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Depuis les années 90, la crédibilité de la théorie de l'évolution en tant qu'hypothèse scientifique pour expliquer l'origine et l'évolution du vivant décroît significativement.
L'expérience de Lenski est souvent utilisée pour attester de la capacité des mutations génétiques à générer des modifications bénéfiques sur une espèce.
Dans un premier temps nous allons présenter l’expérience de Lenski, que s’est il passé, quelles sont les implications pour la théorie de l’évolution? Dans un second temps nous commenterons les résultats de l'expérience de Lenski en suivant le fil d’une contre-étude de 2016 issue de l’université de l’Idaho aux États-Unis.
La conclusion sera très sèche.
Les phénomènes aléatoires n’ont pas la capacité de former des structures génétiques complexes et organisées. Il n’y a pas eu d’évolution du vivant, les mutations ne sont d’aucun secours à la théorie synthétique de l’évolution.
La bactérie E. Coli est une bactérie incapable d’assimiler du citrate. Depuis 1988, différentes colonies de E. Coli ont été soigneusement isolées, et des échantillons prélevés toutes les 500 générations pour suivre les changements dans le génome. Après 31 500 générations, une colonie est devenue capable d’assimiler du citrate. C’est la fameuse expérience d’évolution long terme de Lenski.
Depuis sa parution, cette étude est quasiment systématiquement citée par les évolutionnistes pour défendre leur théorie. On a enfin la preuve:
Comprenons bien que pendant des dizaines d’années les évolutionnistes n’avaient pas de support expérimental direct. Ils assumaient et affirmaient que les mutations génétiques étaient le moteur de l’évolution, même en sachant que la majorité des mutations sont nocives. On n’avait pas le moyen de le vérifier, c’était de l’ordre du pari ou de la spéculation.
Depuis l’expérience de Lenski ça n’est apparemment plus le cas les mutations peuvent bel et bien être bénéfiques et donc permettre sur des temps longs l’évolution inter-espèce, l’apparition de nouveaux gènes, l’apparition de nouvelles structures génétiques complexes.
Chaque espèce, a sur le plan génétique un système d’organisation qui lui est propre, par exemple le Rat-viscache roux d'Argentine est un mammifère à 102 chromosomes, le Wallaby bicolore a 10 ou 11 chromosomes selon qu’il est mâle ou femelle, l’homme est un mammifère avec 46 chromosomes, 23 paires.
Si on zoom un peu, les chromosomes sont des chaînes de nucléotides, il y a environ 2x3,2 milliards de nucléotides répliquées dans chacune des cellules de notre corps.
L’ADN est un code de programmation, pour faire simple, les nucléotides sont interprétés en groupe, on appelle ce groupe un gène, il y a environ 25 000 gènes dans l’ADN humains par exemple.
Reprenons notre formule donc, chaque espèce a sur le plan génétique un plan d’organisation qui lui est propre avec des gènes spécifiques, situés à tel ou tel endroit sur tel ou tel chromosome, activé ou inactivé selon telle ou telle condition, le chef d’orchestre est le code ADN lui-même, le langage de programmation du vivant.
Le caractère particulier de chaque espèce a été très précisément illustré et démontré par la découverte des gènes orphelins depuis les années 2000. Ces découvertes ont pris tout le monde de cours. Suite au séquençage des ADN animaux, on s’est rendu compte que toutes les espèces analysées possédaient entre 5% et 20% de gènes sans aucune similarité chez les autres espèces. Même des animaux voisins dans l’arbre de l’évolution.
C’est un point important sur lequel il faut insister, que cela soit entre le chimpanzé et l’homme, entre les reptiles et l’ornithorynque, entre l’hippopotame et la baleine, ou même d’une espèce bactérie à l’autre. Il y a un plan d’organisation génétique unique.
L’expérience de Lenski: une espèce bactérie E. Coli ne peut pas consommer du citrate, on attend assez longtemps, après un nombre suffisant de génération, une des colonies développe cette capacité suite à une mutation.
La contre expérience dont il sera question a été publiée en 2016 par Dustin J. Van Hofwegen, Carolyn J. Hovde, et Scott A. Minnich de l’université d’Idaho aux Etats-Unis.
Sont également impliqués le Washington State University genomics core laboratory et le Icahn School of Medicine at Mount Sinai (NY) genomics core sequencing facilities pour le séquençage de l’ADN.
Qu’ont fait ces scientifiques? Très simplement, ils ont reproduit l’expérience de Lenski en un temps très réduit, quelque dizaines de générations au lieu de 31 500 génération, et surtout ils ont donné des précisions sur les modifications génétiques qui ont eu lieu, en nuançant très fortement la qualité d’espèce «évoluée» pour le phénotype Cit+.
Le phénotype Cit+ c’est le mutant de la bactérie E. coli capable d’assimiler du citrate.
Nous allons suivre le fil de cette étude et faire éventuellement des commentaires.
QUOTESMALL«It is well known that wild-type E. coli cannot use citrate as a carbon source, aerobically, because it lacks a citrate transporter, but can use citrate under anaerobic conditions via expression of the CitT citrate/succinate antiporter» (2)
QUOTE«On sait que la bactérie E. coli dans son état naturel et en milieu aérobique, ne peut pas assimiler du citrate comme source de carbone car elle n’a pas de transporteur, elle peut cependant assimiler du citrate en milieu anaérobique (sans oxygène) grâce à l’expression du gène citT» (2)
Premier point important, on savait déjà que E. Coli sous certaines conditions pouvait assimiler du citrate en fonction de la présence d’oxygène, et de l’expression du gène citT, ça n’est donc pas une capacité radicalement nouvelle et inédite.
On peut faire la comparaison avec des sportifs qui utilisent des produits dopants. Le corps naturellement a des mécanismes de limitation qui empêchent les muscles d’atteindre un certain niveau d’activité, les produits dopants bloquent ces mécanismes. C’est un peu pareil pour E. Coli, on sait très bien que cette bactérie peut assimiler du citrate même si elle ne le fait pas dans son état normal.
QUOTESMALL«The rationale for these experiments was that of providing a limiting usable carbon source to support approximately six generations of growth and thereby increasing the likelihood of mutations among replicating cells» (2)
QUOTE«Nous avons limité l’approvisionnement en carbone pour les six premières générations, la probabilité que des mutations surviennent était dans ces conditions supérieure.» (2)
QUOTESMALL«The most important finding of this work was that E. coli underwent rapid adaptation to aerobic citrate metabolism that was readily and repeatedly achieved using direct or modified direct selections. The genetic trajectory of this adaptation and the classes of mutations identified followed the same patterns of genetic events characterized in LTEE and centered on citT and dctA expression» (2)
QUOTE«La découverte la plus importante de nos travaux est la suivante: la bactérie E. Coli peut rapidement développer la capacité d’assimiler du citrate en milieu aérobique (oxigéné), nous avons obtenu ce résultat à plusieurs reprises par sélection ou sélection directe. La trajectoire génétique pour cette adaptation, et les mutations que nous avons identifiées sont les mêmes que pour l’expérience d’évolution long-terme [de Lenski] à savoir des modifications de l’expression des gènes citT et dctA.» (2)
QUOTESMALL«Finally, because this adaptation did not generate any new genetic information and required expanded expression of only two existing transporters (citT and dctA), generation of E. coli Cit+ phenotypes in our estimation does not warrant consideration as a speciation event. In fact, mutations in these two loci are sufficient for the LTEE Cit+ phenotype (10).» (2)
QUOTE«Finalement cette adaptation n’a généré aucune information génétique nouvelle, et n’avait besoin que d’une expression étendue de deux transporteurs (citT et dctA). La génération du phénotype E. coli Cit+ ne peut pas être qualifiée de spéciation. Des mutations à ces deux loci sont suffisante pour obtenir le même phénotype que celui de l’expérience d’évolution long terme [de Lenski].» (2)
QUOTESMALL«All but one E. coli Cit+ strain were recovered within two to five weekly transfers, representing 12 to 30 generation» (2)
QUOTE«Dans la plupart des cas, il a fallu entre 2 et 5 transferts hebdomadaires pour obtenir des phénotypes Cit+, cela représente entre 12 à 20 générations.» (2)
Les mutations génétiques se produisent systématiquement à chaque générations pour toutes les espèces, pour l’homme il y en a entre 40 et 100 qui apparaissent de-novo à chaque génération par exemple. Ici, il suffit si les conditions sont réunies, de 12 à 20 générations pour obtenir le phénotype Cit+, pas de 33 000 comme l’expérience de Lenski le suggère.
Dans ce cas il faut que les mutations affectent deux gènes précis, les gènes citT et dctA. Cela veut-il dire que l’évolution peut aller 20 fois plus vite que ce que l’expérience de Lenski suggère?
Pas du tout, car il ne s’agit pas d’évolution. Mais d’un variant sans aucun matériel génétique nouveau, sans aucun nouveau gène, sans aucune nouvelle fonction.
QUOTESMALL«generation of E. coli Cit+ phenotypes in our estimation does not warrant consideration as a speciation event.» (2)
QUOTE«La génération du phénotype E. coli Cit+ ne peut pas être qualifiée de spéciation.» (2)
QUOTESMALL«In summary, E. coli can rapidly mutate to a Cit+ phenotype in a relatively short time if subjected to direct selection. This indicates that the 33,000 generations to potentiate the evolutionary resources for the Cit+ phenotype do not reflect a direct requirement but merely experimental conditions. As such, Cit+ mutants exemplify the adaptation capability of microorganisms but, as of yet, the LTEE has not substantiated evolution in the broader sense by generation of new genetic information, i.e., a gene with a new function.» (2)
QUOTE«En résumé, la bactérie E. coli sujette à la sélection peut rapidement muter et acquérir le phénotype Cit+. Cela indique que pour obtenir le phénotype Cit+, les 33 000 générations de l’expérience de Lenski ne sont pas nécessaires, mais sont uniquement la conséquence des conditions de l’expérience. Les mutants Cit+ illustrent les capacités d’adaptation des micro-organismes, cependant l’expérience d’évolution long terme [de Lenski] n’a jusqu’ici fourni aucun exemple d’évolution dans un sens plus large, à savoir la génération d’information génétique nouvelle, par exemple un gène avec une nouvelle fonction.» (2)
L’erreur est de ne considérer que les conditions normales d’expression des gènes, et d’amalgamer un mutant à une nouvelle espèce. Les micro-organismes ont une capacité d’adaptation et une plasticité, c’est ce que montre cette expérience et l’expérience de Lenski. Cela illustre simplement le fait suivant: l’expression des gènes parfois, selon les conditions, peut être plus efficace dans un état mutant par rapport à un état non-mutant.
Pour comprendre ce phénomène de mutations très souvent nocives, parfois bénéfiques, mais aucunement des éléments d’innovation structurelle, il faut lire l’ouvrage Darwin Devolves du biologiste généticien Michael Behe.
QUOTE«L’abondance de gènes orphelins … figure parmi les plus grandes surprises survenues suite au séquençage d’un grand nombre de génomes de bactérie et de génomes eucaryotes.» (3)
QUOTE«L’origine de ces séquences uniques est un mystère immense.» (4)
Il faut à nouveau d’insister sur le point suivant. Les espèces bactéries et animales ne sont pas juste des variants légers sur le plan génétique. Chaque espèce a des gènes qui lui sont propres et est organisée uniquement. Les formes distinctes dans la nature sont des conséquences de ces structures uniques; par exemple l’homme, le chimpanzé l’hippocampe, la girafe etc. Cela ne veut pas dire qu’une espèce ne peut pas être proche d’une autre sur un plan génétique, et qu’on ne peut pas les regrouper, par exemple il est logique de trouver une proximité génétique chez les mammifères, cependant chaque mammifère a au plan génétique une organisation unique.
Nous pouvons reprendre cette image, les carrés représentent des gènes.
L’expérience de Lenski a montré qu’une espèce mutante pouvait survivre dans des conditions où l’espèce non-mutante ne survivait pas. A-t-elle montré que le hasard et des mutations aléatoires pouvait être vecteur de matériel génétique nouveau? De structures complexes organisées comme le code génétique de chaque espèce?
Non. L’expérience de Lenski n’est d’aucun support pour l’évolution inter-espèce.
Ce que l'expérience de Lenski indique:
Ce que l'expérience de Lenski n'indique pas:
Ces trois dernières propositions sont fausses, par faux il faut entendre qu’aucune expérience ou qu’aucun phénomène observable n’indique que cela est possible. Donc si on adopte une posture froidement scientifique, on peut affirmer sans retenue que ces trois propositions sont fausses.
Finalement cela équivaut à dire que le hasard ne peut pas créer de systèmes ordonnés et qu’il faut une intelligence, un ingénieur, un bâtisseur, un créateur pour créer un système qui a une organisation complexe et des sous-systèmes composites.
Rien d’étonnant, avez-vous déjà vu une usine se créer toute seule? Ou même par l’assemblage de grains de sables regroupés par le vent? Pensez-vous que c’est possible ou alors qu’il suffit d’attendre assez longtemps et que cela finira par arriver?
Les phénomènes aléatoires n’ont pas la capacité de former des structures génétiques complexes et organisées. Il n’y a pas eu d’évolution du vivant, les mutations ne sont d’aucun secours à la théorie synthétique de l’évolution.
A nouveau:
Les phénomènes aléatoires n’ont pas la capacité de former des structures génétiques complexes et organisées. Il n’y a pas eu d’évolution du vivant, les mutations ne sont d’aucun secours à la théorie synthétique de l’évolution.
L’expérience de Lenski n’a pas changé cette donne, il est même probable que cette vérité ne change jamais simplement parce que c’est de la logique et du bon sens.
Les découvertes récentes pointent en réalité dans la direction opposée, à savoir le caractère isolé et unique des genres, aussi bien bactéries que animaux.
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La rédaction
(1) Zachary D. Blount, Christina Z. Borland, and Richard E. Lenski, Historical contingency and the evolution of a key innovation in an experimental population of Escherichia coli https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2430337/
(2) Dustin J. Van Hofwegen, Carolyn J. Hovde, and Scott A. Minnich, Rapid Evolution of Citrate Utilization by Escherichia coli by Direct Selection Requires citT and dctA https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2430337/
(3) G. A. Wilson, N. Bertrand, Y. Patel, J. B. Hughes, E. J. Feil and D. Field, Orphans as taxonomically restricted and ecologically important genes, microbiologyresearch.org
(4) Russel Doolittle, Microbial genomes multiply, Nature no. 416 (2002) p. 698 nature.com