Le dilemme de Darwin est l'une des principales objections que le célèbre naturaliste anglais a soulevées contre sa propre théorie de l'évolution. L'explosion de la vie au Cambrien était un véritable casse-tête pour ce penseur et, d'ailleurs, il n'a toujours pas de réponse irréfutable à ce jour.
Savez-vous en quoi consiste ce dilemme ? Quelles implications cela a-t-il pour la biologie évolutive passée et moderne ? Nous vous donnons ici des réponses à ces questions et bien d'autres.
La théorie de l'évolution mise à l'épreuve
En 1859, le naturaliste britannique Charles Darwin a publié "L'origine des espèces", où il a détaillé sa théorie de l'évolution. Dans cette théorie, Darwin a postulé que la descendance avec modification des individus était la base de l'évolution et, par conséquent, de l'origine et du rayonnement des espèces qui habitent la planète.
L'espèce est issue des précédentes en s'appuyant sur des modifications héréditaires qui, génération après génération, a fini par provoquer la naissance d'une nouvelle lignée évolutive. Les découvertes de Darwin sont à la base de la théorie de l'évolution moderne.
Cependant, au moment de sa découverte il y avait une série de phénomènes que le naturaliste anglais n'était pas en mesure d'expliquer. L'un d'eux était à la base des mécanismes de l'hérédité, qui s'expliqueraient avec l'émergence de la génétique moderne au 20e siècle.
D'autres problèmes soulevés par Darwin sont restés inexpliqués et restent non résolus même à une époque très récente : nous parlons du soi-disant dilemme de Darwin ou de l'explosion cambrienne.
L'origine de la vie
Comme nous le savons aujourd'hui, la vie est apparue sur Terre il y a environ 3,6 milliards d'années, sous la forme d'organismes unicellulaires très simples. Les êtres vivants sont tous les descendants du même organisme d'origine, appelé LUCA -de l'anglais Dernier ancêtre commun universel, dernier ancêtre commun universel-.
On sait que nous descendons tous de cet être parce que nous partageons une série de caractéristiques biochimiques et génétiques dans toutes les branches de la vie. À partir de cet organisme initial, la sélection naturelle a commencé à agir sur la progéniture, favorisant les organismes les plus adaptés à l'environnement.
Depuis ce lointain début de l'aube de la vie jusqu'à aujourd'hui, des millions d'espèces d'une incroyable diversité physiologique ont émergé et ont disparu. Cependant, cette évolution n'a pas toujours été aussi rapide. La grande majorité des taxons vivants que nous connaissons aujourd'hui sont nés à une période bien précise de l'histoire.
L'explosion de la vie cambrienne
Dans L'origine des espèces, Darwin a postulé que les changements évolutifs étaient lents et se produisaient sur une très longue période de temps. Ainsi, lorsque les découvertes paléontologiques du XIXe siècle suggérèrent une explosion rapide de la vie en très peu de temps, Darwin commença à douter de ses propres postulats.
C'est ce qu'on appelle l'explosion cambrienne à l'apparition soudaine et la diversification d'une multitude de taxons en peu de temps, il y a environ 530 millions d'années. Cette émergence rapide de lignées évolutives a intrigué les biologistes depuis l'époque de Darwin lui-même :
« Si la théorie de l'évolution était vraie, le monde précambrien aurait été peuplé d'une multitude de créatures… Cependant, je n'ai pas de réponse adéquate à la question de savoir pourquoi aucun gisement fossile appartenant à ces périodes n'a été trouvé… Pour le moment, cette question est inexplicable.
Charles Darwin
Le scientifique anglais a admis dans ses publications qu'il était totalement incapable de combiner sa théorie de l'évolution avec cet événement évolutif. En quelques millions d'années, des multitudes d'espèces et de lignées complexes - dont les premiers organismes mobiles et multicellulaires - ont dominé la Terre.
Au cours du Cambrien, sur les 20 phylums de métazoaires actuels sont apparus au moins 11 Comment cette soudaine « explosion de vie » est-elle possible en si peu de temps ? Nous l'expliquerons sous peu.
Explications du dilemme de Darwin
Dans un premier temps, le problème de l'explication de l'explosion cambrienne a été attribué à la quasi-absence de fossiles antérieurs à cette période. Aujourd'hui, nous savons que c'est parce que ces animaux précambriens ils possédaient à peine des structures qui pouvaient être conservées dans les fossiles. Ils ont existé, mais ils ont à peine laissé une trace.
Selon des recherches récentes, un certain nombre de facteurs ont contribué à la diversification rapide au cours de l'ère cambrienne. Les auteurs concluent qu'il n'y a pas d'explication unique, mais plutôt une combinaison de facteurs génétiques, écologiques et même tectoniques.
Au cours de cette période, les gènes HOX ont émergé, qui sont les gènes qui déterminent le type de corps de l'animal. Cela a produit une énorme diversification des plans du corps. Malheureusement, ce fait n'explique pas l'explosion cambrienne : c'est parce que Les gènes HOX se sont diversifiés plus tôt que les espèces cambriennes.
L'apparition en quelques millions d'années d'un plus grand nombre de caractéristiques corporelles - dont la vision - aurait contribué à une explosion des adaptations à des niches écologiques très spécifiques.
Par conséquent, cette grande explosion a sûrement eu un effet de rétroaction, puisqu'en raison de la compétition écologique entre eux, les animaux auraient dû diversifier leurs caractéristiques pour survivre, ce qui aurait permis l'apparition d'encore plus de taxons.
Selon une étude, les changements physiques survenus au cours du Cambrien étaient environ quatre fois plus rapides qu'aujourd'hui. De plus, elles s'accompagnaient de modifications génétiques de l'ordre de cinq fois supérieures. Les auteurs considèrent qu'en raison des particularités de l'époque, il est possible de combiner cet événement avec l'évolution darwinienne.
Plus proche d'une réponse
En conclusion, et comme nous avons pu le lire dans ce sens, il existe plusieurs explications possibles pour justifier l'explosion cambrienne, mais l'important est que toutes soient plausibles si l'on part de la théorie générale de l'évolution. Il y a encore beaucoup de travail à faire, mais chaque jour nous nous rapprochons d'obtenir une réponse au dilemme de Darwin.
