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Autour de la question de l’hérédité de l’acquis et de l’épigénétique

A propos d’un récent article du magazine scientifique La Recherche sur les coraux

On sait qu’en coupant la queue de souris sur plusieurs générations, jamais aucune ne naît sans queue. C’est ce qui avait fait dire à l’évolutionniste August Weismann à la fin du dix-neuvième siècle que les modifications acquises au cours de la vie ne pouvaient être héréditaires, contrairement à ce que proposait un siècle plus tôt le célèbre Jean Batiste de Lamarck pour expliquer l’évolution adaptative des espèces en milieu changeant.

Nous étions alors, avec Weismann et le rejet définitif de « l’hérédité des caractères acquis », à l’aube d’un paradigme toujours opérationnel, même s’il est aujourd’hui en crise : le néodarwinisme. Il s’agissait d’expliquer que les modifications individuelles d’une population à partir desquelles la sélection naturelle peut opérer sont des « mutations » aléatoires et non des variations « dirigées » acquises sous l’influence préalable du milieu. Cette théorie était assortie d’un corollaire qui permettait de dresser entre Lamarck et Darwin une muraille désormais infranchissable : Toute variation acquise au niveau des cellules fonctionnelles de l’organisme (cellules épidermiques, globules blancs, etc.), c'est-à-dire le « soma », ne peut en aucun cas se transmettre aux cellules sexuelles de cet organisme, c'est-à-dire le « germen », pour devenir héréditaire. 

Ce dogme de la séparation soma-germen, point de départ de l’interprétation idéaliste du darwinisme puisqu’il propose une théorie de l’hérédité fondée sur un « plasma germinatif » indépendant et isolé du reste de la matière, n’a pas été affirmé aussi péremptoirement par Weismann ; on l’oublie trop souvent.

« Je n’ai pas besoin de dire que le rejet de l’hérédité des mutilations ne tranche pas la question de l’hérédité des caractères acquis. Bien que pour moi-même je me confirme toujours plus dans cette idée que cette transmission n’a pas lieu, et que nous devons chercher à expliquer, sans recourir à cette hypothèse, les phénomènes que nous présente la transformation des espèces, je suis cependant très éloigné de regarder ce problème comme définitivement résolu par le fait de la possibilité de rejeter dans le domaine de la fable l’hérédité des mutilations. » disait-il dans « La prétendue transmission héréditaire des mutilations » (1892).

Le triomphe de la génétique dans le seconde moitié du vingtième siècle allait pourtant graver dans le marbre cet interprétation de nature pourtant idéaliste (l’idée ou information détermine la forme, la matière) en la complétant au niveau moléculaire : L’ADN, support de l’hérédité, ne pouvait « par définition » rien enregistrer d’autre que ses propres erreurs de réplication (mutations ponctuelles), en aucun cas des schémas adaptatifs issus de la confrontation de l’organisme avec son milieu. C’est ce qu’on a appelé le « dogme central de la génétique moléculaire », et comme tout dogme, celui-ci allait subir ses premières relativisations avec la révolution épigénétique, pourtant issue de son propre corpus théorique.

Prenons deux exemples récents susceptibles de bien comprendre en quoi l’épigénétique valide très précisément la « théorie de l’hérédité des caractères acquis par l’habitude » (c'est-à-dire à condition que le milieu perturbé appliqué à la génération parentale continue à être appliquée à la descendance[1]).

Le premier exemple, parmi bien d’autres, est présenté dans un article récent du prestigieux magasine La Recherche, intitulé « Y aura-t-il encore des coraux dans la mer ? » (Mars 2017, Denis Allemand, Sylvie Tambutté, Didier Zoccola). Les auteurs indiquent que les coraux, lorsqu’ils sont soumis à un milieu perturbé qui change plus vite que la vitesse habituelle des mutations génétiques irréversibles[2] et en partie parce qu’ils sont, comme les végétaux et contrairement à la plupart des animaux, incapables d’émigrer rapidement, sont susceptibles de répondre au niveau de leur caractéristiques exprimées de façon très variables (pour un même génome paradoxalement) pour s’y acclimater… de façon héréditaire. « Une étude parue en 2016 a montré […] que des coraux exposés à un environnement thermique variable montrait une plus grande capacité à faire varier l’expression de leurs gènes : leur plasticité phénotypique, c'est-à-dire leur capacité à exprimer différents phénotypes selon les conditions environnementales, était augmentée, facilitant l’adaptation. Ces modifications dans l’expression des gènes pourraient être le fait de modifications épigénétiques, transmissibles à la descendance.[…] Le corail Pocillopara damicornis incubée dans une eau de mer légèrement acidifiée présente une plasticité phénotypique et […] une modification chimique de son ADN transmissible à la descendance. Cette méthylation de l’ADN induite par les modifications environnementales pourrait constituer une voie d’acclimatation rapide et transmissible des coraux aux stress environnementaux qu’ils subissent. Au contraire de l’acclimatation, l’adaptation génétique est une réponse lente, irréversible, mais durable […]. Ce mécanisme d’adaptation, qui se fait au travers d’une sélection naturelle et de la reproduction est cependant plus lent que la vitesse d’évolution des changements climatiques actuels. » On admet donc que des caractères acquis sont héréditaires, tout en étant réversibles[3].

 

L’autre exemple est doublement intéressant puisqu’il touche aux mammifères et plus particulièrement à l’homme, mais aussi parce qu’il montre le degré de malhonnêteté ou d’ignorance, au sujet de l’histoire des sciences, de certains généticiens « classiques » actuels, incapable de reconnaître l’évidence d’un réel effondrement du dogme central de leur paradigme.

Ainsi le courrier des lecteurs du même magazine scientifique La Recherche (Avril 2017, n°522) publie une question peut être un peu provocatrice, intitulée « Lyssenko précurseur ? » : « L’article sur les thèses de Lyssenko (La Recherche n°519, p.87) parle d’aberrations au sujet de la transmission des caractères acquis. Pourtant, n’est-ce pas une découverte de l’épigénétique. J’ai en mémoire les problèmes comportementaux de souris dont la grand-mère ou l’arrière grand-mère avait subi une malnutrition. »

Déborah Bourc’his, biologiste moléculaire, est chargée de lui répondre, sèchement : « Les travaux de Lyssenko n’ont montré aucune transmission de caractères acquis [n’est-ce pas justement ce qu’on lui reproche pourtant depuis toujours ??]. Cela n’avait donc rien à voir avec l’épigénétique [donc l’épigénétique est bien la démonstration d’une hérédité des caractères acquis ?]. » Elle ajoute plus loin pour répondre à l’exemple des souris diabétiques du lecteur : « Des observations montrent que des évènements subis par des individus, comme la famine hollandaise en 1944, sont associés à des maladies ou à des comportement chez les petits enfants. Mais rien ne prouve qu’il s’agit de mécanisme épigénétique. Un individu transmet à sa descendance ses gènes, une information épigénétique, mais aussi une culture ».

C’est méconnaître les découvertes récentes justement au sujet du diabète insulinorésistant chez les souris. Le professeur Johannes Beckers, du Centre d’Helmholtz à Munich, explique dans un documentaire scientifique de la chaîne franco-allemande ARTE [voir vidéo, douzième minute], que les expériences menées sur des souris rendues diabétiques par un régime trop riche sont concluantes dans des modalités qui excluent les présuppositions peu honnêtes et « dogmatiques » de Déborah Bourc’his : En effet, les descendantes qui deviennent, avec le même régime très riche, plus vite obèses que les autres souris témoins, proviennent de fécondation in vitro (par mère porteuse), et n’ont pas connu leurs parents biologiques soumis au stress alimentaire. De plus ce type de fécondation démontre que le diabète n’a pas été transmis par des bactéries intestinales passant éventuellement par le placenta. Toutes les souris étant enfin clonées (strictement le même génome), seules les modifications épigénétiques sont déterminantes dans les variations phénotypiques. Nous sommes là face à un exemple assez déroutant d’hérédité des caractères acquis chez des mammifères : Lyssenko, agronome spécialiste des végétaux, n’était pas allé aussi loin !

 

En réalité comme dans toute révolution scientifique beaucoup de raisonneurs hâtifs ont tendance à croire qu’on nie ici la génétique avec cette épigénétique très opportune, à l’heure où la génétique classique perd toute légitimité dans les laboratoires… Ce sont bien des généticiens qui ont énoncé concrètement les modalités de telles régulations héréditaires, et non les agronomes soviétiques, restés longtemps limités à une forme d’empirisme de ce point de vue ! Ce n’est pas Lyssenko mais plutôt « l’oubli de Lyssenko » qui permet aujourd’hui aux savants de parler d’hérédité des caractères acquis sans être soupçonnés de « travailler pour Moscou » !

C’est bien l’hérédité strictement génétique qui prévaut pour la quasi-totalité des formes vivantes, mais pas de façon « naturelle » par séparation « absolue » entre lignées somatiques capables d’acquérir et lignée germinale transmettant les caractères héréditaires (non acquis), comme on l’a pensé dogmatiquement tout au long du vingtième siècle. Ce sont bien des mécanismes enzymatiques (donc sujets à évolution ou contrariétés) qui « nettoient » spécialement l’ADN des cellules germinales pour empêcher les caractères acquis par les parents d’être transmis. En effet, de tels mécanismes lissant l’ADN de toutes ses marques régulatrices, ont été sélectionnés dans l’histoire de la vie tout simplement parce que ce qui est adaptatif dans un milieu brutalement perturbé ne l’est plus (ou pire peut devenir un handicap) dans un milieu restabilisé ensuite chez les descendants.

Mais ce sont ces mêmes mécanismes supprimant l’acquis dans les cellules germinales qui, dialectiquement, quand le stress environnemental est particulièrement grave, laissent activement voire renforcent les marques les plus utilisées (c'est-à-dire celle qui ont permis un phénotype mieux adapté chez les parents) sur les cellules germinales ! L’hérédité des caractères acquis est donc une modalité collatérale de l’hérédité, permettant à une population de survivre même quand le milieu varie plus vite que les gènes. C’est le cas en particulier des animaux fixés et des végétaux, incapables de fuir le milieu perturbé et contraint de s’y acclimater rapidement par d’autres moyens.

Rien d’étonnant donc à ce que Lyssenko et d’autres agronomes en URSS aient découvert ce type de modalité, totalement impossible dans le cadre de la génétique mendélienne de l’époque… En tant qu’innovation évolutive au cours de l’histoire du vivant, en réponse à des perturbations environnementales contre lesquelles le modèle strictement darwinien ne suffisait plus à produire de survivants, l’hérédité des caractères acquis par l’habitude (ou « hérédité ébranlée » disait-on aussi en URSS à l’époque), est bien « épigénétique » (autour des gènes) mais aussi d’une certaine façon et par complexification progressive des modalités de survie dans l’histoire du vivant, « post-génétique » (sans bien sur nier la toile de fond de l’évolution lente de type strictement génétique).

 

[1] Grande différence entre la théorie lamarckienne et celle des agronomes soviétiques, bien que celles-ci furent systématiquement confondues au nom d’une contre-propagande du « monde libre ».

[2] Contre lesquelles nous signalons qu’un très grand nombre de stratégies métaboliques sont dirigées pour en réduire autant que possible la vitesse justement

[3] Comme l’indiquaient justement les agronomes soviétiques qui prétendaient en avoir trouvé les modalités.

 

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