Carnet du petit Tom : Physique, biologie et évolution...

10 mars 2007

Lecture : de l'oeuf à l'éternité

Je me suis procuré le dernier livre de Vincent Fleury : de l'oeuf à l'éternité. Un livre intéressant et stimulant intellectuellement (même s'il va certainement trop loin, surtout sur la fin), qui contient de la matière pour plusieurs billets. Comme je suis un peu paresseux, je vais commencer par une présentation de ce que je comprends de ses thèses et garderai le reste pour plus tard.


Vincent Fleury s'attaque dans ce livre à un problème gigantesque : l'émergence du plan d'organisation des animaux, et son évolution. Il essaie de prendre de la hauteur et de considérer le problème dans sa globalité, en héritier de chercheurs comme d'Arcy-Thompson, qui en son temps, avait montré comment on pouvait facilement passer d'un poisson à l'autre à l'aide de simples transformations géométriques.

Fleury propose que le plan moderne des animaux modernes, et en particulier des tétrapodes (animaux à quatre pattes), a pu apparaître extrêmement rapidement en l'espace de quelques générations. Sa théorie est essentiellement mécanique : il propose de voir l'embryon comme une espèce de "pâte" plastique. A l'intérieur de cette "pâte", ce sont les flots de cellules, les mouvements qui créent les structures du corps. Il illustre cette idée en décrivant son idée du chemin d'évolution des "tétrapodes".

Le schéma ci-contre est adapté de son livre et décrit comment on peut passer d'un embryon rond à un tétrapode. Je schématise, mais si j'ai bien compris, l'idée est qu'à partir d'un embryon rond, deux flots de cellules allant dans des directions opposées se heurtent de plein fouet, cintrant l'embryon en forme de 8, créant une fissure dans lequel le flot de cellules s'engouffre (futur axe tête queue, la tête est en haut sur mon schéma) , et formant du coup quatre "tourbillons", deux pour les "fesses" et deux pour les "épaules". Le mieux à ce stade est d'aller jeter un coup d'oeil sur les images de son site web (ou d'acheter le livre). La photo la plus parlante est celle de son chat "Sushi" vu du dessus, illustrant sa théorie des enroulements dans l'embryon. L'autre image explicative est la photo de sa chemise à carreau plus bas, où l'on voit comment les tourbillons créent cette structure bien précise. Ce schéma d'organisation aurait pu apparaître très vite au cours de l'évolution : il suffit de "déclencher" deux flots de cellules, et la mécanique fait le reste pour créer le plan de base. A partir de là, des bourgeons de tête, de queue et de membres sont créés, qui ont pu ensuite se spécialiser de plus en plus, se structurer au cours de l'évolution. Ce plan très contraint impose donc un cadre très strict à l'évolution (voir sa théorie personnelle ici) :

[L]'espace des animaux possibles est extrêmement limité. Les caractéristiques tels que : allongé, avec une queue derrière, une tête à l'avant, un tube creux à l'intérieur, des nageoires ou pattes qui battent comme il faut pour que l'animal avance (brisure de symétrie induite par l'enroulement) sont une conséquence physique du phénomène. Evidemment, [il] faut des molécules pour faire tout ça, mais le résultat est automatique "de même" que la plupart des troncs d'arbres sont cylindriques malgré les différences génétiques.

En ce sens, on n'est d'ailleurs pas très loin de la théorie des noyaux de Davidson. Par ailleurs, Fleury est du coup extrêmement critique sur ce qu'il appelle le "trompe-l'oeil moléculaire", l'idée qu'un gène est associé à une partie du corps donné, et qu'il y a autant de gènes que de structures. A la théorie du "tout" génétique, Fleury oppose un "presque tout" mécanique.

A l'image de Darwin, Fleury parachève sa théorie de l'évolution par une discussion dans le dernier chapitre du livre sur l'évolution de l'homme. Sa thèse est relativement simple : l'homme évolue naturellement par le "prolongement" de tous ses mouvements tourbillonnaires. Voilà résumée sa théorie de l'évolution, une fois le plan des tétrapodes fixé : le sens des tourbillons impose naturellement un axe antéro postérieur car il fixe des articulations opposées entre les coudes et les genoux, et donc un sens de déplacement privilégié de l'animal. A l'avant, il est donc très favorable de développer une "tête" chargée d'absorber la nourriture, et donc acquérant peu à peu les facultés de perception et d'analyse (bref une bouche, des yeux, des oreilles et un cerveau). Des tourbillons plus développés au niveau des membres impliquent la bipédie, des tourbillons plus importants au niveau de la tête entraîne son grossissement, un aplatissement et un agrandissement du front au détriment de la mâchoire qui recule, ainsi que le recul du fameux sphénoïde qui a suscité une polémique récente. Gros cerveau, grosse tête : voici l'homme ! Deux prédictions (très très osées) sont faites dans le livre : les tétrapodes pourraient tous évoluer vers l'intelligence et la bipédie dans un même mouvement du fait du mécanisme de formation de l'embryon (et quiconque a un chat recevra peut-être cet argument favorablement ;) ). L'autre prédiction, c'est que si on découvre une race extraterrestre intelligente (donc avec un gros cerveau) sur une autre planète un jour, elle ressemblerait nécessairement à un tétrapode bipède, avec une tête bien développée tout en haut, une petite mâchoire et un joli sourire. Elle serait donc humanoïde !

Comme je le disais plus haut, le livre est intéressant, mais certainement pas exempt de critiques. Au delà des extrapolations osées sur la fin, il faudrait discuter ses piques (1) contre la théorie de l'évolution et ce qu'il appelle "le trompe-l'oeil moléculaire", et également remettre sur le tapis certaines choses qu'il ne discute pas et qui vont à l'encontre de sa théorie à mon avis, comme le développement de la drosophile par exemple (contre-exemple du "tout" mécanique), ou encore le fait que le plan d'organisation des tétrapodes est certainement dérivé par rapport aux autres animaux.


(1) qui relèvent à mon avis un peu du procès d'intention à l'encontre des biologistes

5 commentaires:

dvanw a dit…

Très intéressant tout ça, très chouettes les images... Mais est-ce que monsieur Fleury n'aurait pas un peu la tête dans le guidon de sa petite discipline à lui ?

Comment peut-on dire : "[L]'espace des animaux possibles est extrêmement limité." ?? Faut sortir, M. Fleury : votre chat a l'air sympa, mais dehors il ya plein d'autres bestioles, dont pas mal ont oublié d'être des tétrapodes...

Sinon, ça amène à dire des absurdités comme (je cite) :
"conclusion: le Darwinisme, ok, mais très peu d'intérêt. Trop rhétorique." Ah bon.

Expliquer l'évolution en se servant uniquement de l'embryologie, moi je veux bien, mais va falloir bosser !! En attendant, cracher sur les "darwinistes" en laissant entendre que "La théorie que je présente explique donc, pour partie, l'évolution" me parait un poil prématuré !

Non ?

dvanw a dit…

PS : oui, en fait, je ne le remarque que maintenant : il n'est pas embryologue, Vincent Fleury : il fait de la physique des solides...

Ce qui explique (excuse ?) un peu la façon... disons : cavalière, avec laquelle il prétend se débarasser de 150 ans de biologie évolutive, avec un peu de mécanique des fluides...

Tom Roud a dit…

Même si j'aime beaucoup a priori cette approche un peu "mécanique" du développement, que je trouve très intéressante, je suis d'accord que Fleury s'y prend de manière assez cavalière, et c'est assez normal qu'il s'attire les foudres des biologistes (sur le mode "c'est qui ce physicien qui prétend nous expliquer l'évolution"). J'avoue avoir été assez énervé moi aussi par ce côté "le darwinisme, c'est ok mais cela n'apprend rien", pour pas mal de raisons. Cela ne serait qu'agaçant s'il n'y avait pas des lacunes dans la science, et je pense que sa théorie est très très discutable, d'autant qu'il y a à mon avis beaucoup de contre-exemples de ce qu'il dit. Mais comme je le disais, je me réserve cela pour un autre billet.

Enro a dit…

On (c'est à dire Oldcola -- pseudonyme d'un biologiste -- ou le magazine La Recherche dans son dernier numéro) lui fait aussi le reproche de publier dans un livre tous publics ce qui n'a pas été jugé par les pairs et publié dans les revues adéquates... Mais je suis sûr que tu en parleras dans ton prochain billet ;-)

Tom Roud a dit…

@ Enro : je serais un peu plus nuancé. Fleury décrit justement dans son livre quelques obstacles qu'il a rencontrés pour publier sa théorie. Il a apparemment soumis son papier à plusieurs revues, et il a eu certaines critiques assez incroyables de mauvaise foi (genre "il n'y a pas de plan d'organisation, donc je ne peux pas référer ce papier"). Je comprends donc en fait assez bien sa démarche de ce point de vue-là. Et surtout pour les domaines interdisciplinaires, le "peer-review" est très loin d'être idéal, donc pourquoi pas un livre ?