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Sélection de parentèle : est-ce vraiment la fin de la controverse ?

Théorie de Hamilton et modélisation biologique
samedi 20 février 2021par La fourmi

Pourquoi les fourmis ouvrières acceptent-ils d’élever les oeufs de leurs reines alors qu’elles-mêmes sont incapables de pondre et donc de passer directement leurs gènes ? C’est ce que la théorie de la sélection de parentèle, publiée dans les années 1960 expliquait. Mais depuis, de nombreux scientifiques prétendent avoir trouvé d’autres explications. Aujourd’hui un article suggère que toutes ces théories sont en fait exactement les mêmes.

Chose de moins en moins courantes aujourd’hui, une joute scientifique qui se déroule depuis quelques années entre d’éminents scientifiques semble s’éterniser. Depuis 1963, les scientifiques se demandent comme l’altruisme, le fait de se sacrifier soi-même ou sa descendance pour le bénéfice d’un autre individu, a pu évoluer chez les autres animaux comme les fourmis. Ce débat, qui peut apparaître comme un point de détail pour la science, fait pourtant rage chez les scientifiques qui étudient la génétique et l’évolution des espèces et n’hésitent pas à s’en prendre férocement les uns aux autres...

Quand la théorie de l’évolution, doublement publiée en 1858 par Darwin et Wallace, commença à être lentement acceptée par les scientifiques, tous les regards se sont tournés vers les insectes sociaux. Si passer ses gènes à la génération suivante permet d’être sélectionné par l’évolution, comment expliquer que certains animaux acceptent de ne pas se reproduire eux-mêmes pour simplement élever leurs sœurs et frères ?

Cet apparent paradoxe n’en est en réalité pas un. En 1963, soit près de 100 ans après la publication de la théorie de l’évolution, le biologiste William Hamilton proposa une explication très simple [1] [2] [3]. Pour une fourmi, il peut être plus avantageux d’élever ses frères et sœurs qui partagent les mêmes parents et donc avec qui elle a beaucoup de gènes en commun, que d’élever seule ses propres descendants.

Cette théorie, appelée "sélection de parentèle" ou théorie d’Hamilton et que je détaille plus largement dans cert article, a été dans un premier temps largement acceptée, et même plébiscitée. Puis, de nombreuses publications scientifiques proposant des explications alternatives sont apparues, au moins plus d’une quarantaine, y compris en provenance d’éminents scientifiques comme E. O. Wilson en 2005 [4] [5]. Toutes les nouvelles études suggèrent avoir trouvé d’autres explications parallèles, ou même remplaçant complètement la théorie d’Hamilton.

Selon les auteurs d’une publication parue récemment [6] dans un journal scientifique américain très renommé (Proceedings of the National Academy of Sciences ou PNAS), toutes les théories alternatives proposées depuis le début sont en réalité exactement les mêmes, et redécrivent simplement très maladroitement la théorie de parentèle de Hamilton.

Ils expliquent qu’en raison du nom de "sélection de parentèle", de nombreux scientifiques ont eu la fausse impression que la théorie d’Hamilton ne fonctionne que lorsque les individus sont très proches, comme les membres d’une même famille. Ils ont donc tenté de réécrire la théorie pour qu’elle fonctionne à l’échelle des populations. En réalité, la théorie d’Hamilton fonctionne dès lors que les individus qui interagissent partage des gènes en commun, qu’ils soient de la même famille ou non, ce qui inclue déjà l’altruisme au niveau de la population.
Et cela arrive souvent dans les populations animales (même chez les humains), lorsque les individus ne se mélangent pas trop entre populations, les individus d’une même population deviennent généralement plus apparentés entre eux qu’avec les individus des autres populations parce que peu de nouveaux gènes entrent dans la population. C’est d’ailleurs un aspect qu’Hamilton avait longuement développé lorsqu’il établissait sa théorie : aider un individu, même sans lien de parenté direct, reste avantageux au sein de nombreuses populations parce que les individus d’une même population ont souvent beaucoup de gènes en commun.

D’après les auteurs de l’article, toutes ces nouvelles théories ne sont donc pas nouvelles et n’auraient que très peu d’intérêt pour la science. Ils s’en prennent même particulièrement à un mathématicien, Martin Nowak, qu’ils considèrent avoir été "particulièrement vocal dans ses tentatives pour différencier [sa théorie] de celle de la sélection de parentèle malgré le fait que ses revendications aient été régulièrement et formellement rejetées" [7].

Quelles seraient alors les raisons pour lesquelles tous ces scientifiques ont redécrit la théorie d’Hamilton ? Les auteurs de la nouvelle étude parue dans PNAS sont très critiques, ils disent que cela pourrait venir du fait que nombre de ces scientifiques ont une très mauvaise connaissance de la biologie parce qu’ils sont des physiciens, économistes et mathématiciens qui sont sortis un peu trop de leur domaine. Ces scientifiques, d’après les auteurs de l’étude parue dans PNAS, ont simplement appliqué le contenu de leurs livres d’école en se concentrant un peu trop sur l’aspect mathématique de systèmes complètement théoriques et en oubliant la réalité du monde.

D’autres scientifiques, toujours d’après les auteurs de l’étude parue dans PNAS, auraient tout simplement été trop paresseux pour se rendre compte qu’ils étaient en train de réécrire la théorie d’Hamilton. Ils n’auraient pas lu les études précédentes, et les auteurs de l’étude de PNAS vont même plus loin en suggérant que parfois, les scientifiques ont ignoré sciemment la littérature, pour s’assurer que si un résultat similaire existait déjà, ils pourraient juste l’ignorer et prétendre que leurs résultats étaient nouveaux.

Les auteurs concluent même que cela serait particulièrement vrai pour "certains scientifiques non biologistes qui ont eu un énorme succès en publiant des études qui ont complètement survendus leurs résultats comme étant nouveaux"... parleraient-ils d’un certain Martin Nowak ?

Pour en savoir plus sur la sélection de parentèle, vous pouvez lire cet article. Si vous êtes anglophone, vous pouvez lire la publication de Kay et de ses collègues, parue dans PNAS, ici. Cet article est agrégé au Café des Sciences, une association journalistique et scientifique qui partage de nombreux articles comme celui-ci.


Références et définitions

[1Hamilton, W. D. (1963). The evolution of altruistic behavior. The American Naturalist, 97(896), 354-356.

[2Hamilton, W. D. (1964). The genetical evolution of social behavior. I. J. Theor. Biol. 7, 1–16.

[3Hamilton, W. D. (1964). The genetical evolution of social behavior. II. J. Theor. Biol. 7, 17–52.

[4Wilson, E. O. (2005). Kin selection as the key to altruism : its rise and fall. Social research, 159-166.

[5Wilson, E. O., & Hölldobler, B. (2005). Eusociality : origin and consequences. Proceedings of the National Academy of Sciences, 102(38), 13367-13371.

[6Kay, T., Keller, L., & Lehmann, L. (2020). The evolution of altruism and the serial rediscovery of the role of relatedness. Proceedings of the National Academy of Sciences, 117(46), 28894-28898.

[7Traduit de l’anglais "Martin Nowak, who has been uniquely vocal in attempting to differentiate it from kin selection [e.g., “it is clear that kin selection is different from group selection and different from spatial selection” (ref. 35, p. 26)] despite his claims being repeatedly and formally dismissed (22–27)." p28896.

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