Le blog de Paris Montagne !

Certaines espèces de chauve-souris et certaines espèces de mammifères marins (dauphins) sont douées d’écholocalisation. Les organismes de ces espèces ont la capacité d’envoyer des sons à de très hautes fréquences et d’écouter leur écho afin de se localiser dans l’espace, de repérer d’éventuels obstacles, de communiquer avec des congénères, etc. L’écholocalisation est un caractère observable de ces organismes (le terme technique est phénotype). Or d’autres espèces de chauve-souris et de mammifères marins (certaines baleines) n’ont pas cette capacité. Comment cela se fait-il ?

Petit rappel: un phénotype est le résultat de l’interaction entre un génotype et l’environnement dans lequel il se trouve. On peut donc définir tout organisme biologique par trois composantes: son génotype (l’ensemble de l’information génétique contenu dans son génome sous forme d’ADN), son environnement, et le résultat des deux qui est le phénotype (l’ensemble des caractères observables).

Dans le cas de nos dauphins et certaines chauve-souris, leur capacité à s’écholocaliser pourrait n’être due qu’à l’environnement dans lequel ces espèces vivent. Mais cela paraît impossible, sinon tous les mammifères marins devraient avoir cette capacité. Il doit donc y avoir des bases génétiques particulières permettant à ces espèces de s’écholocaliser.

Mais ces bases génétiques, d’où viennent-elles ? Vraisemblablement l’ancêtre commun de ces espèces possédait déjà ces bases génétiques. Mais que dire des nombreuses autres espèces qui ont le même ancêtre commun que les dauphins et les chauve-souris douées d’écholocalisation, mais qui n’ont pas pour autant la capacité de s’écholocaliser ? Cela suppose que les bases génétiques de l’écholocalisation ont été transmises au cours de l’évolution uniquement aux dauphins et à certaines chauve-souris, et qu’elles ont été perdues par les autres espèces. On peut imaginer que c’est ce qui est arrivé. Il y a pourtant une autre possibilité, plus parcimonieuse: la convergence évolutive.

Pour cela, il faut d’abord identifier les bases génétiques de l’écholocalisation. C’est ce qu’on fait des chercheurs en montrant que le gène nommé Prestin s’exprime dans les cellules du système auditif des mammifères et qu’il confère une sensibilité accrue aux hautes fréquences acoustiques (Zheng et collègues, Nature, 2000).

Ensuite, des travaux de génomique comparative nous apprennent que l’ancêtre des mammifères possédait déjà une version du gène Prestin (voir ici). Ainsi, chez l’ancêtre des mammifères, ce gène a été répliqué à chaque génération, passant ainsi de parents à enfants. Or des mutations surviennent de temps en temps, ce qui a comme résultat que plusieurs versions (allèles) du même gène coexistent à un moment donné dans la population. Et en plus de cela, de nouvelles espèces sont apparues au cours de l’évolution, chacune ayant des versions plus ou moins différentes du gène Prestin !

Et l’hypothèse de convergence évolutive là dedans ? En modélisant l’évolution moléculaire des différentes versions du gène Prestin (c’est-à-dire la séquence d’ADN du gène chez les dauphins, chez les chauve-souris douées d’écholocalisation, chez celles dépourvues d’écholocalisation, chez les baleines dépourvues d’écholocalisation, etc), on obtient la généalogie du gène (arbre phylogénétique) qui correspond à l’arbre des espèces ayant en commun l’ancêtre des mammifères. Dans cet arbre, « logiquement », les dauphins sont plus proches des baleines dépourvues d’écholocalisation que des chauve-souris douées d’écholocalisation.

Mais c’est là que ça devient intéressant… Si maintenant, au lieu de construire la généalogie du gène, on construit la généalogie de la protéine (c’est-à-dire de la séquence d’acide aminés pour chaque version du gène des différentes espèces), on obtient une autre généalogie où, cette fois, dauphins et chauve-souris douées d’écholocalisation sont « ensemble », à côté dans l’arbre ! Voir ci-dessous la figure empruntée de l’article de Liu et collègues (Current Biology, 2010) montrant les dauphins (en bleu) au milieu des chauve-souris (en noir) et donc éloignées des baleines dépourvues d’écholocation (en bas en vert).

En clair, cela signifie que la version de la protéine codée par le gène Prestin chez les dauphins est plus proche de la version de la protéine chez les chauve-souris douées d’écholocalisation que de la version de la protéine chez les baleines dépourvues d’écholocalisation. Mais comment est-ce possible ??

Ceci est possible grâce à la redondance du code génétique définissant les liens entre triplets de nucléotides au niveau de l’ADN (codon) et acides aminés. Au cours de l’évolution, des mutations se sont accumulées dans l’ADN du gène Prestin. Lorsqu’une mutation survient dans un gène (plus précisément dans sa partie codante, les exons), elle modifie le codon en question, ce qui peut avoir pour conséquence de changer l’acide aminé associé.

Si l’acide aminé n’est pas modifié, on suppose généralement qu’il n’y a pas de conséquence sur le phénotype (la mutation est dite « synonyme »). Par contre, si l’acide aminé est modifié, la protéine a de grandes chances de fonctionner différemment. Si elle fonctionne mieux, l’organisme aura peut-être un avantage sélectif: il se reproduira en moyenne plus que les autres organismes. Ainsi, via l’action de la sélection naturelle, une mutation positive peut être de plus en plus présente dans la population au cours des générations.

Dans le cas des dauphins et des chauve-souris douées d’écholocalisation, les chercheurs cités ci-dessus ont montré que, par la sélection naturelle, les différences entre leurs séquences d’ADN du gène Prestin correspondent à des changements vers les mêmes acides aminés. D’où le fait que l’on parle de convergence évolutive. A l’inverse, les différences entre les séquences d’ADN des dauphins et des baleines dépourvues d’écholocalisation correspondent à des changements d’acides aminés différents.

Comme quoi, on arrive à dire des choses en évolution !

Pauvre, gros, accro à la cigarette ? C’est la faute de votre langue maternelle ! C’est en tout cas l’hypothèse avancée par Keith Chen, économiste de l’Université de Yale, dans un article très controversé. En effet, cette nouvelle théorie économique reliant la grammaire à la disposition à se soucier du futur déchaîne les passions chez les linguistes.

Les outils grammaticaux offerts par la langue que nous parlons affectent-ils la manière dont nous pensons et agissons ? Cette idée est sujette à une controverse intense entre linguistes, psychologues, philosophes et historiens depuis les années 20. Une nouvelle discipline entre aujourd’hui dans l’arène : l’économie.

Keith Chen, professeur en économie et management à l’Université de Yale, USA, a en effet publié en janvier, par le biais de la Cowles Foundation, une étude sur le sujet qui provoque un tollé. Selon ses recherches comparant 79 pays, ceux qui parlent une langue donnant beaucoup d’indications temporelles se soucieraient moins du futur. Ils mettraient ainsi moins d’argent de côté et adopteraient plus facilement des comportements nocifs, tels que fumer et être obèses (sic). Selon l’économiste, interrogé par le Yale Daily News, les langues telles que l’anglais (et le français) utilisent « un futur fort », obligatoire et clairement différencié. Ce qui « crée une plus grande opposition entre ‘vous’ et le ‘futur vous’ ». Au contraire, les langues qui utilisent un futur faible et facultatif – comme le Chinois Mandarin par exemple – font moins la distinction entre le présent et le futur. M. Chen en déduit que « ces différences forcent le locuteur à considérer, inconsciemment, sa relation avec le futur de manière différente ». Reliant les problématiques économiques et linguistiques, il explique qu’en théorie économique, l’incertitude à propos du futur incite les gens à lui accorder plus de valeur. Et d’affirmer qu’une langue peu spécifique à propos du temps qui passe encouragera le locuteur à épargner pour le futur.

Par exemple le chinois mandarin ne conjugue pas les verbes. Pour un événement se situant le lendemain, on dira « je joue à la Wii demain» alors que le français emploiera (selon les règles officielles) : « je jouerai à la Wii demain ». La Chine présente une des meilleures proportion d’épargne par habitant du monde, et ce, en dépit de la pauvreté.

Le Pr. Chen constate ainsi que les locuteurs d’une langue à « futur faible » ont 30% de chances de plus que les autres d’avoir épargné de l’argent quelle que soit l’année. Au moment de la retraite, ils auront accumulé 170 000 € de plus. En ce qui concerne la santé, les locuteurs du « futur faible » ont 24% de chances en moins d’avoir été de gros fumeurs, 29% plus de chances d’avoir pratiqué une activité physique régulière et 13% moins de chances d’être médicalement obèses.

Mais l’idée n’est pas du goût de tous. Ainsi, Robin Lakoff, professeure en linguistique à l’Université de Californie, Berkeley (USA) s’insurge, toujours dans le Yale Daily News: « la notion selon laquelle l’existence de temps spécifiés lexicalement dans une langue (comme les langues Indo-Européennes) rend plus difficile la tâche d’un locuteur d’identifier son ‘moi présent’ avec un ‘moi du futur’ semble vraiment tirée par les cheveux ». Elle ajoute qu’on pourrait aussi bien argumenter tout l’inverse.

Mme Lakoff admet cependant que les formes grammaticales disponibles pour un locuteur rendent plus facile l’expression ou la compréhension de certaines idées. Mais continue à qualifier la théorie de M. Chen de « n’importe quoi ». Avant de s’emporter finalement sur le manque de légitimité de l’économiste, qui n’a pas reçu de formation de linguiste, à se prononcer sur la question: « c’est comme si je prenais position en économie sous prétexte qu’il y a des mots écrits sur notre monnaie ».

C’est pourtant souvent des non-spécialistes qui, en apportant un regard nouveau sur la discipline, y font des découvertes majeures. Francis Crick et James Watson, nobellisés en 1962 pour la découverte de la structure de l’ADN, avaient tous les deux une formation en physique. Charles Darwin a abandonné ses études de médecine pour s’embarquer 5 ans à bord du bateau The Beagle – voyage qui l’amènera à décrire la théorie de l’évolution. Antonie Van Leeuwenhoek, qui inventa le premier microscope et s’en servit pour réaliser des centaines de dessins d’observation de micro-organismes était … un marchand de tissus!

Cela dit, et quelque soit notre opinion sur cette théorie, il est cependant certain que la langue ne pourrait être qu’une partie du puzzle. On ne peut notamment pas négliger les facteurs culturels qui influent sur le comportement des populations. L’article a pour vertu principale de donner matière à réflexion et discussion. Par exemple, si le langage possède tant de pouvoir sur nos comportements, ne devrions-nous pas prendre garde à son évolution? Que penser alors d’institutions telle que l’Académie Française, qui déterminent ses formes et ses usages officiels ?

Pamela Duboc

Street Science in motion, du 10 au 12 mai 2012 dans les rues d’Alicante!! Une invitation à la découverte scientifique de manière accessible, populaire, créative, jeune, intéressante, drôle, urbaine…

Le programme sera bientôt en ligne, je ne manquerai pas de le communiquer.

http://www.streetalicantescience.com