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Événements
Colloque de rentrée du Collège de France : Darwin a deux cents ans

Conférence introductive de J.-P. Changeux

Jean-Pierre Changeux
p. 24-25

Notes de la rédaction

Colloque organisé avec le soutien de la Fondation Hugot du Collège de France. Les vidéos du colloque sont disponibles sur le site internet du Collège, les actes seront publiés par les éditions Odile Jacob.

Nous publions ici un compte-rendu de la conférence du professeur Jean-Pierre Changeux.

Texte intégral

Pr Jean-Pierre Changeux

© P. Imbert, Collège de France

1Darwin a 200 ans, mais sa pensée est plus vivante et omniprésente que jamais : au point qu’elle est devenue inséparable aujourd’hui de notre définition de la vie.

2Avec On the Origin of Species, Darwin propose d’abord une théorie l’évolution, qu’il applique à l’hominisation, c’est-à-dire à l’origine de l’espèce Homo sapiens. Avec The Descent of Man, Darwin étend sa réflexion à l’humanisation, c’est-à-dire aux origines de l’humanité; il s’intéresse aux « facultés mentales de l’homme », comparées à celles des « animaux inférieurs », à la communauté de certains instincts, etc. Le simple énoncé des thèmes traités dans le livre montre l’ampleur de sa réflexion sur le cerveau de l’homme et sur ses productions.

3Je limiterai donc mes remarques introductives au cerveau de l’homme mais également à un concept fondamental de la pensée de Darwin : la notion de variation. Le mot est très présent dans L’Origine des espèces. Darwin écrit : « Les espèces n’ont pas été créées indépendamment les unes des autres », mais « comme les variétés, elles descendent d’autres espèces. » Il consacre le premier chapitre de son livre « à l’étude des variations à l’état domestique » et à « la variabilité des espèces à l’état de nature ». De fait, si la sélection naturelle est un mécanisme essentiel, qui conduit, écrit Darwin, à la divergence des caractères, la variation est un aspect tout aussi important de sa théorie. La variation est, selon moi, le moteur de l’évolution.

4La variabilité se présente sous au moins trois formes.

5La première est la variabilité génétique. Au cours des récentes décennies, nos connaissances sur le génome des être vivants se sont considérablement accrues. On peut désormais représenter en détail cet arbre de la vie qui illustre magnifiquement la pensée de Darwin, avec le foisonnement, la diversification des génomes. À la vision arborescente et hiérarchique de l’évolution des génomes, la science contemporaine ajoute les transferts horizontaux de gènes. La représentation de l’évolution des espèces dans le monde vivant s’est donc transformée de l’image originelle arborescente qu’en donnait Darwin à un réseau complexe d’interactions géniques.

6Ces progrès de la connaissance des génomes permettront-ils de lever le voile sur la « nature humaine ». On connaît certes toutes les molécules qui entrent dans la composition du corps de l’homme et spécialement de son cerveau. Cela suffit-il ? Pour l’heure, on en est loin. Le génome de l’homme et celui d’autres mammifères voisins ont été séquencés totalement. On connaît le nombre et l’identité de tous les gènes mais la relation entre génome et phénotype cérébral reste très énigmatique. Certes, de la mouche à la souris, le nombre de gènes s’accroit avec le nombre de neurones. Mais on trouve environ le même nombre de gènes chez la souris et chez l’homme, et de plus les séquences de ces gènes sont très voisines. Quelle est l’origine génétique des différences, notamment de taille et de complexité du cerveau, qui apparaissent au cours de l’évolution des mammifères de la souris à l’homme ? Ce paradoxe que les biologistes moléculaires doivent encore résoudre est particulièrement difficile à comprendre, car cette évolution est très récente : seuls quelques millions d’années nous séparent des ancêtres communs au chimpanzé et à Homo sapiens.

7Passer d’une structure linéaire, celle des génomes, à une structure tridimensionnelle comme celle du cerveau suppose une série d’étapes intermédiaires. C’est à leur niveau que l’évolution doit être comprise. Ce saut de complexité est sans doute lié au caractère non linéaire des processus concernés. Des modifications génétiques ont du interagir entre elles et créer un réseau combinatoire : il existe de ce fait une « connectivité » au niveau du génome. Ainsi, des variations génétiques modestes ont pu entraîner des changements morphologiques importantes. C’est pourquoi des variations en apparence discrètes, comme les duplications géniques, peuvent expliquer le caractère non linéaire du passage entre la connectivité génomique et la connectivité cérébrale.

8La variabilité n’est pas à l’œuvre seulement dans l’évolution génétique : elle opère également au cours du développement. La masse du cerveau humain adulte est environ cinq fois plus importante que celle du cerveau du nouveau-né, et le développement connexionnel se poursuit pendant les quinze premières années de la vie. Cette dimension épigénétique est déterminante pour expliquer la variabilité connexionnelle qui résulte de cette longue période de développement dans des conditions d’interaction profonde avec l’environnement. Elle conduit à un nouveau paradoxe pour le neurobiologiste : comment concilier cette variabilité connexionnelle avec la constance de la fonction ? Nous n’avons pas encore la réponse.

9Soulignons là encore l’importance de cette application de la pensée darwinienne, par exemple pour comprendre certaines pathologies cérébrales. Plusieurs théories récentes établissent en effet un lien entre des maladies neuro-psychiatriques graves et des anomalies du développement épigénétique. Une explication récente de la schizophrénie recourt ainsi à l’hypothèse d’une perturbation de la sélection épigénétique des synapses au cours du développement.

10La pensée darwinienne apporte ici des éléments de compréhension à l’humanisation. Chez l’homme, la phase d’évolution connexionnelle est une période de développement prolongé et d’apprentissage permanent où le jeune est en interaction étroite avec son environnement physique, social et culturel. Cette circonstance est sans doute décisive dans le développement prodigieux de la culture dans l’espèce humaine et dans le passage de l’hominisation à l’humanisation. De fait, la variabilité épigénétique et la multiplicité des périodes sensibles contribuent à créer des empreintes stables de l’évolution culturelle dans le cerveau en développement, à l’image, par exemple, de l’acquisition de l’écriture.

11Enfin, le dernier niveau de variabilité que je veux évoquer est celui de l’activité spontanée du cerveau, qui commence dès la période embryonnaire et contribue à la mise en place finale du cerveau. Elle est la source de la diversité de nos actions sur le monde, de notre créativité. Cette fois, la variabilité des conduites de l’individu et de ses relations avec les autres prend une dimension sociale.

12Ainsi, à la variabilité génétique qui s’exerce au niveau de l’évolution de l’espèce s’ajoute, sur le plan ontogénétique, la variabilité connexionnelle et épigénétique, puis, sur un registre encore différent, la variabilité de l’activité spontanée du cerveau qui participe de la dynamique de la pensée et se poursuit au niveau des échanges sociaux et culturels avec la mise en place de mémoires extra-cérébrales recourant à l’écriture, aux œuvres d’art ou encore, plus récemment, aux mémoires électroniques de l’informatique, qui ouvrent de gigantesques possibilités de traitement.

13Ce parcours dans l’histoire évolutive du cerveau de l’homme et ses multiples niveaux invite à l’abandon du modèle « instructif » du cerveau – procédant par entrée-sortie – au bénéfice d’un schéma darwinien généralisé – par variation et sélection. On adopte ainsi un style projectif du fonctionnement cérébral. Ce modèle rend mieux compte des évolutions darwiniennes emboîtées dans notre cerveau qui se poursuivent et contribuent à la dynamique exceptionnelle de l’humanisation, avec une ouverture évolutive vers l’avenir sans limite apparente…

Introduction, par Jean-Pierre Changeux
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Table des illustrations

Légende Pr Jean-Pierre Changeux
Crédits © P. Imbert, Collège de France
URL http://lettre-cdf.revues.org/docannexe/image/101/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 33k
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Pour citer cet article

Référence papier

Lettre du Collège de France n° 27, Paris, Collège de France, p. 24-25, ISSN 1628-2329.

Référence électronique

Jean-Pierre Changeux, « Conférence introductive de J.-P. Changeux », La lettre du Collège de France [En ligne], 27 | décembre 2009, mis en ligne le 24 juin 2010, consulté le 28 mai 2017. URL : http://lettre-cdf.revues.org/101

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Auteur

Jean-Pierre Changeux

Professeur au Collège de France

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Droits d’auteur

© Collège de France

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