Classer la sélection en naturelle, artificielle, neutre ou par dessein

Publication du mois : août 2010

par
Howard Hershey 

Sujet:      | Différence entre hasard et sélection automatisée
Date:       | 11 août 2010
Message-ID: | d264a418-82d5-4769-b2ce-1f0289cc451d@l20g2000yqm.googlegroups.com

Howard Hershey avait précédemment demandé une justification d'un point en termes de sélection naturelle (NS) :
>> Mais vous pouvez continuer à présenter le reste de ceci avec la citation >> appropriée selon quand, où et qui et de quelle manière cela s’intègre dans >> votre éventuel argument avec la compréhension scientifique >> moderne de la SN.

Amener un interlocuteur à demander ce qu'est la SN :
> Qu’est-ce que ce serait ?

La compréhension scientifique moderne de la SN ? Je l’ai déjà décrite. Laissez-moi répéter :

Howard republie l'une de ses explications précédentes :
Plutôt que d’utiliser des exemples sans rapport avec le sens biologique des phrases « sélection naturelle », « sélection artificielle » et « neutralité sélective », utilisons des exemples qui indiquent clairement leur signification. Je vous donnerai l’occasion de répondre simplement, mais vous devrez aussi justifier ces réponses. Je justifierai ce que je dis en donnant toujours une explication du type « parce que » pour préciser pourquoi j’ai choisi tel terme.

Rappelez-vous que la « sélection naturelle » implique la comparaison de deux traits alternatifs chez un organisme selon un critère de « succès reproducteur différentiel ». J’utiliserai dans mes exemples le critère de « survie différentielle jusqu’à la maturité reproductive », mais souvenez-vous qu’il existe d’autres façons de mesurer le « succès reproducteur ».

Nous observerons un organisme imaginaire (mais possédant des traits comme beaucoup d’organismes réels), les huîtres de Lake Monroe. Les huîtres ont deux caractères alternatifs : certaines sont rouges et ont un goût de merde, d’autres sont bleues et ont un goût d’ambroisie. Une fois par an, environ mille huîtres adultes déploient leurs petites pattes et vont marcher vers un petit étang appartenant à Gene Poole, où elles déversent tous leurs gamètes (sperme et œufs) puis meurent sans jamais retourner à Lake Monroe. Mais, dix jours plus tard, tous les petits juvéniles (environ 10 000) repartent de l’étang de Gene Poole vers Lake Monroe, où ils grandissent au cours de l’année suivante ou meurent. Les survivants recommencent ensuite le processus pour produire la génération suivante, etc.

Exemple 1 : Les adultes qui vont à l’étang de Gene Poole sont 30 % rouges/gout de merde et 70 % bleues/gout d’ambroisie. Ils y déposent leurs gamètes et, parce que la fusion pour produire des zygotes est un processus aléatoire selon la génétique mendélienne et selon les règles de Hardy-Weinberg, nous obtenons environ 30 % de descendantes rouges et 70 % bleues dans l’étang qui retournera à Lake Monroe. Un grand nombre de ces descendants (environ 90 %) mourront au cours de l’année (voir Malthus pour une explication). Mais lorsque nous observons les descendants qui survivent leur année à Lake Monroe et retournent ensuite à l’étang de Gene Poole pour la prochaine reproduction des huîtres, nous observons que 30 % sont rouges et 70 % bleues. Cela signifie qu’il n’y a pas eu de « survie différentielle » jusqu’à la maturité reproductive concernant les deux caractères (phénotypes) suivis : rouge ou bleu. C’est-à-dire que toutes les morts sont dues soit au hasard seul, soit à des caractères sans lien avec la couleur/goût des huîtres. La caractéristique clé est le pourcentage de rouges par rapport aux bleues dans la génération parentale à la naissance (en réalité, à la fusion des zygotes) et chez les reproducteurs adultes.

Évidemment, les pourcentages observés ne seront probablement pas exactement 30/70 pour la même raison pour laquelle vous n’obtiendriez pas exactement 50 faces : 50 piles chaque fois que vous lanceriez une pièce honnête 100 fois. Mais il existe des méthodes statistiques pour estimer si le résultat observé diffère significativement de cette attente aléatoire. Observer un rapport de 31 % à 69 % ne serait pas un résultat surprenant si les effectifs sont suffisamment faibles dans la population ou dans un échantillon aléatoire de la population. Dans ce cas, nous observerions 310 rouges pour 690 bleues chez les reproductrices adultes. Un écart à l’attendu de cette ampleur ou plus petit qu’un attendu de 300 et 700 se produirait par hasard environ la moitié du temps, donc je considérerais cela comme une déviation due au hasard seulement et non significative. [Je me sers d’un test du chi carré simple et je considère comme non significatif tout écart pouvant survenir par hasard dans 95 % des cas.]

Un second point mineur, mais évolutivement important, est qu’un peu comme de nombreux joueurs l’ont découvert, « le hasard n’a pas de mémoire ». Si le nouveau pourcentage entrant dans l’étang de Gene Poole est de 31 %/69 %, l’attente due au hasard est que ce serait plutôt ce pourcentage qui entrerait à Lake Monroe et en sortirait l’année suivante. C’est la raison pour laquelle la neutralité sélective conduit à la dérive neutre et à la fixation finale de l’un ou l’autre des phénotypes.

Un troisième point mineur. J’ignore la génétique diploïde dans ce cas et n’examine pas de génotypes spécifiques. Si je le faisais, je pourrais constater qu’il s’agit d’un cas de « sélection stabilisante » comme celle observée dans l’anémie falciforme. Cela ne serait visible que sur plusieurs générations (par déviation par rapport aux attentes de la dérive aléatoire) ou en examinant les rapports d’homozygotes et d’hétérozygotes dans les gènes.

Il s’agit d’un exemple de l’absence de « sélection différentielle significative ». Ou, si vous préférez, un exemple où ni l’une ni l’autre couleur n’a eu d’effet différentiel sur la survie. En biologie, ce processus de pur hasard n’est PAS appelé « sélection naturelle » précisément parce qu’il n’existe aucune sélection différentielle liée aux caractères. Cet exemple est (de façon provisoire) appelé « neutralité sélective » et conduit à la « dérive neutre ». Là encore, cela n’est PAS considéré comme de la sélection naturelle. Toutefois, la marche aléatoire qui se produit par « dérive neutre » conduit à l’évolution (changement génétique) au fil du temps dans la mesure où ces traits sont génétiques. [Et cela conduirait aussi à la découverte d’une « sélection stabilisante » si celle-ci expliquait l’apparente absence de changement.]

En résumé : en l’absence de preuve de sélection, il n’y a pas de « sélection naturelle » ; il y a une « neutralité sélective » conduisant à la « dérive neutre ». En d’autres termes, le pur hasard et le seul hasard ne constituent PAS la « sélection naturelle ». C’est la « neutralité sélective » et seule la neutralité sélective représente le pur hasard. Il n’y a pas de sélection différentielle du tout dans le cas de la neutralité sélective, à moins qu’il y ait un concepteur qui ait essayé et réussi à imiter un processus entièrement aléatoire (ce qui est très difficile à faire pour des humains sans utiliser en quelque sorte un générateur de nombres aléatoires), il n’est pas possible d’appeler un tel résultat un « dessein ». Donc la « neutralité sélective » est presque toujours un « motif » et, en particulier, est toujours un « motif aléatoire » par rapport à la métrique mesurée du « succès reproducteur différentiel entre les deux caractères alternatifs ». La seule façon qu’un tel résultat soit un « dessein » est qu’un « concepteur » réussisse à imiter un résultat aléatoire, de pur hasard.

La seule manière de le savoir est de connaître l’existence et l’intention du « concepteur ». Il serait impossible de le déterminer en examinant le « motif » seul. Et, au départ, il n’est pas possible (si la génétique est inconnue) de distinguer entre la « sélection stabilisante » due à un avantage d’hétérozygote et la « neutralité sélective ». La différence entre elles ne deviendrait évidente que lorsque le motif s’écarterait au fil de nombreuses générations des attentes de probabilité de la dérive neutre.

À présent, c’est à vous. Le processus de non-sélection aléatoire décrit ci-dessus que les biologistes appellent « neutralité sélective » produit un « motif » ou un « dessein » ? Expliquez pourquoi vous le pensez, si votre opinion diffère de la mienne.

Exemple 2 : Les adultes qui vont à l’étang de Gene Poole sont 30 % rouges/gout de merde et 70 % bleues/gout d’ambroisie et produisent environ 30 % de descendants rouges et 70 % bleus dans l’étang qui retournera vers Lake Monroe. Une bonne part de ces descendants mourra au cours de l’année (voir Malthus pour une explication). Mais lorsque nous observons les descendants qui survivent à leur année à Lake Monroe et retournent à l’étang de Gene Poole pour la reproduction suivante des huîtres, nous observons que désormais 80 % sont rouges et 20 % sont bleues.

Les humains avaient été interdits sur tout le bassin de Lake Monroe pendant toute cette année en raison d’une floraison d’algues toxique (pour les humains). Le lac était aussi bien plus chaud que d’habitude.

Mais il s’agit ici d’un cas où il y a eu un impact significatif différentiel sur la métrique de « survie differentielle jusqu’à la maturité reproductive » qui est clairement très corrélé au couleur des huîtres. Les huîtres rouges ont augmenté en fréquence de 30 % à 80 %, avec une baisse simultanée des huîtres bleues. Le tout en l’absence d’intervention humaine. Entièrement en l’absence de tout « concepteur » conscient connu ou de toute intention. Il s’agit là d’un exemple de ce que Darwin entendait par « sélection naturelle ». Et, sans surprise, cela répond aussi au critère du « succès reproducteur différentiel en raison de phénotypes alternatifs » tel qu’il apparaît dans la définition moderne de la SN. Un simple test du chi carré montre que la probabilité qu’une telle différence apparaisse par hasard est bien inférieure à 0,01 %. C’est-à-dire que la différence dans le « succès reproducteur différentiel » (comme mesuré par la survie différentielle jusqu’à l’âge reproducteur) est statistiquement significative.

Un biologiste pourrait faire l’hypothèse que cet exemple de « sélection naturelle » pourrait être dû à une meilleure résistance des huîtres rouges au toxique des algues ou à un effet de la température (direct ou indirect), mais l’identification, voire la bonne identification de la cause, n’est pas nécessaire pour déclarer que cela répond au critère d’une « sélection naturelle » au sens de Darwin lorsqu’il a utilisé ce terme. Il faut simplement des preuves supportant que ce résultat est significativement différent des attentes du hasard seul (celles décrites dans l’exemple 1) et qu’il n’est pas connu comme produit intentionnel d’un agent conscient.

En résumé : il s’agit d’un exemple de « sélection naturelle », c’est-à-dire d’un succès reproducteur différentiel significatif d’un phénotype plutôt que de l’alternative, en l’absence d’intervention humaine dans un environnement donné (Lake Monroe cette année-là). C’est l’absence d’intervention humaine consciente qui fait de cette « sélection » une sélection « naturelle » plutôt qu’« artificielle » dans la terminologie de Darwin. Parce qu’il n’y avait pas de « concepteur » observable impliqué avec l’intention ou la conscience de modifier sélectivement le ratio par rapport aux attentes d’un « motif aléatoire », on ne peut pas qualifier cet exemple de « sélection naturelle » de « dessein ». Le résultat dû à cette « sélection naturelle » est un « motif » et spécifiquement un « motif non aléatoire » parce que la sélection est différentielle et en l’absence de concepteur.

À vous : êtes-vous d’accord pour dire que l’exemple ci-dessus est un exemple de « sélection naturelle » tel que le terme était utilisé par Darwin, à la fois parce qu’il implique de la sélection et parce qu’il ne fait pas intervenir les humains (et n’est donc pas de la « sélection artificielle » dans son emploi) ? Êtes-vous d’accord pour dire qu’il s’agit de NS tel que défini et conçu par les biologistes modernes ? Êtes-vous d’accord pour dire que c’est un exemple d’un « motif » plutôt que d’un « dessein » en raison de l’absence d’un humain ou de tout autre concepteur et aussi qu’il s’agit d’un « motif non aléatoire » ? Expliquez.

Exemple 3 : On part de même d’un ratio initial de 30/70 rouge/bleu. Mais désormais, nous introduisons des humains qui adorent les huîtres bleues et qui, en fait, font partie d’une Blue Oyster Cult. La Blue Oyster Cult a observé le cycle de vie des huîtres et reconnaît consciencieusement que si ces derniers vont à l’étang de Gene Poole et que l’on empêche les huîtres au goût de merde d’atteindre l’étang, on obtiendra davantage de bleues délicieuses. Ils retirent donc frénétiquement les huîtres rouges (et les compostent). Seul un sixième des 30 % de huîtres rouges initiales parviennent encore à atteindre l’étang. C’est-à-dire que le ratio des nouvelles huîtres dans le bassin est maintenant de 5 pour 70 (7 % à 93 %) rouges à bleues. La génération suivante qui atteint l’étang est maintenant aussi 7 %/93 % (ce qui indique que, en l’absence d’intervention humaine, les traits étaient indiscernables d’une neutralité sélective l’un par rapport à l’autre ; dans ce cas, nous pouvons écarter la « sélection stabilisante » due à l’avantage des hétérozygotes). C’est un exemple de ce que Darwin entendait par « sélection artificielle » et cela représente un changement significatif de fréquence dû de façon consciente aux actions humaines visant à sélectionner préférentiellement la caractéristique bleue par rapport à la rouge.

Ce serait un exemple de « dessein », comme serait n’importe quel exemple de « sélection artificielle » consciente.

À vous. Êtes-vous d’accord pour dire qu’il s’agit d’un exemple de « dessein » selon votre compréhension de ce terme et de « sélection artificielle » tel que Darwin l’a utilisé ? Êtes-vous d’accord pour dire que la caractéristique définissant du « dessein » exige l’intervention d’humains ou d’autres agents de conception animés (au minimum, bien que j’ajouterais que l’agent de conception accomplit sa sélection par action consciente) ? Expliquez, surtout si vous avez une autre manière d’identifier systématiquement le dessein sans exiger la connaissance d’un concepteur.

Les 3 exemples ci-dessus sont plutôt tranchés. Et ils couvrent les exemples typiques de SN, AS et neutralité sélective. Bien sûr, comme dans toute science fondée sur l’induction et la statistique, toutes les conclusions sur le hasard et le non-hasard sont provisoires et on peut rencontrer des cas limites où l’on ne sait pas sûrement si le résultat est dû au hasard (alias neutralité sélective), à la sélection naturelle (non aléatoire et sans dessein), ou à la sélection artificielle (non aléatoire en raison de l’action consciente d’un agent concepteur).

Nous avons déjà mentionné la possibilité d’un concepteur essayant consciemment d’imiter un résultat non sélectif, et nous avons montré que cela est difficile à réaliser pour les humains. Et nous avons montré un mécanisme « sélectif » possible (l’avantage des hétérozygotes) qui pourrait imiter temporairement la « neutralité sélective » si l’on ne connaissait pas la génétique du système. C’est en partie pourquoi les explications scientifiques sont toujours provisoires et susceptibles de changer à la lumière de preuves supplémentaires. De même, nous pourrions reconsidérer un exemple de « sélection naturelle » si une preuve empirique d’un concepteur probable se présentait.

Mais il existe au moins un autre exemple ambigu. C’est-à-dire la sélection par un agent concepteur qui est inconscient ou ignorant qu’il produit un résultat non aléatoire. Et cet exemple a été observé dans le monde réel quant à la taille des poissons à maturité.

Exemple 4 : Comme dans les autres exemples, la population de départ est de 30 % rouges et 70 % bleues, et il s’agit aussi des pourcentages des descendants qui entrent à Lake Monroe pour mûrir. Mais maintenant, les humains, qui adorent profondément le goût des huîtres bleues, au lieu de faire une sélection pour augmenter la fréquence des huîtres bleues comme dans l’exemple 3, ont récolté des huîtres bleues matures à Lake Monroe juste avant la période où les huîtres marchent vers l’étang de Gene Poole pour s’accoupler. Ils ont mis les huîtres bleues dans leurs paniers, avec ruse, et remis les rouges à l’eau parce qu’ils aiment manger les bleues et sont dégoûtés par les rouges. Les humains ignorent les huîtres après qu’elles ont quitté Lake Monroe pour marcher vers l’étang de Gene Poole. Sans surprise, les pourcentages qui atteignent l’étang sont désormais significativement différents : 50 % rouges et 50 % bleues, à cause de la récolte sélective des bleues par les humains.

Ainsi, la génération suivante de huîtres est désormais à 50:50 rouge:bleue au lieu de 30:70 et il y a de moins en moins d’huîtres bleues et de plus en plus de rouges dans Lake Monroe, ce qui augmente fortement la valeur et le prix des huîtres bleues. Ce n’est manifestement pas l’intention consciente des humains (plutôt ignorants) qui les récoltent, puisqu’elle signifie qu’il y aura de moins en moins d’huîtres bleues désirables. Mais superficiellement, il s’agit bien de « sélection artificielle » puisque cela résulte d’une implication humaine et représente une sélection différentielle non aléatoire des types alternatifs de huîtres. Est-ce donc un exemple de « motif » plutôt que de « dessein » parce que la sélection n’a pas été faite consciencieusement pour produire ce résultat mais qu’il a été une conséquence involontaire d’une prédation sélective accomplie sans réfléchir ni prévoir intelligemment les conséquences (qui sont opposées à ce qu’un humain sensible voudrait) ? Ou bien est-ce un exemple de « dessein » parce qu’il s’agit d’un résultat non aléatoire produit par un agent concepteur actif, même si ce résultat n’était pas l’intention du concepteur ? Peut-être la « sélection artificielle » devrait-elle être restreinte à ce que les humains font consciemment pour leurs propres buts, comme faire des caniches parce qu’ils sont mignons ou des chiens de berger parce qu’ils sont utiles aux bergers.

Une sélection inconsciente par prédation différentielle sans intention de reproduction sélective pourrait plus justement être considérée comme « naturelle » même si réalisée par des humains, tout comme elle le serait si des loups la réalisaient. Contrairement aux autres exemples, qui sont plutôt clairs, celui-ci est plus ambigu et je pourrais soutenir qu’on peut l’appeler soit « dessein » soit « motif » selon la définition particulière des termes utilisée. Si l’on limite le « dessein » à ceux qui sont consciemment produits avec ce motif comme intention du concepteur, alors ce n’est pas du « dessein ». Cela signifie aussi que les fourmilières et les esclaves pucerons ne sont pas du « dessein » car les organismes qui conçoivent cela n’ont pas de conscience, mais seulement de l’instinct. Mais vous pouvez librement argumenter pour l’une ou l’autre option. Tout ce que je demande est que vous restiez cohérent, si possible.

Exemple 5 : Imaginez un agent invisible, indétectable, superintelligent et omnipotent qui peut produire tout ce qu’il veut et tout ce qui peut être observé sans jamais être observé. Expliquez tout ou n’importe quel sous-ensemble aléatoire des autres exemples comme étant dû aux actions de cet agent invisible et indétectable ; ainsi, tout est dû aux actions de cet agent non observable. Est-ce que tout devient alors du « dessein » ? Ou bien certains résultats sont-ils encore seulement des « motifs » ? Lesquels ?

Et dites-moi pourquoi l’Exemple 2 (« sélection naturelle ») est une tautologie ?