Si vous répondez spontanément que c’est à force de tendre leur cou pour attraper les feuilles, c’est que vous n’avez pas bien compris le mécanisme des adaptations. En effet, si une telle explication était valable, elle supposerait que les habitudes acquises au cours de notre existence pourraient se transmettre à notre descendance. Pourtant – tout le monde en conviendra –, il est faux de penser que plus je lirai, plus mes enfants seront des lecteurs passionnés ! Mais alors, le long cou des girafes n’est-il qu’une bizarrerie de l’évolution ? Oui et non. Oui, car c’est par hasard que sont apparues des girafes ayant un cou un peu plus long que leurs congénères. Non, car il s’agit bel et bien d’une adaptation, c’est-à-dire qu’un long cou s’est révélé utile dans l’environnement des girafes.

Darwin ignorait l’existence des gènes. Les mécanismes de l’hérédité avaient été mis en évidence par son contemporain, le moine morave Gregor Mendel, mais il faudra attendre le début du XX^ème siècle pour qu’ils soient redécouverts. Par ailleurs, les idées darwiniennes ont reçu un accueil parfois hostile chez les biologistes. La théorie synthétique (ou néodarwinisme) désigne l’unification de ces différentes disciplines biologiques sous l’égide d’un “ paradigme ” commun, l’évolution. Elle a d’abord été le fait des généticiens des populations comme R.A. Fisher, T. Dobzhansky et S. Wright, puis des naturalistes et systématiciens comme E. Mayr ou G.G. Simpson.

Elle ne le sait pas ! C'est une des raisons pour lesquelles toutes les espèces connaissent l'extinction, pas seulement pour des causes catastrophiques comme la chute de météorites géantes sur la Terre. Jusque dans les années 1960, les chercheurs faisaient l'hypothèse d'une “ sélection de groupe ” : certains individus sacrifieraient leur existence en vue du “ bien de l'espèce ”. Mais il n'existe rien de tel dans la nature : chaque individu agit en vue de sa survie ou éventuellement de celle de ses proches apparentés. La sélection opère directement sur les caractéristiques de ces individus, non sur celles des groupes. Bien sûr, la modification graduelle des individus et de leur comportement peut avoir des conséquences sur le groupe. Enfin, ce qui est “ bon ” pour une espèce dans un environnement donné ne l'est pas forcément dans un autre : l'adaptation est une interaction complexe entre les gènes, les individus et les milieux. Il en résulte que le processus d'évolution est ouvert et imprévisible sur une longue durée. Ce qui était bon pour une espèce humaine voici deux millions d'années, par exemple, ne l'est pas forcément aujourd'hui.

Au XIX^ème siècle, les disciples du  théologien William Paley opposaient déjà à Darwin un semblable argument. Chaque rouage d’une montre, remarquait Paley, est parfaitement conçu pour que l’objet donne l’heure. Mais aucune de ces rouages n’a été fabriqué et assemblé au hasard : il existe donc un horloger du vivant (Dieu selon Paley, une volonté directrice selon les vitalistes, etc.). Comme le remarquait Jacques Monod dans Le hasard et la nécessité, l’homme éprouve un grand inconfort psychologique à admettre le caractère aléatoire de son émergence dans le vivant et tend à rechercher des “ preuves ” d’un plan préétabli. Pourtant, l’évolution procède bel et bien de variations survenant sans but établi à l’avance, par “ essai et erreur ” : les innovations ratées, de loin les plus nombreuses, sont abandonnées ; mais quelques innovations réussies se maintiennent. Ainsi, entre les premières bactéries et l’apparition de l’homme, il s’est écoulé environ 3,5 milliards d’années. Un organe aussi complexe que l’œil humain n’est pas apparu d’un seul coup : il s’est graduellement développé à partir des premières cellules photosensibles, c’est-à-dire déjà capables de légères variations chimiques en fonction du degré de luminosité ambiante. Quand on dit que “ l’œil est fait pour voir ”, on pense souvent que “ l’œil existe dans le but, dans la finalité de voir ”. On prête ainsi une intention à la matière, ce qui est inévitable car la psychologie humaine est de nature intentionnelle. Mais du point de vue scientifique, l’énoncé correcte serait plutôt : “ l’œil a pour fonction de voir ”. Il se trouve que la vision a été adaptative dans l’histoire du vivant, non parce que l’évolution l’avait planifiée, mais parce que les individus ayant une meilleure perception de leur environnement sont légèrement avantagés par rapport aux autres. Le cumul des avantages sélectionnés sur une très longue durée aboutit à l’œil humain (aussi bien qu’aux yeux, de fonction identique mais de structure différentes, des autres espèces).

Au contraire, nous avons pu observer l'évolution à l'œuvre... à notre grand regret ! Les bactéries, par exemple, se montrent de plus en plus résistantes à nos antibiotiques. Il en va de même pour les arthropodes, dont certains résistent de mieux en mieux aux insecticides. Dans ces deux cas bien documentés, il s'agit d'un processus évolutionnaire parfaitement prédit par la théorie. Certains individus mutants possèdent des gènes ou des protéines de résistance : ils survivent donc mieux que les autres car ils sont adaptés à l'environnement artificiel imposé par l'homme (antibiotiques, insecticides). Il en résulte une modification graduelle de l'espèce, avec prolifération des plus aptes et disparition des autres.

Non. Parler de "progrès" est un jugement de valeur. Mais en vertu de sa neutralité axiologique, la science produit et ordonne des énoncés de fait. On constate un certain nombre de constantes dans l'histoire du vivant. Par exemple, depuis les premières bactéries jusqu'aux mammifères, les organismes tendent à devenir de plus en plus complexes dans leur architecture cellulaire et dans leur capacité de traitement de l’information. De même, certaines fonctions adaptatives comme le vol ont été “ réinventées ” à différentes époques et chez différents ordres au cours de l'évolution. Mais il ne s'agit pas pour autant d'un progrès stable et continu. Voici 70 millions d'années, les dinosaures étaient certainement des animaux très adaptés à leur environnement : il a suffi d'une modification brutale de celui-ci pour que l'avantage revienne plutôt à des petits mammifères, dont nous sommes issus.

Cette question avait déjà été posée par Darwin, qui faisait l'hypothèse (fausse) d'une sélection de groupe. La solution a été apportée dans les années 1960 par William D. Hamilton. Ce chercheur a montré que le comportement altruiste doit s'interpréter au niveau des gènes, et non pas à celui de l'individu. En se sacrifiant, un individu voit disparaître tous ses gènes. Mais si son sacrifice permet de sauver (par exemple) cinq individus qui partagent la moitié de ses gènes, l'altruisme aura été génétiquement profitable : aux 100 % de gènes “ perdus ” correspondent 250 % ( 5 x 50 %) de gènes “ gagnés ”. Hamilton a appelé "valeur adaptative élargie" (inclusive fitness) cette nouvelle manière d'envisager l'action de la sélection adaptative. Elle a été formalisée mathématiquement et confirmée par l'étude des insectes sociaux

Le gène est un des principaux niveaux d’interprétation de l’évolution, mais il n’est certainement pas le seul. Par définition, la sélection opère sur des propriétés héritables : un avantage adaptatif ne peut être mesuré que par sa capacité à se transmettre. Par ailleurs, il faut que l’héritabilité soit établie sur une durée assez longue pour que surviennent des changements significatifs de fréquence. Les gènes représentent la plus petite unité fonctionnelle correspondant à ce double impératif d’héritabilité et de stabilité. Mais les gènes n’existent pas seuls : ils coopèrent entre eux pour former un individu monocellulaire ou pluricellulaire, dont l’existence dépend aussi des ressources d’énergie disponibles dans son environnement. Le pression sélective s’exerce en premier sur cet individu, qui est en quelque sorte un système vivant complet et autonome. La réplication des gènes dépend des interactions de cet individu avec son milieu (notamment pour la nutrition et reproduction). Dans la mesure où toutes ces interactions ne sont pas strictement déterminées par des gènes, il existe nécessairement d’autres niveaux de sélection à l’œuvre dans l’évolution.

La notion de “ survie du plus apte ” (survival of the fittest) prête à confusion. Elle a été empruntée par Darwin à Herbert Spencer, sur les conseils d’Alfred Wallace. En réalité, ce que prédit la théorie darwinienne est l’existence de légères variations entre les individus (différences physiologiques ou comportementales) dont certaines se révéleront avantageuses dans diverses circonstances : reproduction sexuelle, compétition interspécifique et intraspécifique, coopération au sein du groupe, maîtrise des ressources de l’environnement, résistance aux parasites, etc. Dès lors que ces variations sont positivement et régulièrement corrélées à une fécondité et à une mortalité différentielles, on peut parler de sélection d’un trait adaptatif, c’est-à-dire favorable à l’individu par rapport aux autres individus de son espèce. L’adaptation n’est pas “ ce qui survit ” (ce serait en effet une tautologie), mais l’augmentation de fréquence des traits de prédisposition à la survie.

La critique de Popper est une version sophistiquée de l’argument de la tautologie. Stephen J. Gould en a proposé une version littéraire : l’évolution darwinienne comme récit “ panglossien ”, affirmant naïvement que “ tout va pour le mieux dans le meilleur des mondes ” puisque tout est adapté à tout. L’équivoque provient d’une mauvaise définition de la valeur adaptative (fitness) comme une propriété formelle à interprétation déterministe alors qu’il s’agit d’une propriété fonctionnelle à interprétation probabiliste. A un moment donné de l’évolution, les individus d’une population ne sont pas tous également adaptés à leur environnement : c’est justement de ce différentiel que naît la sélection. En fait, la théorie de l’évolution permet bel et bien de formuler des hypothèses testables et falsifiables concernant l’existence, la persistance ou la disparition d’un trait plutôt qu’un autre dans l’histoire d’une espèce. Enfin, tous les traits biologiques d’une population ne s’expliquent pas par l’adaptation : il existe d’autres mécanismes à l’œuvre, comme la dérive génétique ou les mutations “ neutres ” par exemple.

Popper a fixé trois critères de scientificité : être susceptible de falsification par des données empiriques ; être testable par l’observation et l’expérimentation ; faire des prédictions. La théorie de l’évolution remplit ces trois critères.

Il y a plusieurs explications à cela. Tout d’abord, certaines maladies proviennent de mutations aléatoires dans des régions instables du génome humain. D’autres pathologies sont des expressions excessives de fonctions “ normales ” : l’anxiété, par exemple, aide à maintenir la vigilance et l’attention, mais elle peut aussi nourrir un trouble anxieux généralisé en raison d’un environnement défavorable ou  d’un génotype particulier (voir entretien avec R. Nesse et G. Williams). Ensuite, un même gène peut avoir plusieurs effets selon qu’il est hérité d’un parent (hétérozygote) ou de deux parents (homozygote). On appelle cela la pléiotropie. Par exemple, un gène muté qui provoque une maladie grave (l’anémie à cellule falciforme) lorsqu’il est homozygote est encore présent dans les populations d’Afrique, d’Europe méridionale et d’Asie du Sud-Est. La raison en est simple : ce gène, lorsqu’il est présent en un seul exemplaire (hétérozygote), protège ses “ porteurs sains ” contre la malaria, maladie parasitaire endémique dans ces régions du globe. Un gène de maladie peut donc être sélectionné s’il protège contre une autre maladie. Enfin, l’espérance de vie moyenne des humains n’a pas dépassé vingt ou trente ans au cours des deux derniers millions d’années. L’évolution adaptative s’est donc exercée sur la période qui précède et qui suit de peu l’âge fertile. Or, la plupart de nos maladies (comme les cancers ou les affections cardio-vasculaires) se déclarent à l’âge mûr. Les gènes de prédisposition à ces pathologies ne diminuaient pas (et amélioraient même peut-être) la valeur adaptative de nos ancêtres : voilà pourquoi nous les subissons aujourd’hui, alors que notre espérance de vie a très rapidement augmenté depuis deux siècles.