Hérédité : c'est dans nos gènes !

L’origine des êtres vivants et leur évolution est un mystère qui a passionné l’Homme depuis des milliers d’années. Aujourd’hui, grâce à la science, nous comprenons un peu mieux la mécanique complexe du vivant. Nous sommes même capables de cloner un mammifère, ou de modifier les gènes d’un embryon humain. Ces avancées soulèvent une nouvelle question d’éthique, mais si nous avons pu en arriver là, c’est grâce aux grandes avancées menées par certains savants au cours de l’Histoire.

Premières interrogations et théorie du fixisme

De quoi sommes-nous fait ? D’où venons-nous ? Pourquoi ressemble-t-on parfois à nos parents, mais parfois pas ? Dès l’Antiquité, de nombreux philosophes ont tenté de répondre à ces questions. Pour la plupart d’entre eux, tout n’est dû qu’au hasard, mais certains sont en désaccord. C’est le cas de Lucrèce, pour qui tout vient d’une combinaison de briques minuscules, invisibles, et si petites qu’on ne peut les couper. Elles sont donc insécables, soit « atomos » en grec.

Les religions qui émergent durant les siècles suivants vont apporter d’autres visions des origines du monde. La Torah et la Bible, par exemple, affirment que le monde fut créé par Dieu en six jours, il y a environ 6 000 ans, et que tous les êtres vivants actuels sont exactement comme il les a conçus à l’époque. C’est la théorie du fixisme, qui va s’imposer pendant des centaines d’année, et qui ne sera remise en doute qu’à partir du début du XIX^e siècle, lorsque commenceront les études sur les fossiles de dinosaures. Car si Dieu est bon, pourquoi aurait-il laissé disparaître certaines créations ?

Lamarck et l’hypothèse du transformisme

Pour le Chevalier de Lamarck, naturaliste et botaniste français, pionnier de la biologie, les origines de la Terre sont bien plus anciennes que les 6 000 ans avancés par la Bible. Il pense que Dieu a simplement donné l’impulsion de départ, et que depuis, la nature s’est transformée d’elle-même. D’après lui, l’ancêtre de la girafe, par exemple, avait un cou bien plus petit. Mais après un changement inexpliqué de leur milieu de vie, les girafes se sont retrouvées face à des arbres plus hauts. Pour continuer de s’alimenter, elles auraient alors commencé à tendre le cou jusqu’à l’étirer de quelques millimètres. Ces girafes auraient ensuite transmis cette transformation à leurs petits, qui auraient continué à étirer leur cou. Et ainsi de suite, jusqu’aux girafes que nous connaissons aujourd’hui. C’est l’hypothèse du transformisme : les organismes se transformeraient pour s’adapter à leur milieu, et ces modifications seraient transmises à leur descendance.

La théorie de l’évolution de Charles Darwin

C’est alors qu’entre en scène celui qui va changer notre compréhension du vivant : Charles Darwin. A 22 ans, ce naturaliste britannique embarque pour un tour du monde, au cours duquel il va collecter une incroyable quantité d’observations sur la faune, la flore, les roches, les fossiles, et même les phénomènes naturels. Ses recherches vont l’amener à élaborer une hypothèse, qu’il mettra 20 ans à formuler, et qu’il détaille dans De l’origine des espèces, publié en 1859. Il partage l’avis de Lamarck sur la modification des espèces dans le temps, mais se démarque sur le comment. Tandis que le Français considère que c’est la nécessité qui entraîne les transformations, Darwin, lui, l’attribue au hasard de la génétique.

Il affirme qu’au fil des générations, de très légères variations peuvent survenir. Celles-ci peuvent être anodines, mais aussi devenir un atout, ou bien un handicap, en fonction du milieu. Par exemple, si un oiseau nait avec un bec plus court et plus trapu dans une région où des graines dures poussent sur les arbres, il pourra plus facilement s’alimenter que les autres oiseaux, et donc, aura plus de chances de survivre et de se reproduire. Ses petits pourront hériter de sa transformation, et ainsi de suite. Mais s’il nait dans un environnement où les graines sont plus petites et fragiles, il pourrait être handicapé par son bec trop gros, et aurait donc plus de chances de disparaître sans léguer sa variation.

Gènes et hérédité

A la même période, Gregor Mendel, un botaniste et moine catholique, va lui aussi faire avancer la science, en posant les bases de la génétique. Il veut comprendre les principes de l’hérédité, et va pour cela étudier près de 28 000 plants de pois sur plusieurs années, pour tirer des conclusions générales et des résultats plus précis, avec le minimum d’erreur et d’influence du hasard. Il observe ainsi deux variantes de pois, une qui donne des fleurs blanches, et l’autre, des fleurs violettes, qu’il va croiser en contrôlant leur reproduction. Tous les enfants qu’il obtient ainsi ont des fleurs violettes. Ils ont tous hérité de la même variation, tandis que l’autre semble avoir disparu. Cependant, lorsqu’il reproduit l’opération avec les enfants de première génération, il a pu voir que, parmi les enfants de seconde génération, environ un sur quatre avait des feuilles blanches. Comme si cette variante n’avait jamais quitté la lignée, et était restée cachée.

Après des observations détaillées, il développe une théorie. Selon lui, pour chaque être vivant, tous les caractères (couleur des yeux, forme des oreilles, ...) seraient définis par deux sources d’information, une provenant du père, l’autre, de la mère. Ces informations sont ce que l’on appelle aujourd’hui les gènes. Pour chaque binôme associé à un caractère, il y a des gènes appelés « dominants », qui prennent le dessus sur les gènes dits « récessifs ». Pour les plants de pois, le gène violet et dominant, et le blanc est récessif. Mais avec le hasard de la reproduction, certains enfants de deuxième génération ont reçu deux gènes blancs, faisant réapparaitre des fleurs blanches. Chez l’Homme, deux parents aux yeux marron peuvent ainsi avoir un enfant aux yeux bleus, si chacun d’eux a, dans son patrimoine génétique, un gène « yeux bleus » hérité de leurs parents.

La découverte de l’ADN

En 1869, Friedrich Miescher, un biologiste suisse, observe au microscope du pus sur des pansements quand il découvre une étrange substance dans le noyau cellulaire. Il s’agit de l’acide désoxyribonucléique, plus connu sous le nom d’ADN, qui ressemble à deux filaments torsadés sur eux-mêmes. Ces filaments sont en fait des successions de gènes, qu’on appelle chromosomes. L’ADN, présent dans chaque cellule de tous les organismes vivants, comporte l’ensemble du code génétique d’un individu. Mais celui-ci ne sera décrypté qu’en 1960. Il comporte quatre types de blocs, identiques pour tous les êtres vivants sur Terre. Un brin d’ADN est une succession de ces blocs, qui détaillent toutes nos informations génétiques (couleur des yeux, taille des pieds…). Chaque cellule peut lire les sections d’ADN dont elle a besoin. Mais l’ADN peut être altéré, et les cellules n’ont alors pas la bonne information. Ces erreurs sont généralement sans incidence, mais peuvent entraîner une mutation génétique déterminante.

Au cours du XX^e siècle, les scientifiques tentent de retranscrire le plus fidèlement possible l’ensemble du code génétique d’un individu. C’est ce qu’on appelle son génome. Ils doivent pour cela parvenir à identifier les séquences correspondant aux différents gènes. Le premier génome entièrement séquencé fut celui d’un virus. En 2003, après treize ans d’études, les 22 000 gènes du génome humain sont totalement identifiés. Ces travaux de recherches ont permis de voir que nous partageons apparemment près de 96% de notre patrimoine génétique avec les chimpanzés. Nous avons effectivement de nombreux points communs avec eux, mais nous en avons aussi avec d’autres espèces bien plus éloignées, comme les dinosaures. Alors, qu’en est-il vraiment ? Nous faisons en fait partie d’un tout : le vivant, qui lie toutes les espèces. Nous descendons tous des premières divisions cellulaires.

L’ARN et les diverses lectures de l’ADN

Mais les gènes ne décident pas de tout. En effet, un autre acteur, découvert au milieu du XX^e siècle, entre également en compte. C’est l’ARN, un messager de l’ADN qui transcrit, transmet, et décode l’information. Toutefois, son interprétation des gènes peut être influencée par notre environnement, comme la qualité de l’air qu’on respire, le stress, ou les émotions. Ainsi, c’est ce qui explique qu’une larve d’abeille au patrimoine génétique défini puisse aussi bien devenir une ouvrière ou une reine en fonction de son alimentation. On parle de mécanismes épigénétiques, ce qui signifie « au-dessus de la génétique ». Des marques que l’on pourrait potentiellement léguer à notre descendance, qui en plus de nos gènes, hériteraient ainsi de l’influence de notre environnement, de notre stress, ou encore notre amour.