Darwinisme et expérimentation

                Depuis la parution, en 1859, de son ouvrage majeur, De l’origine des espèces, Charles Darwin a toujours dit que ses théories, qui allaient révolutionner les façons scientifiques et populaires de voir le monde, seraient invérifiables sur le terrain. Pour mémoire, l’hypothèse de l’évolution darwiniste consiste à dire que les êtres vivants descendent d’ancêtres communs qui ont ensuite suivi le cours de la « sélection naturelle ». Ce concept central du darwinisme explique que les traits physiques qui favorisent la survie d’une espèce voient leur fréquence augmenter au fur et à mesure des générations[1]. Indémontrables empiriquement, ces hypothèses ne seraient que le fruit d’un système déductif ; les traces visibles de l’évolution se situant pour Darwin à une échelle infiniment plus grande que l’échelle humaine, du fait de l’extrême lenteur du processus. Leur validité est avérée seulement parce qu’elles seules permettent encore à l’heure actuelle d’expliquer de manière logique et cohérente la diversité du vivant et les liens de parenté constatés sur les fossiles.
                De nombreuses études ont pourtant rapidement été menées pour confirmer l’hypothèse de Darwin. La plupart se heurtèrent néanmoins aux difficultés anticipées par le scientifique : pour être valide, l’expérience doit réunir une même population qui présente des différences clairement identifiées selon ses individus ; il faut prouver que ces différences sont héréditaires, et que l’on connaisse le mode de transmission ; il faut aussi que l’une des formes différentes soit avantagée « sur le terrain », et que l’on prouve que c’est bien cet avantage qui détermine un changement dans la composition de la population ; il faut enfin que l’étude ait lieu en milieu naturel.

                Ces études furent donc toutes vouées à l’échec jusqu’à l’expérience de Kettlewell dans les années 1950. Cette expérience porta sur une population du phalène du bouleau (Biston betularia) qui présente deux formes : la forme claire (typica) et la forme sombre (carbonaria). L’on observa pour la première fois la forme sombre en 1848 à Manchester puis cette forme se diffusa partout à travers l’Europe pour qu’en 1890 la forme typique ne représente plus que 10% en moyenne des populations vivant à proximité des villes industrielles, tandis qu’elle restait majoritaire en zone rurale.
                Deux hypothèses évolutionnistes furent alors proposées : en 1896, Tutt proposa l’idée selon laquelle les formes mélaniques risquaient moins de se faire manger par les oiseaux en zone polluée, les troncs d’arbre ayant perdu leur lichen et étant couvert de suie et, inversement, les formes classiques étaient plus discrètes en zone rurale ; c’est le schéma que reprendra exactement Kettlewell cinquante ans plus tard. Il sera pourtant recruté par Henry Ford, un scientifique anglais, qui proposa une hypothèse un peu différente, en deux temps : les formes sombres seraient plus résistantes à toutes sortes de stress environnementaux et seraient néanmoins plus susceptible d’être mangées par les oiseaux en zone non polluée, du fait de leur moindre discrétion.

                Kettlewell fut donc engagé par Ford et éleva des milliers de chenilles de la Biston betularia qui donnèrent 3000 papillons. On les transporta dans un bois pollué et procéda en deux temps : d’abord, Kettlewell marqua les adultes avant de les relâcher sur une branche ou un tronc puis de les recapturer le soir avec une lanterne prévue à cet effet ; on décomptait alors le nombre d’individus de chaque variété. Ensuite, on déposa les insectes indifféremment sur des troncs de couleur variable et étudia à la jumelle leur capture par des oiseaux ; on en tira des statistique selon la couleur du papillon et la couleur du support végétal. En 1955, Kettlewell reconduit une expérience analogue dans un bois non pollué, aidé par Niko Tinbergen, photographe et cinéaste qui prouva de manière indiscutable que les oiseaux mangeaient les phalènes quand on les déposait sur des troncs. Les résultats furent donc indiscutables : en milieu pollué, on recapturait deux fois plus de phalène de forme carbonaria que de l’autre et en milieu rural, les formes claires récupérées étaient trois fois plus nombreuses que les formes sombres. Les quelques 200 observations à la jumelles confirmaient que les oiseaux mangeaient bel et bien les papillons foncés sur les troncs clairs et inversement pour les papillons clairs sur les troncs foncés. La conclusion était sans appel : les fréquences différentes des deux formes dans les deux milieux s’expliquent par une capacité différente de camouflage selon le milieu. La preuve était exhaustive, scientifique, photographique, même (une première du genre !) et fit office de référence pendant plus de 40 ans.

                Seulement, à partir de 1998, l’on commença à émettre des doutes quant à la façon dont avait été menée l’expérience. Le problème le plus sérieux concerne la libération des papillons : les insectes étaient libérés en plein jour, alors qu’ils sont incapables de voler, qui plus est sur des troncs ou sur des branches, bien visibles. Or, tous les spécialistes s’accordent à dire que les papillons « naturels » ne se posent absolument jamais d’une telle manière sur les arbres et que les oiseaux ne mangent pas les phalènes car ils ne se posent justement pas en plein jour dans une telle position. Ensuite, l’on observa des formes mélaniques de papillon dans diverses parties du monde, et notamment des zones rurales non polluées ; de plus, l’évolution moderne de la population de ces papillons – la régression de la forme mélanique – sans changement nécessaire du milieu va à l’encontre de la théorie soutenue par Kettlewell. Enfin, on s’étonne beaucoup de ce qui était représenté sur les photographies de Kettlewell : les phalènes sont dans des positions très inhabituelles, ailes ouvertes, à tel point qu’on se demande si les spécimens n’étaient pas déjà morts ou sérieusement blessés.
                L’expérience n’ayant jamais été refaite en entier, le plus bel outil pédagogique des évolutionnistes semble battre de l’aile et devenir « un mythe scientifique ». Cela ne signifie pas que Kettlewell a mené une supercherie, ou bâclé certains aspects de son expérience, au contraire, mais que les critères d’exigences devant une expérience scientifique varient selon les époques, que la façon de proposer une expérience scientifique influe toujours sur sa réception. Ici, l’utilisation inédite des photographies a sans doute beaucoup joué dans l’impact psychologique de l’expérience : les photographies montraient d’évidence, par le fait même, qu’un papillon sombre parfaitement confondu sur un tronc pollué n’était que trop visible sur un tronc plein de lichen ; si nous le voyons, les oiseaux aussi devaient le voir (analogie inconsciente sans doute bien loin de la réalité). Enfin, cela nous rappelle que toute expérience scientifique est redevable des théories qui la sous-tendent, ici le modèle d’hérédité mendélien.

                Rappelons qu’à l’impossible nul n’est tenu. Que la science n’est qu’un éternel recommencement d’expériences, d’hypothèses, de confirmations et de réfutations, de tâtonnements, enfin.  Que la science n’est pas Dieu.

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[1] Voir l’article très complet de Wikipédia : http://fr.wikipedia.org/wiki/S%C3%A9lection_naturelle

addendum 17/09/2011 : précision sur l'identité de Ford

Source : Jean Gayon, "Le papillon de Darwin", in Science et avenir, n°142, avril 2005