CA215 : Utilisations pratiques de l'évolution.

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1. La théorie de l'évolution est le cadre qui relie toute la biologie. Elle explique les similitudes et les différences entre les organismes, les fossiles, la biogéographie, la résistance aux médicaments, des caractéristiques extrêmes telles que la queue du paon, la virulence relative des parasites, et bien d'autres choses encore. Sans la théorie de l'évolution, il serait toujours possible de savoir beaucoup de choses sur la biologie, mais pas de la comprendre.
   
   Ce cadre explicatif est utile dans un sens pratique. D'abord, une théorie unifiée est plus facile à apprendre, car les faits se connectent entre eux plutôt que d'être autant de morceaux isolés de trivia. Deuxièmement, avoir une théorie permet de repérer les lacunes dans la théorie, suggérant des domaines productifs pour de nouvelles recherches.
   
   
2. La théorie de l'évolution a été mise à profit dans plusieurs domaines (Futuyma 1995 ; Bull et Wichman 2001). Par exemple :
   • La bioinformatique, une industrie multi-milliardaire, consiste principalement à comparer des séquences génétiques. La descendance avec modification est l'une de ses hypothèses les plus fondamentales.
   • Les maladies et les ravageurs évoluent une résistance aux médicaments et aux pesticides que nous utilisons contre eux. La théorie de l'évolution est utilisée dans le domaine de la gestion de la résistance en médecine et en agriculture (Bull et Wichman 2001).
   • La théorie de l'évolution est utilisée pour gérer les pêches afin d'obtenir de meilleurs rendements (Conover et Munch 2002).
   • La sélection artificielle a été utilisée depuis la préhistoire, mais elle est devenue beaucoup plus efficace avec l'ajout du cartographie des loci de caractères quantitatifs.
   • La connaissance de l'évolution de la virulence des parasites dans les populations humaines peut aider à orienter les politiques de santé publique (Galvani 2003).
   • La théorie de la répartition sexuelle, basée sur la théorie de l'évolution, a été utilisée pour prédire les conditions sous lesquelles le perroquet kakapo, en danger critique, produirait plus de descendants femelles, ce qui l'a sauvé de la verge de l'extinction (Sutherland 2002).
   
   La théorie de l'évolution est appliquée et a des applications potentielles dans de nombreux autres domaines, de l'évaluation des menaces des cultures génétiquement modifiées à la psychologie humaine. D'autres applications sont certainement à venir.
   
   
3. L'analyse phylogénétique, qui utilise le principe évolutif de la descendance commune, a prouvé son utilité :
   • Le suivi des gènes de fonction connue et la comparaison de leur relation avec des gènes inconnus aident à prédire la fonction des gènes inconnus, ce qui est fondamental pour la découverte de médicaments (Branca 2002 ; Eisen et Wu 2002 ; Searls 2003).
   • L'analyse phylogénétique est une partie standard de l'épidémiologie, car elle permet l'identification des réservoirs de maladie et parfois le suivi de la transmission étape par étape de la maladie. Par exemple, l'analyse phylogénétique a confirmé qu'un dentiste de Floride infectait ses patients avec le VIH, que le VIH-1 et le VIH-2 étaient transmis à l'homme par des chimpanzés et des singes mangabeys au vingtième siècle, et, lorsque la poliomyélite était en train d'être éradiquée des Amériques, que les nouveaux cas ne provenaient pas de réservoirs cachés (Bull et Wichman 2001). Elle a été utilisée en 2002 pour aider à condamner un homme pour avoir infecté intentionnellement quelqu'un avec le VIH (Vogel 1998). Le même principe peut être utilisé pour retracer la source des armes biologiques (Cummings et Relman 2002).
   • L'analyse phylogénétique pour suivre la diversité d'un pathogène peut être utilisée pour sélectionner un vaccin approprié pour une région particulière (Gaschen et al. 2002).
   • Le ribotyping est une technique pour identifier un organisme ou du moins trouver son plus proche parent connu en cartographiant son ARN ribosomique sur l'arbre de la vie. Il peut être utilisé même lorsque les organismes ne peuvent pas être cultivés ou reconnus par d'autres méthodes. Le ribotyping et d'autres méthodes de génotypage ont été utilisés pour trouver des agents infectieux humains précédemment inconnus (Bull et Wichman 2001 ; Relman 1999).
   • L'analyse phylogénétique aide à déterminer les replis des protéines, car les protéines divergeant d'un ancêtre commun ont tendance à conserver leurs replis (Benner 2001).
   
   
4. L'évolution dirigée permet la "croisement" de molécules ou de voies moléculaires pour créer ou améliorer des produits, notamment :
   • des enzymes (Arnold 2001)
   • des pigments (Arnold 2001)
   • des antibiotiques
   • des arômes
   • des biopolymères
   • des souches bactériennes pour décomposer des matériaux dangereux.
   L'évolution dirigée peut également être utilisée pour étudier le repliement et la fonction des enzymes naturelles (Taylor et al. 2001).
   
   
5. Les principes évolutifs de la sélection naturelle, de la variation et de la recombinaison sont la base des algorithmes génétiques, une technique d'ingénierie qui a de nombreuses applications pratiques, notamment en ingénierie aérospatiale, en architecture, en astrophysique, en fouille de données, en découverte et conception de médicaments, en ingénierie électrique, en finance, en géophysique, en ingénierie des matériaux, en stratégie militaire, en reconnaissance de motifs, en robotique, en planification et en ingénierie de systèmes (Marczyk 2004).
   
   
6. Les outils développés pour la science de l'évolution ont été mis à d'autres usages. Par exemple :
   • De nombreuses techniques statistiques, y compris l'analyse de variance et la régression linéaire, ont été développées par des biologistes de l'évolution, notamment Ronald Fisher et Karl Pearson. Ces techniques statistiques ont une application beaucoup plus large aujourd'hui.
   • Les mêmes techniques d'analyse phylogénétique développées pour la biologie peuvent également retracer l'histoire de multiples copies d'un manuscrit (Barbrook et al. 1998 ; Howe et al. 2001) et l'histoire des langues (Dunn et al. 2005).
   
   
7. Une bonne science n'a pas besoin d'avoir une application au-delà de la satisfaction de la curiosité. Une grande partie de l'astronomie, de la géologie, de la paléontologie, de l'histoire naturelle et d'autres sciences n'ont pas d'application pratique. Pour beaucoup de gens, le savoir est une fin digne en soi.
   
   
8. La science avec peu ou pas d'application maintenant peut trouver application dans le futur, surtout à mesure que le domaine mûrit et que notre connaissance de celui-ci devient plus complète. Les applications pratiques sont souvent bâties sur des idées qui n'avaient pas l'air applicables initialement. De plus, les progrès dans un domaine de la science peuvent aider à éclairer d'autres domaines. L'évolution fournit un cadre pour la biologie, un cadre qui peut soutenir d'autres avancées biologiques utiles.
   
   
9. Les idées anti-évolution sont présentes depuis des millénaires et n'ont encore rien apporté avec une application pratique.

Références :