Selon le modèle classique de la théorie de l'évolution, la diversité génétique à partir de laquelle opère la sélection naturelle est le résultat de mutations dues au hasard. Dans les faits, les choses ne sont pas si simples, du moins aux yeux des philosophes qui réfléchissent sur les notions de hasard et de déterminisme en biologie.
Pour Francesca Merlin, postdoctorante au Département de philosophie et boursière du Fonds de recherche sur la nature et les technologies du Québec, le caractère adaptatif de la sélection naturelle n'est pas le seul moteur de l'évolution, laquelle repose sur plusieurs facteurs complexes. «Entre autres la dérive génétique, qui peut produire des résultats avantageux, neutres ou désavantageux, joue aussi un rôle dans l'évolution, dit-elle. Sur le plan moléculaire, les biais physicochimiques dans le processus de mutation et le bruit dans l'expression génétique entrent également en ligne de compte.»
Même les lois de la physique quantique sont à prendre en considération puisqu'elles pourraient avoir un effet sur les assemblages moléculaires et ultimement sur l'expression des gènes.
À chacun de ces niveaux, il importe donc de bien définir les concepts de hasard, probabilité, déterminisme et indéterminisme. «Nous attribuons parfois au hasard un phénomène dont nous ne connaissons pas la cause. En biologie, la notion darwinienne de hasard fait référence au fait qu'une mutation n'est pas une réponse adaptative à un changement environnemental; autrement dit, une mutation favorable n'est pas plus probable que d'autres mutations défavorables ou neutres.»
Épigénétique et lamarckisme
Le débat entre hasard et déterminisme, qui a marqué les travaux théoriques en biologie évolutionnaire jusqu'aux années 50, a ressurgi récemment à la suite de découvertes comme l'effet de l'alimentation sur la méthylation de l'ADN. Ce type de processus épigénétique a remis à la mode les idées de Lamarck sur la transmission de caractères acquis.
«Les phénomènes épigénétiques sont compatibles avec le modèle darwinien et sont loin des thèses de Lamarck, selon lesquelles les changements dans les habitudes de vie dus à l'environnement sont génétiquement transmissibles, explique Francesca Merlin. L'épigénétique ne remet pas en cause la théorie de la sélection naturelle.»
L'épigénétique et l'incidence de l'environnement dans les mutations sont tout de même des nouveautés par rapport au modèle classique et qui peuvent limiter la part du hasard dans l'évolution en influant sur sa direction.
Par ailleurs, la dérive génétique liée à la fréquence de certains gènes au sein d'une population et dont les conséquences demeurent imprévisibles semble elle aussi être indéterministe. Mais il se peut que cette perception soit fondée sur notre ignorance des détails d'un ensemble de phénomènes naturels, souligne la philosophe dans un article de la revue Pour la science (novembre 2009) qu'elle signe avec son collègue Christophe Malaterre.
Des différences imperceptibles dans la génétique de clones ou dans leur environnement pourraient en outre être la source de différences observables que nous attribuons au hasard.
Mesurer la part de chaque facteur
À cela, il faut ajouter le fait que toutes les mutations ne sont pas équiprobables. «Des biais existent dans le processus de mutation à la fois pour des raisons physicochimiques et en tant que résultats de l'histoire évolutive et adaptative des espèces. Cependant, il y a une telle part de contingence dans l'ensemble de ces processus que, si l'on recommençait l'histoire de l'évolution à zéro, le résultat pourrait être fort différent», pense la chercheuse.
Quant aux phénomènes quantiques, ils sont réputés être de l'indéterminisme pur. Mais est-ce bien le cas? «C'est l'objet d'un débat chez les physiciens, affirme Francesca Merlin. Mais une mutation génétique qui serait due à un effet quantique sur la liaison moléculaire serait jusqu'ici le meilleur exemple d'indéterminisme dans un facteur associé à l'évolution.»
Tout compte fait, la philosophe estime qu'il est impossible de trancher entre déterminisme pur et hasard pur en biologie. «Certains aspects peuvent être indéterministes ou aléatoires, mais cela n'implique pas que l'ensemble de l'évolution est indéterminée», signale-t-elle. La question la plus pertinente n'est alors pas de choisir entre ces deux possibilités, mais de chercher à établir quelle est la part de hasard et de déterminisme dans chaque processus biologique et de comprendre de quel type de hasard il s'agit.
Cela ne peut reposer que sur un travail épistémologique rigoureux sur chacun des termes utilisés, travail qu'elle poursuit dans son postdoctorat sous la direction de Frédéric Bouchard.
Daniel Baril
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