeur d'hommes différents d'elles sur le plan de leur CMH , sauf en période de grossesse (ou lorsqu'elles prenaient la pilule): dans ce cas elles préféraient l'odeur d'hommes génétiquement proches. Comme les souris!!!.

Alors bientôt une rubrique "Histocompatibilité" sur Meetic? Bah pas vraiment: Raphaelle Chaix, chercheur en génétique du CNRS, vient de publier une étude statistique sur l'histocompatibilité des couples, aux Etats-Unis et chez les Yoruba du Nigeria. Les couples américains sont effectivement différents génétiquement mais pas les couples africains. La sociobiologie humaine a manifestement encore du pain sur la planche avant d'expliquer clairement nos préférences sexuelles avec des arguments génétiques...

Vraiment sans gène

Expliquer nos goûts et nos couleurs grâce à la génétique semble être la nouvelle marotte des chercheurs en psycho. L'interprétation en termes "d'avantage évolutif" de nos préférences a remplacé le complexe d'Oedipe des psychanalystes pour comprendre notre inconscient. Au prix d'hypothèses farfelues dont le magazine Cerveau et Psycho - que je recommande par ailleurs- se fait régulièrement l'écho. Jugez-en plutôt...

Les individus aux longues jambes vous semblent plus séduisants? Ne dites pas non, Sorokowski et Pawlowski l'ont démontré dans ce très scientifique article de Evolution and Human Behavior. C'est sans doute parce que ces longues jambes devaient assurer de meilleures chances de survie pour nos ancêtres. Pas trop longues tout de même (5% de plus que la moyenne, pas plus), probablement car de trop longues jambes sont un signe d'immaturité sexuelle ou de maladies génétiques...

Messieurs, vous préférez les blondes, c'est maintenant prouvé: même si 45% d'entre vous prétendent le contraire, vous êtes statistiquement plus généreux en pourboires pour les serveuses blondes et vous arrêtez plus volontiers pour des autostoppeuses blondes que pour des brunes ou des rousses. Pour comprendre ce phénomène, on a présenté à des hommes les photos de femmes dont on changeait la couleur des cheveux. Bingo! Les visages dont la chevelure avait été retouchée en blond ont été jugés plus jeunes, plus attirants, en meilleure santé... Et nos chercheurs en concluent que la couleur blonde des cheveux agit comme indice de jeunesse biologique (les cheveux des enfants foncent avec l'âge) donc de fécondité, expliquant ainsi l'attrait instinctif des hommes en quête de succès reproductif. CQFD.

Hmm.... Il y a quelque chose qui cloche là dedans: si l'on va jusqu'au bout du raisonnement, la couleur claire des cheveux devrait être plutôt un indice d'immaturité sexuelle car les cheveux des enfants foncent bien avant leur puberté. Des cheveux clairs devraient être rejetés au même titre que des jambes trop longues. Par ailleurs, il suffit de regarder vers le sud pour se rassurer sur le niveau de fécondité des brunes par rapport à celui des blondes.

On peut surtout supposer que la sur-représentation médiatique des blondes (par rapport à la population blanche) ait imposé "la blonde à longues jambes" comme canon de beauté collectif et explique l'association inconsciente "blonde = jeune et sexy" que l'expérience a mis en évidence.

Ces critères collectifs de beauté évoluent dans le temps (jadis on préférait les femmes bien en chair) et selon les cultures. Or cette variation des goûts serait absolument inexplicable s'ils étaient hérités d'un lointain avantage évolutif.

Si -comme ces chercheurs s'acharnent à vouloir le démontrer- nos goûts sexuels étaient conditionnés par l'intérêt reproductif de nos aïeux, nous devrions avoir des top models petites (pour protéger notre progéniture), poilues (pour résister au froid), avec de grandes dents (signe de santé) et de grandes oreilles (signes de vigilance). On comprend maintenant la relation ambigue de Tarzan et Cheetah...



Pour finir de tordre le cou aux idées reçues en matière de déterminisme génétique, on a déjà évoqué ici de nombreuses preuves de mimétisme culturel chez les animaux. Mais les gènes eux-mêmes sont tributaires de leur environnement: il n'y a dans une colonie de fourmis ou d'abeilles, rigoureusement aucune différence génétique entre une reine, un mâle et une ouvrière, malgré d'impressionnantes différences morphologiques. C'est un régime alimentaire spécifique ou des conditions de température particulières - bref l'environnement- qui expliquent ces différences physiologiques.

Idem chez les vertébrés: le sexe des tortues et des crocodiles est déterminé par les conditions de température de l'incubation des oeufs et pas leur patrimoine génétique. Encore plus proche de nous: on sait maintenant que les vrais jumeaux (dont l'ADN est identique) développent certaines différences morphologiques, surtout après avoir passé de nombreuses années dans des environnements très différents. Le chercheur espagnol Mario Fraga a montré comment des conditions de vie modifient sensiblement le mode d'activation du matériel génétique chez les jumeaux monozygotes au cours de leur vie. On explique ainsi que l'un puisse développer une maladie génétique et l'autre pas, ou beaucoup plus tard.

A mesure que l'on décortique l'horlogerie des comportements et du cerveau, je trouve presque rassurant que l'on découvre en parallèle l'immense influence de l'environnement sur cette mécanique biologique. A défaut de libre-arbitre il nous reste le hasard et notre environnement, c'est toujours ça!