L'évolution évolue : L'hérédité ne résulte pas de la seule transmission de gènes
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L’évolution évolue : L’hérédité ne résulte pas de la seule transmission de gènes
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à venirAvec Étienne DANCHIN
Normalien, agrégé de biologie, directeur de recherche émérite au CNRS. Spécialiste de l’évolution du comportement.
Depuis Lamarck, Darwin et Wallace et depuis le déchiffrage du “code” génétique, beaucoup de découvertes fascinantes ont été faites sur l’hérédité, qui ne résulte pas de la seule transmission des gènes. Des mécanismes épigénétiques, cytoplasmiques, écologiques, culturels et de transmission par le microbiote participent aussi à l’hérédité.
Dans un ouvrage de référence intitulé « La synthèse inclusive de l’évolution. L’hérédité au-delà du Gène égoïste » Etienne Danchin fait un état des lieux des processus d’hérédité identifiés à ce jour, dans toute leur complexité et leur diversité. Ce qui lui permet d’exposer une vision intégrative et innovatrice de l’évolution et du vivant.
Un rappel sur l’évolution par sélection naturelle (cf. C. Darwin et A. Wallace) : trois conditions sont nécessaires :
1/ Variation des caractères ou traits (ex. couleur des yeux) – ce qui fait la diversité dans une même espèce
2/ Sélection en faveur de certaines valeurs d’un trait (phylogénétique). Certaines valeurs d’un trait permettent aux individus qui les portent d’engendrer plus de descendants que les individus ayant d’autres valeurs du trait concerné – adaptation à l’environnement plus avantageux
3/ Hérédité. Ces deux conditions conduiront à évolution si et seulement si les individus transmettent leurs caractéristiques à leurs descendants (les grands font des grands, les petits font des petits).
La sélection des certaines caractéristiques se fait au dépend des autres, d’où le terme de sélection naturelle. La troisième condition est centrale car en son absence point d’évolution. C’est pourquoi le livre d’Étienne Danchin se structure autour de la question de l’hérédité.
Cette synthèse a été rendue possible grâce à une approche pluridisciplinaire de la biologie (biologie de l’évolution, biologie cellulaire et moléculaire, génétique, biologie comportementale, écologie, …).
De nouvelles découvertes scientifiques depuis une trentaine d’années ont permis de montrer l’existence d’une diversité de mécanismes de transmission de traits (morphologiques, physiologiques, comportementaux), au-delà de la seule transmission de la séquence de l’ADN par les cellules germinales.
Les mécanismes impliqués incluent la transmission intergénérationnelle de toute une série de variants :
– des variants de nature épigénétique (l’épigénétique étant la science de l ‘expression des gènes) ;
– de variants dans les organites des cellules comme les mitochondries (organites de la respiration cellulaire), de variants en terme des structures 3D de protéines,… ;
– de variants écologiques (au sens large) ;
– de variants dans la transmission du microbiote de la mère à son enfant ;
– de variants comportementaux par l’apprentissage social, qui peut générer l’hérédité culturelle ;
– …
Ces variants sont de nature non génétiques (n’impliquant pas la séquence de l’ADN), et ils ont des propriété très différentes de celles de transmission de l’ADN.
L‘hérédité génétique et les hérédités non génétiques interagissent en permanence dans la perpétuation du vivant (domaines dont il reste encore beaucoup à explorer).
L’épigénétique concerne le contrôle du niveau d’expression des gènes, et certaines des ces caractéristiques sont transmises entre générations en l’absence de toute modification dans la séquence de l’ADN.
Ces mécanismes impliquent trois grands groupes de processus : la méthylation de l’ADN, des modifications des protéines histones (étroitement liées à l’ADN) et des petits ARN qui vont soit activer, soit silencer des gènes.
Ainsi l’expression des gènes est modulée par les mécanismes épigénétiques sous l’effet de facteurs environnementaux, tels que la nutrition, les drogues, les émotions et stress importants, les divers polluants, …
Tous les systèmes d’hérédité non génétiques ont en commun d’être réversibles, contrairement aux changements dans la séquence de l’ADN.
Cette réversibilité laisse la possibilité à la descendance de développer un autre phénotype si l’environnement change entre temps.
Toutes ces découvertes de transmission du phénotype ont des implications en médecine (médecine personnalisée), par exemple :
– l’hérédité du diabète de type 2 et d’autres désordres métaboliques (obésité, …), de certains cancers, de maladies du système immunitaire
– l’hérédité de certains comportements : certaines peurs, addictions, maladies/troubles psychologiques (dépressions, …)
– l’autisme (trouble multifactoriel).
La prise en compte de l’existence de mécanismes d’hérédité non génétiques devrait ouvrir de nombreuses pistes thérapeutiques, qui malheureusement restent trop souvent ignorées actuellement.
Il est donc nécessaire et même urgent de changer de paradigme scientifique en intégrant les autres mécanismes de transmission tels que les variants héritables du cytoplasme, du microbiote, …, et culturelle (ce cernier étant extrêmement développée chez les Homo sapiens).
Ce qui conduit à penser que l’humain est aussi (en partie) responsable de son évolution par la culture qu’il développe.
Cette nouvelle perspective a donc des implications philosophiques et pragmatiques importantes. Par exemple, elle implique notre responsabilité collective (culturelle et environnementale), et notre responsabilité individuelle (effets de nos bonnes ou mauvaises habitudes alimentaires et comportementales transmises à nos enfants).
Il s’agit donc de leviers d’action dont nous devons être pleinement conscients afin de les utiliser à bon escient.
Publications
- Écologie comportementale coécrit avec Luc-Alain Giraldeau et Frank Cézilly. édition Dunod, 2005
- L’hérédité comme on ne vous l’a jamais expliqué. éditions HumenSciences, mai 2021
- La synthèse inclusive de l’évolution. L’hérédité au-delà du Gène égoïste. éditions Actes sud, septembre 2022
