Le problème du temps d'attente

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Contrairement à ce que l'on pense généralement, il n'est pas difficile d'invalider le scénario évolutionniste, à savoir une séparation de la lignée chimpanzé-homme il y a 6 millions d'années, ce modèle est difficile à concilier avec les données de la science moderne.

Dans cet article, il sera question du problème du temps d'attente, aussi appelé dilemme de Haldane ou waiting time en anglais. Nous nous appuierons entre autre sur deux études, une publiée en 2008 par deux chercheurs de l'université de Cornell dans l'état de New-York (1). L'autre publiée en 2015 par quatre scientifiques de différents instituts ou universités américaines. (2)

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L'énoncé du problème

De manière réaliste, combien de temps faut-il attendre pour qu'une mutation se fixe ou se généralise sur une population humaine ou hominidé ?

Autrement posé, combien de générations faudra-t-il attendre pour qu'une mutation qui confère un avantage de reproduction à un individu soit généralisée à la population finale ?

On peut partir de 10 000 individus, le chiffre de 10 000 n'est pas pris au hasard, à plusieurs endroits on peut lire que l'évolution pour la branche humaine a eu lieu dans un groupe restreint de quelques dizaines de milliers d'individus en Afrique sur 6 millions d'années environ, ce qui expliquerait l'étrange absence de fossiles transitionnels en grande quantité. Il faut donc premièrement attendre de nombreuses générations pour qu'une mutation qui donne un avantage de reproduction apparaisse. Pour la première simulation (2), l’équipe de chercheurs a chiffré l’avantage de reproduction à +10%, elle a aussi considéré que les autres mutations sont neutres alors qu'on sait qu'un grande proportion de mutations sont légèrement ou très nocives.

À la génération n, au moment où cette mutation est premièrement apparue, nous n'avons pas de population évoluée, seul un individu a un avantage, les autres sont au même stade.

Il faut attendre que la mutation soit transmise aux générations suivante. Dans la mesure où l’espèce est diploïde, un individu ne transmet à chaque enfant que 50% de son ADN, seulement un enfant sur deux en moyenne va recevoir cette mutation à la génération n+1. C'est pareil pour la génération n+2, à nouveau il n'y aura qu'une chance sur deux pour qu'un enfant bénéficie de cette mutation. Cette image peut vous aider à comprendre.

Il y a une probabilité assez importante pour que cette mutation disparaisse donc après 3 ou 4 générations. Dans ce cas là il va falloir attendre à nouveau que cette mutation avantageuse apparaisse sur un individu, il y aura plusieurs occurrences avant celle qui conduira à la fixation. On comprend bien qu'il faut un temps très important pour que cette mutation se généralise à la population.

Plusieurs variables peuvent être réglées pour que la fixation survienne plus tôt ou au contraire soit plus dure à obtenir:

• Durée d'une génération (20 ans)
• Taux de mutations par génome par génération (100)
• Quantité d'individus dans la population au départ (10 000)
• Avantage de fertilité que confère la mutation (+10%)
• Proportion entre les mutations neutres et les mutations bénéfiques.
• Pourcentage de présence de l'allèle dans la population pour qu'on considère qu'il y a eu fixation (99%)

Les résultats de la simulation pour une mutation unitaire

On peut rappeler que l'ADN humain et celui du chimpanzé sont composés de 3,2 milliards de paires de bases, on suppose sans trop de risques que l'ADN d'un ancêtre commun hypothétique faisait à peu près la même taille. Si l’évolution est vraie, entre ces 10 000 créatures simiesques qui vivaient il y a 6 millions d'années, et les 10 000 hominidés d’une période récente, il y a eu 37,5 millions de fixations. On obtient ce chiffre en divisant par deux la différence génétique entre l'ADN humain et chimpanzé (4% = 75 millions).

Le but de cette simulation est simple, on souhaite savoir si le passage d'une population uniforme de 10 000 singes à 10 000 hominidés en un temps raisonnable est réaliste, si oui, on souhaite aussi savoir combien de temps il faudra attendre. Dans cette première simulation, on décide qu'une seule mutation est capable de provoquer un avantage de fertilité de 10%.

QUOTE«Pour cette substitution unique, le temps d’attente pour la première instance était de 189 000 ans, le temps d’attente pour la fixation était de 1,52 millions d’années, avec une phase d’amplification de 16 500 ans.»(2)

1,52 millions d'années pour la fixation d'une mutation unique sur une population de 10 000 individus. Il est intéressant de voir que la mutation est survenue 27 fois, avant d'être finalement transmise et fixée sur la population.

Il peut y avoir des milliers d’endroits dans l’ADN humain où un avantage de reproduction peut-être obtenu suite à une mutation unitaire. On voit cependant que la généralisation de cette évolution va toujours être très longue. Il ne s'agit pas ici de dire "combien y avait-il de chances pour que Bob gagne au loto ?" sachant qu'il y a forcément un ticket gagnant, il s'agit d'éstimer le temps qu'il faut la généralisation d'une mutation avantageuse sur une population.

Pour comprendre facilement le problème du temps d'attente, on peut imaginer l’espèce Homo sapiens aujourd’hui, 7 milliards d’individus éparpillés sur la terre. Si une mutation bénéfique survient au japon et confère un avantage de reproduction à un individu, il faudra évidemment attendre des millions d’années pour que génération après génération, et sélection naturelle après sélection naturelle cet avantage soit transmis, et l’espèce Homo sapiens ait hérité de ce trait. Il faut que l'avantage obtenu sur le plan de la sélection naturelle fasse en sorte qu'au bout d'un certain temps, toute l'humanité soit descendante de cet individu, ou alors que cette même mutation survienne ailleurs, et que ces deux branches se rejoignent.

Le problème du temps d’attente est exactement cela, il ne s'agit pas d'une impossibilité, mais d'un "temps d'attente" très long pour la fixation des mutations.

La fixation de deux mutations codépendantes

Imaginez maintenant qu'il faille une combinaison de deux mutations pour obtenir une évolution et un avantage de fertilité, une à la position 31233 sur le chromosome 2, l'autre à la position 43 546 545 sur le chromosome 4. Il peut tout à fait y avoir des circuits parallèles, à savoir 20 ou 100 paires de mutations codépendantes et chacune procure un avantage de fertilité, cela ne change pas le temps moyen qu'il faudra attendre pour leur fixation.

QUOTE«La fixation d’une mutation unitaire est difficile à obtenir, notre simulation montre que la fixation de deux mutations co-dépendantes l’est davantage, il faut environ 84 millions d’années pour la fixation de deux mutations co-dépendantes» (2)

QUOTE«Nous avons examiné le temps d’attente nécessaire à la fixation d’une paire de mutations, la première désactive un facteur de transcription, la seconde en créé un nouveau. […] pour des hominidés, avec une population réduite, il faut au moins cent millions d’années pour obtenir un changement de ce type.» (1)

Pour des bactéries ou des insectes, on peut obtenir ces fixations beaucoup plus rapidement, c’est parce que le nombre d’individus est largement plus élevé, et le temps de génération est plus réduit. L’exemple le plus célèbre est la résistance du parasite Plasmodium falciparum à la chloroquine.

Conclusion

Même en augmentant la proportion de mutations bénéfiques par rapport aux mutations nocives, ou alors en augmentant la taille de la population humaine qui aurait évolué en Afrique pendant ces 6 millions d’années qui nous séparent de nos ancêtres singes. Même en considérant au départ des milliers de branches d’évolution possibles, on rencontrera toujours un problème, qui est plus grand que mille monts Everest posés les uns sur les autres.

Il y a 3 milliards de caractères dans l'ADN de l’espèce ancêtre commun homme-chimpanzé. Il faut faire évoluer cet ADN mutation par mutation sur une population de 10 000, 20 000 ou 30 000 individus, puis obtenir une autre espèce à peu près homogène. Entre la nouvelle espèce et l’espèce ancêtre commun il y a 37 millions de différences dans l’ADN. Soit cela prend un temps infini, soit cela nécessite des scénarios qui sont tous plus surréalistes les uns que les autres.

L’un de ces scénarios c’est celui des milliers de goulots d'étranglements, et de couples uniques survivants à des catastrophes très récurrentes. L’autre scénario est celui du miracle, beaucoup d’évolutionnistes reconnaissent avoir besoin d’un ou de plusieurs miracles pour que l'évolution se soit déroulée. On peut rappeler que les premières êtres vivants multi-cellulaires, au corps mou seraient apparus il y a 700 000 millions d'années, la fenêtre de temps est très réduite.

Le scénario des 6 millions d'années pour la séparation des lignées homme et chimpanzé est complètement délirant, c'est un modèle faux. Cela est valable pour la relation entre les hommes et les singes, mais aussi pour les principaux genres et familles animales qui seraient apparus ces dernières 200 millions d'années. Le scénario est d'autant plus improbable que le temps de génération long comme 10 ans, 20 ans ou 30 ans pour la baleine bleue par exemple.

La distance génétique gigantesque qui existe entre les différentes familles animales rend le scénario évolutionniste, la macro-évolution fantastique. Des familles animales distinctes impliquent des dizaines de millions de fixations pour chaque groupe, il faudrait des milliards de milliards d'années pour les obtenir. La théorie de l'évolution souffre une nouvelle fois d'un modèle très difficile à soutenir mathématiquement, le problème du temps d'attente a été formulé autour de 1960, il a été très renforcé par les données et découvertes de la génétique moderne.

Nous pourrons ici faire une ouverture, et rappeler que la mystique évolutionniste est souvent alimentée par des raisonnements invalides. Par exemple le fait que l'homme et le chimpanzé partagent 96% de leur ADN n'est pas une preuve directe d'appartenance au même arbre généalogique, il peut aussi s'agir de système créés qui ont entre eux des similarités, exactement comme les systèmes créés par les humains (penser à un four électrique et à un grille-pain par exemple).

Nous pensons que beaucoup de scientifiques ont peut-être trop vite éloigné la deuxième hypothèse, et pour cette raison précise se retrouvent coincés et dans l'incompréhension face à un problème comme celui du temps d'attente.

La rédaction

(1) Rick Durrett, and Deena Schmidt, Waiting for Two Mutations: With Applications to Regulatory Sequence Evolution and the Limits of Darwinian Evolution (2008) ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2581952/

(2) John Sanford, Wesley Brewer, Franzine Smith, and John Baumgardner, The waiting time problem in a model hominin population (2015) ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4573302/