La vie ? Une course continue

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juillet 2009
Iguane vert du Costa Rica. Ses ancêtres ont évolué aux îles Galapagos, en iguanes terrestres et marins.
© Sylvain Lefebvre

Pour comprendre la vie, on peut la voir... comme une course perpétuelle. C’est l’apport de la biologie évolutive.

Ce sont des descendants de Darwin. À Rennes, Brest ou Roscoff, des chercheurs pratiquent la biologie évolutive. « Nous examinons les processus biologiques, pour comprendre leurs évolutions sur le long terme », explique Joan van Baaren, biologiste au laboratoire Écobio(1), à l’Université de Rennes1, et coorganisatrice d’un colloque(2) sur ce sujet. « Pourquoi cet oiseau chante, au ras du sol ou en haut d’un arbre ? Pourquoi ses notes sont aiguës ou graves ? Pour le savoir, il ne suffit pas d’étudier son comportement ! Il faut prendre en compte un contexte très large, connaître ses prédateurs, la pression qu’ils exercent sur l’espèce... Seul l’aspect évolutif permet d’avoir la vision complète d’un phénomène. »

Comprendre la sélection naturelle

« La biologie évolutive a été théorisée dans les années 30 par Ronald Fisher, rappelle Jean-Sébastien Pierre, directeur du laboratoire Écobio. En dix ans, ce mathématicien anglais et d’autres chercheurs ont bâti la théorie moderne de l’évolution, avec l’essentiel des modèles utilisés aujourd’hui... sans ordinateur et sans biologie moléculaire pour voir les gènes ! ». Ces modèles permettent de comprendre la sélection naturelle chez les plantes, les animaux, les bactéries, les virus...

« Les mutations génétiques sont connues depuis les années20, poursuit Jean-Sébastien Pierre. Dans les années 50, on constate que des bactéries deviennent résistantes aux antibiotiques puis, dans les années 60 et 70, que des insectes résistent aux insecticides ! La biologie évolutive nous a permis de comprendre que l’évolution était beaucoup plus rapide que ce que l’on croyait. »

Lutter contre les ravageurs des cultures

Cette approche est utilisée à Écobio, mais aussi à l’Inra(3). « La biologie évolutive nous sert pour des stratégies concrètes de lutte durable contre les ravageurs, explique Jean-Christophe Simon, directeur du laboratoire BiO3P(4), à l’Inra, au Rheu. Car nous savons, depuis les années80, qu’il est impossible de lutter contre une espèce, sans connaître son potentiel évolutif et ses capacités d’adaptation. » Ces chercheurs combattent les ravageurs (virus, bactéries, vers nématodes, insectes) des cultures (céréales, colza, pois, pommes de terre, choux, carottes).

À quoi bon, en effet, inventer un pesticide, s’il devient inefficace en quelques années ? « C’est le processus darwinien de sélection naturelle, transposé aux bioagresseurs, poursuit le scientifique. Dans une population d’insectes, un mutant apparaît, qui confère une résistance au pesticide. La plante évolue aussi, elle met en place des stratégies de résistance à l’insecte ou au pathogène... L’évolution est une course perpétuelle ! On n’avance pas, mais on est obligé de courir pour rester à sa place. »

Étudier les maladies des mollusques

À Brest, l’approche de Christine Paillard est similaire. Son laboratoire, le Lemar(5) à l’IUEM(6), étudie notamment les interactions entre un mollusque (ormeau, palourde, coquille Saint-Jacques, huître) et une bactérie, son pathogène. Des connaissances vitales, pour prévenir des maladies, qui ont déjà ravagé les élevages et les bancs naturels ! « L’hôte et son pathogène sont dans un processus de coévolution, résume-t-elle. S’il y a une modification de l’environnement, par exemple si la température de l’eau augmente, la virulence des pathogènes peut s’exprimer... et de nouvelles épizooties apparaissent. »

Car c’est la course aux armements entre une bactérie (15générations par jour) et une palourde (deux ans pour se reproduire) ! Les biologistes étudient le génome de la bactérie et l’écophysiologie de l’hôte... « Mais les concepts de la biologie évolutive sont difficiles, et peut-être pas encore assez enseignés à Brest, note la chercheuse. Nos recherches se situent dans une perspective évolutive, mais depuis moins longtemps que celles menées à Rennes ou Roscoff. »

Comprendre les invasions biologiques

À la station biologique de Roscoff, au laboratoire AD2M(7), Frédérique Viard étudie des espèces invasives, comme un mollusque (la crépidule, originaire des États-Unis) et une algue (le wakamé, venu d’Asie). Comment ces espèces s’adaptent et se répartissent dans un environnement nouveau... où elles n’avaient pas évolué ? La biologiste le découvre grâce à la génétique des populations, « l’une des disciplines de la biologie évolutive, qui offre des outils statistiques et moléculaires, ainsi qu’un cadre théorique pour appréhender la complexité des processus d’introduction d’espèces exotiques. »

À l’exemple de ces chercheurs, bien d’autres biologistes en Bretagne ont une approche évolutionniste. Cent cinquante ans après Darwin, sa théorie est partout ! Mais l’aspect “évolution” n’est pas toujours au cœur des préoccupations des écologistes, physiologistes ou autres généticiens. On ne peut pas tout étudier en même temps ! Mais n’allez pas dire cela aux biologistes évolutifs, ils vous citeront le biologiste russo-américain Théodosius Dobzhansky « Rien n’a de sens en biologie, si ce n’est à la lumière de l’évolution. »

Darwin en colloque à Rennes

«Darwin a posé énormément de questions, et la plupart de ses conjectures ont été vérifiées ! C’est admirable. Il mettait bout à bout les indices et était un déducteur extraordinaire. Avec son intense réflexion, c’était un Sherlock Holmes de la vie ! » Jean-Sébastien Pierre (Écobio) est fasciné par le naturaliste anglais.

Dans le cadre de l’année Darwin, des chercheurs du laboratoire Écobio, Joan van Baaren, Malika Ainouche et Jacques van Alphen, ainsi que Christine Paillard (IUEM) ont organisé en juin le colloque “Biologie évolutive”, qui a réuni une cinquantaine de scientifiques, dont des pointures mondiales.

L’Italo-Chilienne Luz Valeria Oppliger, en thèse à la station biologique de Roscoff, y a été récompensée par un jury international de chercheurs pour son poster (résumé de thèse). « J’étudie l’évolution des systèmes de reproduction des grandes laminaires, en comparant deux espèces, sur les côtes bretonne et chilienne. » Une cinquantaine de doctorants participaient au colloque : l’évolution suit son cours.

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Nicolas Guillas

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