Stephen Jay Gould

Stephen Jay Gould

          On a souvent indiqué de façon allusive l’existence d’un potentiel biologique. Ainsi Stephen J. Gould a écrit que les atavismes, ou l’hérédité, « révèlent qu’il existe d’énormes capacités latentes au sein des systèmes génétiques, et non pas essentiellement les contraintes et limites imposées par le passé d’un organisme ». Ainsi les embryons de vertébrés « continuent à mettre d’abord en place les arcs branchiaux antérieurs (comme le faisaient les embryons ancestraux) et les transforment en mâchoires ». Il donne l’exemple des tissus embryonnaires des poulets qui ont gardé la capacité de former la dentine. Ce que Gould désigne comme « capacités latentes » peut être interprété comme un potentiel réel du vivant. Dans ce cas, il s’agit d’un potentiel réel biologique et humain à la fois puisque l’intervention humaine y est impliquée. Gould le laisse entendre comme un indice de l’existence actuelle d’un grand potentiel biologique et humain. Cela peut servir à illustrer que les potentiels biologique et humain sont liés de façon irréductible l’un à l’autre, ce qui indique que ce serait peut-être une erreur de chercher à les séparer en invoquant par exemple le caractère artificiel des résultats obtenus dans ce type d’entreprise1.

Néanmoins, le potentiel biologique sera d’abord envisagé indépendamment du reste de l’évolution globale. Il est ici défini comme l’ensemble des potentialités réelles liées à la biosphère terrestre2. Il peut être décrit, en pratique et de façon approximative, par le nombre de combinaisons mathématiquement possibles d’un ensemble de gènes, assimilables à des groupements moléculaires de l’ADN.

Évaluation du nombre de combinaisons génétiques possibles

Représentation d'un fragment d'ADN

Représentation d’un fragment d’ADN

On peut estimer à environ 30 000 le nombre de gènes dans le génome humain et à environ 3,5 milliards le nombre de paires de nucléotides dans une molécule d’ADN3. À partir de ces données, le nombre de recombinaisons mathématiquement possibles peut être estimé comme étant de plus de 1010 000.

Il faut considérer ce nombre comme une borne supérieure au nombre g de génomes réellement possibles dans le potentiel réel initial de la vie terrestre. Un tel nombre est évidemment très grand, mais il reste qguand même un nombre fini. Nous pouvons voir que cela fait une différence significative par rapport à un nombre qui serait vraiment infini puisque, dans ce dernier cas, cela signifierait qu’absolument toutes les formes sont possibles.

Il est à noter que le potentiel biologique réel est sans doute encore bien plus grand que puisqu’il dépend des combinaisons de beaucoup plus de facteurs, en fait de l’ensemble de l’environnement physique, en commençant par l’environnement terrestre, puis l’environnement du système solaire, etc.4

Le nombre de formes de vie réellement possibles, au début de l’Univers, était sans doute supérieur à g puisque d’autres types de vie dont les bases physico-chimiques pouvaient différer de celle de la vie terrestre pouvaient a priori contribuer au potentiel réel initial. Il importe cependant de constater le caractère fini de ce nombre lié au potentiel réel de l’Univers.

On sait que l’ADN est un type de macromolécule qui possède des propriétés particulières. L’une d’elles est que la séquence des paires de bases y est non répétitive5. D’après la biologie moléculaire, il se peut que toutes les séquences y soient possibles. Le code génétique paraît chimiquement arbitraire, c’est-à-dire que le transfert d’information à partir du génome pourrait tout aussi bien avoir lieu selon un code dont les règles sont différentes. Le mot arbitraire signifie aussi, plus précisément, que le code existant n’est pas déductible des lois physiques de base. Une possibilité réelle ne peut, en effet, être déduite seulement à partir des lois et des principes de base. Il est nécessaire de tenir compte également des conditions initiales ou, plus généralement, des conditions préalables. D’autres conditions initiales auraient vraisemblablement donné lieu à un autre code. Le potentiel biologique initial de variation des génomes dépend donc plutôt des conditions préalables du milieu physique antérieur.

Le potentiel biologique réel est limité par ce que l’environnement terrestre existant lui permet de développer. Tout de même, grâce à cet environnement et aux caractéristiques du Soleil, qui est une étoile relativement très stable, il a pu se développer sur une durée considérable de plusieurs centaines de millions d’années. Même si, par définition, le potentiel réel initial s’est réduit continuellement jusqu’à nos jours, on peut constater que les possibilités effectives se sont constamment et profondément renouvelées. À chacune des périodes recensées des ères reconnues, soit le Cambrien, l’Ordovicien, le Silurien etc., jusqu’au dernier million d’années, de nouvelles espèces, de nouveaux types de structures et de fonctions sont apparus en se renouvelant de façon profonde, selon des successions qui suggèrent différentes sortes de progression, par exemple, les capacités natatoires, les capacités de sortie des eaux, les capacités de voler, etc.

On peut tenter de décrire certains des facteurs qui contribuent le plus clairement à la détermination du contenu du potentiel biologique. D’abord, les facteurs les plus évidents concernent les interactions moléculaires impliquant l’appareil génétique. Cependant, on ne peut pas séparer entièrement le potentiel évolutif réel du génome de celui de l’environnement, car les caractères effectifs de la spéciation et du perfectionnement relèvent aussi des influences multiples de l’environnement. La colonisation d’un territoire, l’isolement et la spéciation, le perfectionnement de l’adaptation par la compétition, l’isolement, la réinstallation et la compétition dépendent directement du potentiel réel de l’environnement, surtout local, et la spéciation et le perfectionnement de l’adaptation relèvent du potentiel réel du génome.

En outre, les facteurs environnementaux peuvent être envisagés d’après une perspective globale. Les facteurs saisonniers et le géomagnétisme, en particulier, jouent un rôle dans ce qui suscitent et favorise les migrations et, donc, les échanges de gènes entre les populations. En fait, les processus rattachables à la sélection naturelle – qu’il s’agisse d’une sélection moléculaire, biologique, géophysique, etc. – débordent de beaucoup l’environnement proche des formes de vie impliquées. Ainsi on peut considérer les mécanismes géophysiques concernant la dérive des continents, les courants marins, le géomagnétisme, les mécanismes astronomiques concernant la succession des saisons, etc.

La longue histoire du vivant fait voir que le potentiel biologique global est devenu effectif à la faveur de circonstances variées. Par exemple, il semble que la concentration plus grande de l’oxygène dans l’atmosphère a contribué puissamment à accélérer l’évolution6. À cette époque, un grand nombre d’organismes ont donc été rendus effectivement possibles pour la première fois.

L’arbre phylétique des formes de vie connues, appelé aussi arbre de Cuénot7, pourrait être vu comme un résumé essentiel du potentiel biologique initial. Cependant, pour cela, il faut supposer que l’évolution a donné un ensemble effectif de formes de vie qui résume véritablement le potentiel réel de formes qui existait au départ, potentiel lié à la première cellule et aux conditions de la vie terrestre. Il résume peut-être très peu le potentiel biologique global parce que celui-ci est peut-être bien plus grand ou même bien plus riche en diversité que ce qu’il a pu faire sur la Terre. Ce potentiel est assurément très grand, mais fort probablement inférieur au potentiel global de formes vivantes que l’Univers pouvait produire au début. Globalement, le potentiel de l’Univers comprenait l’ensemble des formes de vie était au départ réellement possibles en quelque endroit approprié que ce soit de l’Univers et non seulement sur la Terre.

Nombre d’aptitudes humaines ne sont pas réputées « naturelles ». Par exemple, le calcul mental utilisant les quatre opérations mathématiques de base est une aptitude qui a pu se révéler assez tôt dans la préhistoire ancienne. D’autres exemples, plutôt différents, sont par exemple la lecture ou la pratique d’un instrument de musique. Ces cas nécessitent des années d’apprentissage et il faut apparemment, en outre, qu’une évolution socioculturelle se soit d’abord déroulée pendant des millénaires afin que les outillages requis deviennent effectivement disponibles. Toutes ces aptitudes humaines et bien d’autres ont en fait dû être inscrites, ou prévues, dans le potentiel global de l’Univers. Elles sont donc, en ce sens, tout à fait naturelles. Certaines sortes d’aptitudes humaines n’apparaissent nulle part ailleurs qu’en l’humain et semblent échapper à toutes les potentialités animales, comme par exemple lire et écrire, jouer en virtuose d’un instrument de musique ou encore explorer l’espace interplanétaire… Toutefois cette situation, envisagée d’une certaine façon, n’est que la transposition à un autre niveau de ce qui apparaît déjà dans ce qu’on appelle la « nature ». En effet, certaines aptitudes du vivants semblent contraires aux propriétés de la matière, comme par exemple les aptitudes à percevoir, à communiquer, à voler… Il faut donc admettre que la nature est assez différenciée, assez productrice de différences profondes, pour englober l’humain avec le reste. Nous reviendrons sur cette question de la place de l’humain dans la nature, dans le chapitre 5.

Remarque : Au lieu de prendre le sens de l’ensemble des potentialités réelles de la biosphère terrestre, il arrivera souvent que l’expression de potentiel biologique soit utilisée au sens des nouvelles formes de vie, incluant les nouvelles espèces vivantes qui sont apparues ou aurait pu réellement apparaître à partir de transformations génétiques quelconques depuis les débuts de la vie terrestre.

1 Stephen Jay Gould, Quand les poules auront des dents. Réflexions sur l’histoire naturelle (Hen’s Teeth and Horse’s Toes, 1983; traduction de Marie-France de Paloméra), Paris, Seuil, 1991, p. 212-213. Nous reviendrons sur ce sujet dans le chapitre 5 (« La place de l’humain dans la nature »). 1

2 Plus généralement, il faudrait considérer un potentiel biologique qui pourrait être lié à tout milieu propice à la vie dans l’Univers. Par commodité, il suffira souvent de considérer le seul cas de la vie terrestre. 2

3 Cf. John C. Eccles, d’après une communication personnelle avec T. Dobzhansky, dans The Self and Its Brain, par Karl R. Popper et John C. Eccles, New York, Springer International, 1977, p. 559. 3

4 Ce nombre est tellement énorme qu’il vaut mieux l’envisager au moyen d’une notation spéciale. Nous verrons, à la section 5.6 (« Les super-ordres de grandeurs »), que différents types de nombres très grands peuvent être distingués de façon utile lorsqu’il s’agit de comparer les grandeurs respectives de différents potentiels réels. 4

5 C’est pour cette raison que Jacques Monod décrit l’ADN comme un « cristal apériodique » (J. Monod, Le hasard et la nécessité. Essai sur la philosophie naturelle de la biologie moderne, Paris, Seuil, 1970, p. 121). 5

6 Voir par exemple l’article de Mark McMenamin, « La multiplication des espèces animales », dans Les fossiles, témoins de l’Évolution, Pour la Science (1981-1990), 1991, p. 28. L’évolution des Métazoaires se serait amorcée, il y a environ 700 millions d’années, lorsque la concentration en O2 a atteint 7 % de la valeur actuelle (cf. Preston Cloud, Les fossiles, témoins de l’Évolution, op. cit., p. 26). 6

7 D’après le biologiste Lucien Cuénot (1866-1951). 7