Classification phylogénétique du vivant

Comment le blé est-il devenu tendre ? Pourquoi les chauves-souris hébergent-elles tant de virus ? Comment l'éléphant trompe-t-il le cancer ? L'homme s'est-il autodomestiqué ? Ces questions, et bien d'autres, Hervé Le Guyader se propose d'y répondre en vous invitant à parcourir sa propre galerie de l'évolution. De l'amibe aux zèbres, en passant par les bactéries, les crocodiles du Nil, la guêpe, l'ours polaire, les papillons, la rose de Chine, les serpents à sonnettes ou encore les tardigrades, voilà autant de prétextes pour s'interroger sur le vivant emporté dans l'aventure de l'évolution. D'où il ressort que, loin du néodarwinisme, qui la présentait comme une marche graduelle vers le progrès, l'évolution est en réalité un processus haché, parsemé de mutations sans utilité visible, et non seulement fondé sur la sélection naturelle mais aussi sur les symbioses...

Résumé : Des premières tentatives de classification à la théorie de l'évolution, l'idée émerge d'une classification naturelle qui serait le résultat de l'histoire des organismes vivants sur Terre. Mais comment construire l'histoire du vivant ? L'émergence de nouveaux outils conceptuels dès les années 1960 et les avancées de la biologie moléculaire ont été à l'origine d'une véritable révolution. Cet ouvrage retrace cette passionnante histoire tout en passant en revue les questions que posent les conceptions nouvelles et les résultats acquis au cours de ces vingt dernières années.

Extrait de l'avant-proposEn 2001, nous publiâmes la Classification phylogénétique du vivant, afin, comme nous le disions alors, de «tenter de combler une lacune de l'édition scientifique universitaire», car «il n'existait pas d'ouvrage fournissant une classification exhaustive et cohérente du monde fondée sur l'apparentement évolutif et lui seul». Cette publication fut couronnée de succès; deux nouvelles éditions durent être réalisées, et une quatrième s'avère à ce jour indispensable. Par ailleurs, la réception par la communauté internationale fut excellente, comme en témoignent différentes traductions: italienne (Zanichelli editore, 2003); allemande (Springer Verlag, 2005); anglaise (Harvard University Press, 2006).Néanmoins nous ne fumes pas exempts de critiques. Parmi celles-ci, trois d'entre elles renvoient à des questions de fond, auxquelles nous répondons ci-après.Sur la question d'une classification définitiveTout d'abord, certains lecteurs nous ont reproché de ne pas donner une classification définitive. Il faut bien comprendre que, justement, la caractéristique même de ces nouvelles approches phylogénétiques consiste à donner un résultat qui rende compte au mieux des données scientifiques du moment, que celles-ci soient d'ordre morpho-anatomique ou moléculaire. D'ailleurs la troisième édition (2006) a tenu compte de nombreux résultats nouveaux, en particulier ceux concernant la phylogénie des eucaryotes unicellulaires et celle des mammifères. À la différence de ce qui était enseigné avant la cladistique (ou systématique phylogénétique), toute proposition de phylogénie peut être soumise à réfutation, et, théoriquement, ne peut pas être considérée comme gravée dans le marbre. La quatrième édition en préparation proposera une nouvelle fois de nombreux changements, en particulier en microbiologie et chez les protostomiens. L'explication en est simple: l'accès aux génomes entiers devient de plus en plus facile - et de moins en moins cher -, ce qui donne naissance à une nouvelle discipline, la phylogénomique, qui permet d'utiliser efficacement, pour réaliser des phylogénies, les génomes entièrement séquences. Ainsi, tel Sisyphe, nous sommes appelés à améliorer au fur et à mesure cet ouvrage, en suivant les progrès de la science phylogénétique. D'autre part, cette attente correspondait à une conception plus profonde, erronée, de ce qu'est une classification, en exigeant d'elle qu'elle soit pratique, et donc simple et stable. C'est confondre la démarche scientifique et la démarche pédagogique. Les classifications phylogénétiques conceptualisent le monde réel selon un «cahier des charges» - ici l'apparentement. Si le monde réel est compliqué aux yeux de certains, ce n'est pas à la démarche scientifique d'en tenir compte a priori, mais à la pédagogie d'en proposer a posteriori une vision plus simple, mais juste. Or, en l'occurrence, les classifications phylogénétiques peuvent se prêter à ce jeu, car ôter certaines branches ne modifie pas les relations hiérarchiques des groupes restants: on peut donc aisément les simplifier sans altérer leurs significations évolutives.Sur la question des transferts horizontaux de gènesUne deuxième objection concerne la forme même de l'arbre du vivant. En effet, les microbiologistes se sont récemment rendu compte que, chez les archées et les bactéries, la transmission du matériel héréditaire se fait majoritairement suivant un mode horizontal (échange de gènes, à un moment donné, entre des organismes d'espèces différentes) plutôt que vertical (gènes transmis d'une génération à l'autre). En d'autres termes, les archées et les bactéries seraient des organismes modulaires portant en mémoire la trace de ceux avec lesquels ils ont récemment échangé, plutôt que celle de leurs ancêtres lointains. En l'occurrence, des arbres phylogénétiques n'auraient pas la signification classique qu'on leur donnait. Il est évident que ce point crucial sera longuement expliqué et discuté dans la quatrième édition de la Classification phylogénétique du vivant (le tome 1 désormais). Mais cette découverte a eu un effet pervers: certains l'ont trop rapidement généralisée à l'ensemble du vivant, y trouvant prétexte pour récuser en bloc toutes les classifications phylogénétiques qui font l'hypothèse d'un héritage des caractères sur le temps long. Si, chez les eucaryotes, divers cas de transferts horizontaux ont été décrits - et on en trouvera, dans le présent ouvrage, plusieurs occurrences chez les plantes à fleurs -, ceux-ci sont loin d'avoir le niveau d'intensité caractéristique des archées et des bactéries. En d'autres termes, chez les eucaryotes, les caractères moléculaires sont transmis dans leur immense majorité de manière verticale, ce qui ne remet en cause ni l'utilisation, ni l'interprétation des arbres phylogénétiques pour la classification de tels organismes.

Résumé : Etienne Geoffroy Saint-Hilaire est l'homme d'une seule idée: "Il semble que la nature a formé tous les êtres vivants sur un plan unique". Une idée révolutionnaire qui annonçait un certain transformisme, à défaut d'une véritable évolution, ce que Georges Cuvier, fixiste et créationniste, ne pouvait accepter. La polémique, devenue publique, opposa les deux hommes pendant plusieurs années à l'Académie des sciences. Par un curieux retour de l'histoire, l'idée tant décriée de Geoffroy Saint-Hilaire reprend vie à la fin du XIX siècle. Grâce à la biologie moléculaire, le naturaliste revient au premier plan des plus prestigieuses revues scientifiques. Rarement un savant aura eu droit à une telle reconnaissance un siècle et demi plus tard!