Les beaux oiseaux présentent-ils un avantage évolutif ?
Richard Prum explique pourquoi il pense que les plumes et les traits vibrants des oiseaux ont évolué non seulement pour la survie, mais aussi par choix esthétique.
Lors d'une conversation approfondie avec la coanimatrice Janna Levin, Prum retrace les origines évolutives profondes des plumes, qui, selon lui, sont apparues non pas pour voler, mais pour s'isoler, se camoufler et se parer. Leurs couleurs, souvent invisibles à l'oeil humain, sont mises en valeur par la vision ultraviolette des oiseaux, suggérant un monde sensoriel bien plus riche que le nôtre.
Prum explique également pourquoi il défend la théorie de la sélection sexuelle de Darwin, autrefois marginalisée, selon laquelle des traits comme la queue du paon ont évolué non pas pour survivre, mais simplement parce qu'ils étaient attrayants. Autrement dit, la beauté peut façonner la vie aussi puissamment que l'utilité.
JANNA LEVIN : Steve, salut.
STEVE STROGATZ : Salut Janna.
LEVIN : J’ai l’impression que vous vivez dans un environnement plus naturel que moi. Je suis à Manhattan. Avez-vous l’occasion d’observer les oiseaux là où vous êtes ?
STROGATZ : Oh oui. Parfois, oui.
LÉVIN : Tu sors les jumelles ? Tout ça ?
STROGATZ : Je ne suis pas un adepte des jumelles, mais j'ai une très bonne amie qui me montre toutes sortes de comportements et de cris d'oiseaux. Je ne sais pas, mais je suis loin de quelqu'un qui le fait.
LEVIN : C’est surprenant qu’il y ait de l’observation d’oiseaux à Manhattan. Les gens adorent Central Park. C’est un véritable lieu où aller. Et évidemment, les oiseaux sont très connectés à leur environnement. Ils s’y adaptent parfaitement. Ils volent d’un bout à l’autre du monde. Donc tout est connecté.
J'ai eu l'occasion d'en discuter avec un ornithologue amateur passionné d'observation et d'écoute des oiseaux, mais aussi ornithologue évolutionniste à Yale. Il s'appelle Rick Prum. Nous avons eu une conversation passionnante sur l'évolution des oiseaux, sur le fait qu'ils ne sont pas seulement apparentés aux dinosaures, mais qu'ils sont bel et bien des dinosaures.
STROGATZ : Ce sont des dinosaures vivants. Je me souviens de ça dans Jurassic Park. Ils ont essayé de leur donner une forme d'oiseau.
LEVIN : C’est vrai. Tout cela constitue un aspect vraiment intéressant de la compréhension non seulement des espèces d’oiseaux et des dinosaures, mais aussi des concepts fondamentaux de la biologie évolutive elle-même.
STROGATZ : C'est vraiment intéressant, super.
LEVIN : Voici donc le professeur Rick Prum de Yale.
Bienvenue à "La Joie du Pourquoi", Rick. C'est un plaisir de vous parler.
RICHARD PRUM : Merci de m'avoir invité.
LEVIN : Je ne savais pas à quel point les gens étaient obsédés par les oiseaux. C’est une réalité.
PRUM : C'est vrai, et c'est un phénomène en pleine croissance.
LÉVIN : Vraiment ?
PRUM : Vous savez, pendant la COVID, quand les gens avaient besoin de sortir, beaucoup de gens ont découvert que le plein air et l'observation des oiseaux - au même titre que le jardinage et l'adoption d'un chien - étaient l'une de ces choses qui inspiraient vraiment les gens.
LEVIN : Si j'ai bien compris, vous observiez les oiseaux très jeune. Vous étiez comme un enfant, et vous traîniez avec des adultes qui venaient vous chercher pour aller observer les oiseaux.
PRUM : Oui, j’ai eu mes premières lunettes en CM1, et le monde s’est éclairci. En quelques mois, j’étais ornithologue. Je réalisais déjà que ma vie serait peuplée d’oiseaux et j’essayais de comprendre ce que cela signifiait. Au début, c’était l’observation des oiseaux, puis l’étude académique de leur évolution et tout le reste.
LEVIN : Beaucoup de choses ont dû se dessiner. Qu'est-ce qui vous a particulièrement attiré vers les oiseaux ?
PRUM : Difficile à dire. Je me souviens très bien d'avoir vu un exemplaire du Peterson Field Guide dans une librairie et d'avoir regardé la couverture, où il y avait un macareux moine et un gros-bec errant, puis d'avoir regardé les cartes et d'avoir imaginé tous les endroits où il faudrait aller pour voir tous ces oiseaux. Et le côté romantique de tout cela, de ce voyage, de cette chasse, m'est apparu immédiatement.
LEVIN : Et vous voyagez dans le monde entier.
PRUM : Autant que possible. Ce genre de travail interfère avec cela, car il y a un besoin permanent d'aller dans pratiquement tous les pays, chaque petite chaîne de montagnes isolée du monde, chaque île, pour observer les oiseaux qu'ils abritent. C'est une priorité secondaire, mais c'est quand même une priorité de vie.
LEVIN : Observer les oiseaux me semble aussi être une forme d'écoute. Êtes-vous aussi passionné par le chant des oiseaux que par l'observation visuelle ?
PRUM : Absolument, vous savez, parce que j’étais attirée par les oiseaux au moment même où je commençais à porter des lunettes. Il s’avère que mon atout en ornithologie a toujours été mes oreilles, non ? Identifier les oiseaux par l’acoustique, les traquer. C’était vraiment mon atout. Mais malheureusement, j’ai commencé à perdre l’ouïe régulièrement, par malchance, par la maladie, pendant mes études supérieures, puis plus tard, vers la trentaine. Et maintenant, je suis vraiment malentendante, ce qui est un mauvais point pour un ornithologue. Mais les appareils auditifs sont une technologie fantastique. Ils sont très utiles, mais pas totalement.
LEVIN : Il y a donc un chant d'oiseau dont vous vous souvenez, mais que vous ne pouvez plus revivre.
PRUM : Tout un monde d'oiseaux. En fait, je me souviens avoir fait des recherches sur le terrain en 1994 sur un oiseau exotique appelé la philippine veloutée ( velvet asity) à Madagascar. C'était à l'époque où j'avais une perte auditive pas encore très avancée. J'ai obtenu une bourse de la National Geographic Society pour y retourner et étudier sa parade nuptiale, son comportement de parade nuptiale. Cet oiseau est noir profond avec des yeux verts qui se dandinent, et nous avions quelques informations sur sa saison de reproduction, mais pas suffisamment. J'ai donc obtenu cette bourse, je suis retournée et j'ai recruté trois personnes. Nous sommes allés directement à l'endroit du sentier où nous savions que nous trouverions ces oiseaux. Et il y avait un oiseau orange, à bandes orange, toujours perché sur le même arbre. Il a renversé la tête, a ouvert la bouche et a chanté, et je ne l'ai pas entendu. Et c'était un chant que j'avais décrit pour la science, n'est-ce pas ?
LÉVIN : Waouh.
PRUM : Il y a donc tout un monde d'oiseaux qui m'échappe. J'ai maintenant des appareils auditifs transpositeurs, ce qui m'aide à les entendre. Mais, vous savez, quand un piccolo, un saxophone et une flûte sont transposés au niveau d'un basson, ils sonnent tous pareil. Du coup, il me manque certains aspects de cela. J'ai dû développer une nouvelle façon de me rapporter à mon travail, et ce genre de défi personnel, on espère que ça marche, mais ça peut être un défi.
LEVIN : Tu t'es adapté. C'est une sorte de métaphore de la vie. Nos sens sont tous limités, n'est-ce pas ? On ne voit pas comme les oiseaux. On n'entend pas, on est tous confinés, même si c'est juste à notre portée humaine.
PRUM : Ouais.
LEVIN : Je voudrais aborder certaines des forces évolutives, la véritable science fondamentale qui façonne les oiseaux et leur prolifération. Et je voudrais commencer par cette idée fascinante : les oiseaux ne descendent pas des dinosaures, mais sont des dinosaures. Je trouve cela remarquable.
PRUM : En effet.
LEVIN : Pouvez-vous m’aider ? Je pensais qu’ils descendaient des dinosaures, et ça a été la grande révélation.
PRUM : Il est intéressant de noter que dire que les oiseaux descendent des dinosaures revient à imaginer la diversité de la vie comme une sorte d’échelle de la nature, où les éléments proviennent de niveaux inférieurs. Mais l’un des principes fondamentaux, et je pense important, de la biologie évolutionniste est l’idée que l’histoire de la vie est un arbre, une hiérarchie. Et la pensée arborescente, qui s’intéresse en fait à la façon dont ces lignées historiques sont liées les unes aux autres dans le temps, et aux événements de l’évolution auxquels nous pensons constamment – l’origine de la plume ou celle de la syrinx, le gadget avec lequel les oiseaux chantent. Donc, oui, les oiseaux sont des dinosaures, ce qui implique qu’ils sont une branche au sein des dinosaures et que cette branche ne disparaît pas simplement parce que certaines branches ont disparu.
LÉVIN : Fascinant. Si je me souviens bien, corrigez-moi si je me trompe, dans L’Origine des espèces de Darwin, il n’y a qu’un seul dessin : l’arbre de vie. C’est bien ça ?
PRUM : Oui, c’était une phylogénie, une sorte de micro-imaginaire de spéciation sur des strates temporelles. Mais il conclut bien sûr son livre en affirmant que si tout cela a du sens, alors toute vie est liée à un grand arbre de la vie. Et c’est ainsi qu’est née l’idée d’arbre du vivant, à la fois comme construction intellectuelle et comme domaine empirique – une chose à découvrir. Et, bien sûr, c’est un travail considérable, et nous y travaillons encore, mais c’est un axe majeur et important de la biologie évolutionniste à l’heure actuelle.
LEVIN : Fascinant. Le sous-groupe auquel ils appartiennent est-il donc le théropode ?
PRUM : Oui. Les oiseaux font partie de cette espèce très populaire, bipède, principalement carnivore et très active.
LÉVIN : T-Rex.
PRUM : Ouais. Un vélociraptor qui poursuit les enfants dans la cuisine.
LEVIN : C'est amusant.
PRUM : Ce sont les dinosaures qui sont les plus proches des oiseaux vivants.
LEVIN : Et nous commençons à les voir apparaître dans les archives fossiles assez tôt, n'est-ce pas ?
PRUM : Bien sûr, le classique est bien sûr l’Archaeopteryx, un oiseau fossile découvert en Allemagne, dans du calcaire lithographique, au milieu du XIXe siècle. Il remonte au Jurassique supérieur, il y a donc 170 à 160 millions d’années. Et c’est ainsi que la quasi-totalité de la littérature scientifique portait sur cet oiseau. Ces trente dernières années, au Liaoning, dans le nord-est de la Chine, une série de découvertes tout simplement incroyables a été réalisée. Elles ont énormément contribué à l’enrichissement de nos connaissances. Des dizaines et des dizaines d’espèces, de toutes origines, sont aujourd’hui présentes dans cette région.
LEVIN : Je m’interrogeais aussi sur l’immense variété des espèces d’oiseaux. Cette incroyable diversité est-elle propre aux oiseaux ? Est-ce moderne, ou pensons-nous que c’était pareil avec les dinosaures ?
PRUM : Bien sûr, si vous étudiiez les coléoptères, vous ririez de l'affirmation selon laquelle il y a beaucoup d'oiseaux. Ah ! Ah, on a des genres entiers qui ne sont qu'un seul genre, avec plus d'espèces que tous vos oiseaux, n'est-ce pas ? Donc, oui, toutes ces affirmations sont relatives.
Mais l'un des aspects les plus intéressants, à mon avis, et qui a contribué à la diversité des oiseaux, c'est leur complexité cognitive. Leurs choix sociaux et sexuels conduisent à la différenciation, ce qui signifie qu'ils peuvent se spécier rapidement. Ils peuvent devenir différents, et irréversiblement différents. Et je pense que cela y a vraiment contribué.
Un autre facteur est la migration. Ils peuvent vivre au même endroit, puis s'envoler sur un autre continent pour une autre période de l'année. Cela signifie que l'été est presque interminable, qu'ils surfent sur les vagues à différents endroits. Cela permet quelque chose que les organismes sessiles*, ou même les organismes à déplacement lent, ne peuvent pas réaliser. Et ce genre de phénomènes a, je pense, grandement contribué au nombre d'espèces d'oiseaux.
LEVIN : Lorsque vous examinez certains de ces documents archéologiques, pouvez-vous dire quand les plumes ont commencé à apparaître et si elles étaient immédiatement liées à la fonctionnalité du vol, ou y avait-il une autre raison pour laquelle elles auraient pu évoluer vers des plumes ?
PRUM : Oui. L’origine des plumes a toujours été au coeur de la question, au même titre que celle des oiseaux. Les oiseaux, les plumes et le vol. C’est comme la sainte trinité de l’ornithologie, non ?
Alors, d'où et comment viennent ces plumes ? Depuis le milieu du XIXe siècle, nous nous concentrons tous sur l'Archaeopteryx, cet étonnant fossile présentant de nombreux états intermédiaires entre les oiseaux et les reptiles modernes. Mais il faut savoir que ses plumes étaient presque entièrement modernes. On ne pouvait donc rien apprendre sur l'origine des plumes de l'Archaeopteryx, si ce n'est en observant un pigeon écrasé sur la route, n'est-ce pas ? C'est bien le cas. Ce sont des plumes.
Pendant plus d'un siècle, la littérature scientifique s'est limitée à imaginer une évolution à rebours, de la complexité moderne à une espèce ancestrale de plumes. L'idée d'adaptation comme force puissante, la sélection naturelle comme force puissante dominant tout dans l'évolution, étant si forte, la plupart des gens pensaient que les plumes étaient évidemment bénéfiques pour le vol. Ainsi, en imaginant une évolution à rebours, des plumes modernes à un antécédent, nous devrions probablement envisager un élément qui évoluerait pour le vol. L'idée principale était celle des écailles allongées : les plumes sont des structures cutanées partageant certaines caractéristiques développementales avec les écailles. Nous imaginions des écailles s'allongeant, comme les bardeaux d'une maison, puis prenant l'air, et enfin, les oiseaux évoluant pour investir dans le vol plané. Et qu'au final, on obtiendrait des plumes. Bien sûr, cela a guidé les recherches des gens, mais ils ne l'ont jamais trouvées. L'une des raisons est qu'ils cherchaient quelque chose d'absurde. Cela n'avait aucun rapport avec l'évolution des oiseaux.
Ce qu'il nous faut vraiment faire, c'est essayer de comprendre ce modèle – la pensée arborescente, n'est-ce pas ? Quels étaient les stades de développement des plumes et comment se répartissaient-ils sur l'arbre ? Et dans ce cas, le développement. Nous avons donc élaboré une théorie de l'origine des plumes basée sur leur croissance. Cela impliquait que les plumes étaient d'abord tubulaires, puis une touffe, puis une veine, une surface plane – mais non intégrée – et enfin une veine reliée par une fermeture éclair. Ainsi, seule cette plume, la plus complexe, pouvait fonctionner pendant le vol. Autrement dit, dire que les plumes évoluent pour le vol, c'est comme dire que les doigts évoluent pour jouer du piano. C'est la technique la plus avancée que l'on puisse faire avec les doigts, n'est-ce pas ? Nous avons, je pense, une très bonne idée de ce que les plumes étaient à ces premiers stades, mais nous avons encore une idée très large de ce à quoi elles auraient pu servir. Elles auraient pu servir d'isolant si elles étaient duveteuses, comme des cheveux. Ou bien de piquant de porc-épic, non ? Ou encore de défense. Mais il est clair que la thermorégulation, l'imperméabilité, le camouflage et les manifestations sociales étaient probablement toutes des fonctions très anciennes, n'est-ce pas ? Le vol est la dernière fonction à laquelle les plumes ont été utilisées.
LEVIN : Fascinant. Et on pense que les dinosaures étaient colorés ? On me montrait toujours dans les musées d'histoire naturelle des sortes de dioramas gris-brun, non ?
PRUM : Là encore, il fallait extrapoler à rebours. Vous savez, nous recréons à partir de ces matériaux l’apparence de la peau et des muscles, puis celle de la surface, n’est-ce pas ? Beaucoup de spéculations donc. Mais pendant la majeure partie de l’histoire, on s’est inspiré des alligators ou des crocodiles pour imaginer à quoi ressemblaient les dinosaures, et c’était terne, verdâtre et sans ornements. Mais maintenant que nous savons que les plumes ont évolué chez les dinosaures thérapodes – avant l’apparition du vol et des oiseaux – la vraie question est : à quoi servaient-elles ?
Dans le cadre de mes travaux en ornithologie, j'ai étudié l'origine des plumes, puis beaucoup étudié la coloration des oiseaux et leurs couleurs structurelles particulières, les couleurs optiques et les plumes d'oiseaux, et plus récemment les pigments. Mais je n'aurais jamais imaginé que ces deux axes de recherche convergeraient. C'est pourtant ce qui s'est produit à la fin des années 2000. L'occasion s'est présentée d'étudier l'extraordinaire préservation des pigments. Il s'avère que les mélanines, comme celles qui composent les cheveux roux, bruns et noirs chez l'homme, se fossilisent magnifiquement dans des conditions optimales.
LÉVIN : Vraiment ?
PRUM : Oui, ils sont contenus dans la cellule, dans la cellule vivante, dans ce qu’on appelle un mélanosome, où les pigments sont polymérisés en une molécule durable, qui ressemble à un petit paquet. Il est lié à une membrane et est transmis aux cellules du poil ou des plumes. Les chercheurs ont commencé à observer des fossiles de plumes au microscope électronique, et ils ont vu ces petits granules, pensant qu’il s’agissait de bactéries ayant mangé la plume au moment de sa fossilisation. Mais il s’est avéré que ce n’étaient pas des bactéries – quelque chose de la même taille, d’apparence très similaire – mais des mélanosomes.
Nous avons donc pu, tout d'abord, découvrir que les mélanosomes se fossilisent magnifiquement. Ce sont des mélanosomes, et non des bactéries. Et puis, fait intéressant, il s'avère que, du moins chez les oiseaux, les mélanosomes varient en forme de couleur. La phéomélanine, les mélanines rouge-brun à poils roux, ont plutôt la forme d'un bonbon gélifié, et l'eumélanine, celle d'un hot-dog. Cela nous a permis de diagnostiquer la couleur de certains dinosaures. C'était vraiment passionnant. L'étude de la coloration fossilisée est désormais un domaine majeur de la paléontologie.
LEVIN : Comment comprendre la perception des couleurs par les oiseaux, par exemple, ou par les dinosaures ? Même les oiseaux vivants, les oiseaux modernes, nous semblent d'une certaine manière, mais ils peuvent être très différents les uns des autres.
PRUM : Eh bien, nous y travaillons. Bien sûr, c’est un vaste domaine. De nombreux laboratoires dans le monde se concentrent sur l’écologie sensorielle aviaire, l’écologie sensorielle visuelle. Il s’avère qu’en regardant autour de nous, dans presque tous les environnements, on observe une incroyable diversité de couleurs. J’ai plein de livres, une casquette de baseball. Je regarde dehors et je vois des fleurs magnifiques dans le jardin, n’est-ce pas ? Toutes ces couleurs. Eh bien, il s’avère que notre vision des couleurs, améliorée, est plutôt médiocre par rapport aux autres vertébrés. Nous n’avons rien comparé aux oiseaux. Il s’avère que les oiseaux voient quatre couleurs : le rouge, le vert, le bleu, mais aussi le violet ou l’ultraviolet – il y a un quatrième cône.
LÉVIN : Comme hors de portée de la vision humaine.
PRUM : Oui, il voit bien jusque dans le proche UV. Et, pour faire court, les oiseaux voient ces couleurs. Ils les créent dans leurs plumes, souvent avec des structures, parfois avec des pigments. Et elles ont évolué au quotidien.
Ce qui est vraiment intéressant, c'est qu'il s'agit de bien plus qu'une simple extension de la sensibilité aux couleurs. En astronomie, on dit toujours : " Waouh, on a installé ce nouveau télescope, il détecte une toute nouvelle gamme de longueurs d'onde. On obtient des images inédites, pas vrai ? " C'est dû à cette amplitude. Mais il s'avère que la sensation de couleur résulte toujours d'une comparaison de la stimulation relative de différents canaux. Le jaune est un stimulus des canaux vert et rouge. Le turquoise est un stimulus des canaux bleu et vert. Le jeu des couleurs résulte donc de ce stimulus relatif. Il s'avère que les oiseaux, puisqu'ils voient les UV, ont une toute nouvelle dimension de perception des couleurs. Ils voient des couleurs comme le jaune ultraviolet et le vert ultraviolet, qui sont aussi différentes du vert et du jaune que le violet l'est du rouge ou du bleu. Nous savons maintenant qu'ils perçoivent ces couleurs comme distinctes, qu'ils peuvent les apprendre et faire des choix en fonction d'elles. Et cela témoigne de la richesse de leurs systèmes sensoriels et de la façon dont ils les utilisent dans leur plumage et leur vie sociale.
LEVIN : Fascinant. Je suppose qu’il ne m’était jamais venu à l’esprit qu’une partie de ce que nous percevons comme des couleurs n’est qu’une hallucination mentale, n’est-ce pas ? Que nous ne percevons pas les couleurs de manière linéaire sur le spectre. Nous superposons les couleurs et créons, dans notre esprit, l’impression de quelque chose comme du violet ou, dans le cas des oiseaux, du jaune ultraviolet. Alors, quel est, selon vous, le rôle de cette riche perception et de cette exposition des couleurs chez les oiseaux ? Est-ce un mécanisme de défense ou simplement un avantage pour l’accouplement ? Qu’est-ce qui rend les oiseaux si incroyablement colorés ?
PRUM : Oui. Eh bien, cette question a plusieurs facettes. L’une d’elles est qu’au moins une partie de ce système a évolué chez les poissons, n’est-ce pas ? La sensibilité aux quatre couleurs, c’est ancestral. Excellente idée. Probablement nécessaire pour la perception trouble dans l’eau, pour trouver de la nourriture et toutes sortes de choses de ce genre. Mais une fois que les vertébrés sont arrivés sur terre, ils ont soudainement acquis toutes ces capacités sensorielles. Ils n’allaient pas les abandonner. Ils allaient les utiliser. Et ils les ont utilisées, bien sûr, pour la recherche écologique de nourriture, la détection des prédateurs, la recherche de proies, tout ce que font les vertébrés. Mais, bien sûr, lorsqu’ils deviennent socialement complexes et qu’ils s’intéressent au choix du partenaire ou à d’autres types d’interactions sociales, ces systèmes sensoriels vont être mis à contribution dans ces décisions.
Et vous vous retrouvez avec une interaction dynamique entre la biologie sensorielle et la biologie des organismes.
STROGATZ : Waouh ! C’était totalement nouveau pour moi. Je n’avais jamais entendu ça. Même l’idée de la perception ultraviolette était nouvelle pour moi.
LEVIN : Oui, j'avais déjà entendu ça, mais il a vraiment développé ce point : les oiseaux visualisent différemment. Parfois, on voit un oiseau ordinaire, mais eux, ils voient quelque chose de très vivant.
STROGATZ : C'est intéressant d'y penser, car un rouge-gorge, par exemple, a la poitrine orange, mais son apparence est plutôt terne. Je me demande si on sait ce qu'un oiseau pourrait voir. Y a-t-il un moyen de nous le faire comprendre ?
LEVIN : Exact. Je pense que c'est comme tout : si on observe l'ultraviolet astronomiquement, il faut le cartographier par rapport à quelque chose que l'on peut voir de toute façon. Mais oui, j'ai observé ça du mieux que j'ai pu. C'est incroyablement différent, mais cela a vraiment mené à quelque chose que je trouve assez profond, à savoir la beauté et son rôle.
Eh bien, nous allons faire une petite pause, mais à notre retour, Rick Prum nous décrira pourquoi certains oiseaux sont si beaux, pourquoi certains oiseaux sont si laids, et pourquoi cela pourrait en fait être controversé et conduire à des réflexions plus approfondies sur Darwin et la sélection naturelle.
(musique)
LEVIN : Bienvenue. Nous sommes avec Rick Prum, professeur à Yale, pour discuter de l’évolution des oiseaux.
Au XIXe siècle, je sais que vous en avez beaucoup parlé dans votre travail, Charles Darwin s'est vraiment débattu du rôle de l'esthétique des oiseaux.
La célèbre parade du paon, si flagrante et parfois contraire aux besoins de survie, est célèbre. Et je crois que Darwin détestait cette plume de paon.
PRUM : En effet. Il a dit, vous savez, la vue de la queue d'un paon, chaque fois que je la regarde, me rend malade, n'est-ce pas ?
LÉVIN : Et pourquoi a-t-il dit cela ?
PRUM : Eh bien, parce qu’il était confronté à un défi intellectuel. Il essayait de trouver une explication naturaliste de la biodiversité. Ainsi, après avoir publié L’Origine des espèces en 1859 et proposé la sélection naturelle comme force motrice de l’évolution de la diversité, il s’est rendu compte qu’il avait un problème. Et l’un de ces problèmes était un problème de beauté, n’est-ce pas ? Il a compris que les ornements, les bois, etc., le chant des oiseaux, le plumage éclatant, n’étaient d’aucun secours à la survie ou à la fécondité – vous savez, à l’élevage de nombreux bébés. Ils devaient avoir une fonction différente. Ainsi, au lieu de se reposer sur ses lauriers de scientifique le plus célèbre du monde, il a fait volte-face et a proposé un autre mécanisme d’évolution, qu’il a appelé la sélection sexuelle, conséquence de différences de succès d’accouplement et de fécondation. Il a suggéré deux modes possibles : la compétition physique pour le contrôle des chances d’accouplement, généralement entre mâles, et le choix du partenaire, où les individus des deux sexes pouvaient, selon leurs perceptions, choisir un partenaire.
Et dans ce domaine, il a explicitement fait appel au langage esthétique. Il a décrit la capacité des oiseaux à charmer. Il a décrit les préférences d'accouplement comme des critères esthétiques. Et il a également clairement indiqué que cette idée de sélection sexuelle était distincte de l'adaptation, n'est-ce pas ? Il a affirmé que ces formes avancées de beauté pouvaient servir à l'attraction, et à aucune autre fin, c'est-à-dire à aucune autre fin adaptative, n'est-ce pas ? Il a proposé une idée entièrement nouvelle.
LEVIN : Dites-vous vraiment que la sélection sexuelle a été proposée comme étant fondamentalement différente de la sélection naturelle, par opposition à un sous-ensemble complexe de la sélection naturelle ?
PRUM : Oui, absolument. Et cette réaction de contrôle, visant à rétablir la sélection sexuelle au ranch ( rires ), faisait partie de la réponse immédiate à la proposition de Darwin en 1871, dans La Filiation de l’Homme . Il voulait pouvoir décrire ces ornements, et il savait que, dans certains cas, ils pouvaient être compatibles avec l’adaptation par sélection naturelle – c’est-à-dire qu’un mâle pouvait effectivement signaler qu’il était supérieur. Mais il a explicitement gardé cela à part. Mais la théorie de Darwin selon laquelle la compétition masculine structurait le monde social et sexuel des animaux était si cohérente avec la culture victorienne qu’elle a été un grand succès. C’était instantané. Je pense que cela a largement contribué à faire accepter l’idée de l’évolution en général.
LÉVIN : Des hommes se disputent, se battent pour un territoire.
PRUM : C’est vrai. Mais son idée selon laquelle le choix du partenaire, en particulier celui de la femelle, était une force de la nature, était une grande erreur.
LEVIN : Cela suggérait que les femmes avaient plus de pouvoir qu’elles ne devraient en avoir dans une société victorienne.
PRUM : Et, en effet, même dans certaines des premières critiques du livre, beaucoup étaient explicitement misogynes. La préférence féminine sera un jour d'une certaine manière, et une autre d'une autre. Comment pourrait-on en arriver à quelque chose d'aussi incroyable que la queue du paon ?
Mais la véritable critique qui a mis fin à cette idée était l'idée que, si cela devait se produire, ce serait sous le contrôle de la sélection naturelle. Autrement dit, le choix du partenaire serait toujours orienté vers l'amélioration, vers une amélioration objective – le partenaire absolument le meilleur, n'est-ce pas ? Et ce genre de réponse a conduit les gens à dire : " Si c'est le cas, alors la sélection sexuelle est comme la sélection naturelle, et nous n'en avons plus vraiment besoin. " C'était la réponse d'Alfred Russell Wallace. Nous n'avons plus vraiment besoin de sélection sexuelle. Et c'est exactement ce qui s'est passé pendant près d'un siècle : la sélection sexuelle était une idée étrange de Darwin, reléguée aux oubliettes. Et lorsqu'elle a été relancée un siècle plus tard, dans les années 1970, elle est revenue sous une forme wallacienne, une sorte de sélection naturelle. Et cela fait toujours l'objet d'un débat intellectuel.
LEVIN : Et vous n'y croyez pas par la façon dont vous formulez vos propos.
PRUM : Évidemment, nous pouvons structurer ces idées sur les processus comme bon nous semble. Les animaux s’en moquent. Cela continuera d’avoir lieu. La question est : quelles sont les définitions qui favorisent le plus le progrès des connaissances ? Et je pense, et je le soutiens depuis longtemps, que nous devrions envisager ou créer une biologie authentiquement darwinienne – rétablir cette séparation entre sélection sexuelle et sélection naturelle, et considérer les formes adaptatives de la sélection sexuelle comme une interaction particulière entre ces deux forces.
LEVIN : Hmm. J’aimerais parler de l’aspect social des oiseaux qui se livrent à ces parades. Ont-ils tendance à être plus sociables ? Tous les oiseaux ne chantent pas, et ceux qui chantent dansent aussi ? Et ceux qui chantent et dansent ont tendance à avoir plus de cohésion sociale et à développer des réseaux sociaux plus nombreux ?
PRUM : Toutes sortes d’écologies favorisent toutes sortes d’organisations sociales. Et celles-ci sont primordiales. La nourriture est distribuée de cette façon, et il faut énormément d’aide pour… élever les petits. Toutes ces caractéristiques écologiques vont structurer le fonctionnement des systèmes de reproduction, ou de la vie familiale, chez les oiseaux.
Et ce qui est formidable, c'est qu'il existe environ 12 000 à 15 000 espèces d'oiseaux. On a tout un tas de situations différentes, non ? La grande majorité d'entre elles sont monogames, avec au moins deux parents sociaux au nid, qui élèvent la progéniture. Il y a aussi des espèces sauvages qui paradent, les plus extrêmes avec des mâles qui se prosternent et dont les soins sont exclusivement assurés par les femelles. Il y a aussi des espèces polyandriques, comme les jacanas, avec leurs longs doigts sur les nénuphars, où la femelle est 40 % plus grande que le mâle. C'est presque aussi grand qu'un gorille de montagne, mâle à femelle. Mais là, c'est femelle à mâle. Les femelles sont énormes, elles occupent une grande partie du marais. Et si elles ont suffisamment de ressources, plusieurs mâles nichent avec elles. La femelle pond les oeufs, et les mâles s'occupent de tous les soins parentaux. Il existe donc une grande variété de systèmes sociaux et de reproduction. Et, pour chacun d'eux, la communication, la couleur et le chant sont essentiels à leur survie.
LEVIN : Donc, si l’organisation sociale fait partie de l’adaptation, la sélection naturelle peut favoriser ou éloigner ces types d’arrangements sociaux. Pourrais-je aussi imaginer que la sélection sexuelle ne soit qu’une variante de ce spectre, que les animaux qui sélectionnent sexuellement le fassent pour la survie de l’organisation sociale ? Qu’il ne s’agit pas seulement de la survie de l’individu, mais aussi de la façon dont l’espèce a réussi socialement.
PRUM : Oui, cette idée unificatrice est séduisante. Cependant, il est clair que, lorsqu’on étudie la biodiversité, on constate que le chant est un élément très spécifique du phénotype, du comportement de l’individu, et qu’il se manifeste dans certains contextes, à certains moments. Donc, pour expliquer cette partie du phénotype, il faut examiner plus précisément le fonctionnement du chant. Ou comment fonctionnent ces taches de plumage. Et ce faisant, on découvre que, selon ces explications généralisées, tout est une question de survie. Ce n’est pas assez précis, à mon avis.
LEVIN : J’ai aussi entendu dire que ce sont peut-être des femmes qui dirigent le chant. Elles aiment telle chanson, n’aiment pas telle autre, et guident le chant pour qu’il évolue au fil du temps.
PRUM : Je veux dire, si les oiseaux sont si beaux, c’est parce qu’ils font des choix, n’est-ce pas ? Ils ont une perception sensorielle, une sorte d’évaluation cognitive : " Ça me plaît ou pas ? " Et ils choisissent ce qu’ils aiment, et ils s’y tiennent. Ou, dans le cas du serpent corail, c’est l’inverse : un genre d’horreur dans le monde naturel. Ah, fuyez, n’est-ce pas ? La nature ne se contente pas de créer de la beauté. Elle peut créer de la beauté, du dégoût, ou bien d’autres formes d’esthétique. Donc, quand on a une procession sensorielle, une évaluation cognitive et un choix, on aboutit à une évolution d’un aspect du corps ou du comportement qui fonctionne dans le cerveau d’autres oiseaux. Et cela n’est pas soumis aux mêmes contraintes que le bec d’un pinson qui casse une noix, ou que celui d’un pic qui s’écrase contre un arbre pour se nourrir. Et je pense que ce genre de caractéristiques est à juste titre qualifié d’esthétique, et je le dis d’un point de vue scientifique, au même titre que Darwin. L’évolution esthétique est donc une caractéristique importante de la vie sociale et sexuelle des animaux. Et cela se distingue par le fait qu’il nécessite une explication distincte, par rapport à l’adaptation.
LEVIN : Il est très facile de se laisser emporter par le fait de dire : " Oh, le paon est magnifique, et tous ces oiseaux sont magnifiques, et nous, peut-être que la beauté est en quelque sorte ce caractère objectif que l'on recherche dans le règne animal. " Mais vous avez évoqué d'autres variantes, et je suppose que vous êtes, celles-ci relèvent de la catégorie esthétique, mais il y a des oiseaux vraiment laids.
PRUM : Je suppose qu'on devrait dire moche à qui ?
LEVIN : Exactement. Alors, qu'entendons-nous par beau ?
PRUM : Oui. L’oiseau le plus laid est peut-être le bébé pigeon. Et, bien sûr, beaucoup de gens ont l’occasion d’en voir sur le rebord de la fenêtre de leur appartement, par exemple, n’est-ce pas ? Vraiment laid, pour nous. Et pourtant, quand les parents s’occupent d’oisillons, ils ont une perception sensorielle, une évaluation cognitive et un choix. Quel oisillon vais-je nourrir ? Et à partir de ces éléments, on observe l’évolution de la gentillesse, la co-évolution de la gentillesse, où les parents trouvent le bébé mignon et les bébés évoluent. Il existe donc toutes sortes d’oiseaux sauvages avec des plumes touffues et des motifs buccaux colorés et magnifiques.
LEVIN : L’un de mes préférés est le mouvement incroyablement long de certains de ces oiseaux, qui semble tout simplement impraticable, surtout si vous devez voler.
PRUM : Et aussi des sacs d'air gonflés. Ce sont toutes des caractéristiques esthétiques intéressantes dans différentes communautés esthétiques que je considère comme naturelles dans notre monde.
LEVIN : Ce qui me pose problème, c'est : comment cela commence-t-il ? Suggérez-vous qu'il existe une raison objective pour laquelle une longue démarche est belle, ou que ces hideux petits pigeons sont vraiment mignons, sans sélection naturelle ni avantage évolutif ? Comment cela se produit-il ? Pourquoi un oiseau choisirait-il cela, en dehors de la sélection naturelle ?
PRUM : Comment cela pourrait-il commencer ? C’est une question importante, n’est-ce pas ? En général, la question est posée, du moins en ornithologie, de savoir comment expliquer l’origine du chant chez le troglodyte familier. Mais le fait est que le choix du partenaire chez les oiseaux a commencé au Jurassique ; ils font des choix depuis très longtemps. Il est donc antiscientifique d’imaginer que nous devrions réfléchir à l’origine du chant chez une espèce. Leurs grands-parents choisissaient déjà. Comment expliquer l’origine du sexe chez les primates ? Cela ne s’est pas produit chez les primates. Donc, si nous voulions comprendre l’origine du choix, nous devrions nous pencher sur des espèces particulières, là où ce phénomène est en train de se produire. Et aucun d’entre eux n’est un oiseau, n’est-ce pas ?
Mais oui, il y a beaucoup de théorie dans ce domaine. Et, évidemment, l'un des aspects est de dire, même si l'on commence par dire : " Oh, je vais préférer une plus grande taille, car cela signifie que l'individu a eu une bonne alimentation ", quelque chose qui est directement lié à des informations objectives et exploitables, potentiellement rentables ou avantageuses sur le plan évolutif. Le défi, bien sûr, c'est qu'une fois qu'on a le choix, on a la possibilité de mentir, de falsifier. Le mensonge et la tricherie corrompent le contenu informatif de l'ornement, et ce processus fait partie intégrante de la vie. Et l'idée que les oiseaux sont en quelque sorte spéciaux, et que la préservation de la pureté et du contenu informatif de leurs signaux, est un fantasme. Et il y a effectivement un problème intellectuel : essayer de faire croire aux gens que certaines choses peuvent échapper à l'adaptation par la sélection naturelle, qui peuvent être sous-optimales. Ou même nier qu'elles sont omniprésentes. C'est donc en quelque sorte mon travail intellectuel : essayer de continuer à promouvoir ce point de vue.
LEVIN : Hum. C'est une distinction intéressante. D'une certaine manière, vous suggérez qu'il y a eu sélection, peut-être, mais qu'on a menti à la femelle. C'était une exagération de la condition physique, ou plutôt une sorte d'excès de complaisance, et cela s'est éloigné de ce qui aurait pu être initialement sélectionné sur la seule base de la condition physique.
PRUM : Eh bien, si l’on s’en tient au dessin humoristique, au départ, des femelles choisissant l’apparence des mâles, ce qui est un contexte très spécifique, pas universellement répandu. Mais, généralement, l’idée ici, issue de l’écologie comportementale, est que les spermatozoïdes sont bon marché. Ils sont nombreux, et tous les producteurs de sperme rivalisent pour promouvoir leurs intérêts particuliers. Ainsi, l’idée du mâle menteur et tricheur, prêt à tout pour améliorer sa condition physique, n’est ni lointaine ni fantaisiste. C’est en quelque sorte le cliché standard de la biologie évolutionniste, n’est-ce pas ? En revanche, nous avons des ovules, rares, chères, qui nécessitent plus d’investissement, et nous devrions être plus prudents. Ainsi, affirmer que les signaleurs mentent et trichent est attendu n’est pas une hypothèse lointaine ni difficile à admettre, n’est-ce pas ?
L'idée, bien sûr, c'est que la biologie évolutionniste maintient l'intérêt pour ce que nous appelons la signalisation honnête, l'idée que la beauté encode des informations sur la qualité, sur le fil du rasoir, n'est-ce pas ? Là où le signal conserve son intégrité, et où les tricheurs ne peuvent pas le compromettre. Je pense que si l'on observe d'autres communautés esthétiques, comme la haute couture par exemple, on constate qu'il y a beaucoup de choses qui connaissent un succès extraordinaire, et qui sont pourtant incroyablement peu pratiques. Et, en effet, j'adore lire les pages consacrées à la mode, que je trouve complètement insondables, et où l'on investit clairement beaucoup. Des millions et des milliards de dollars sont investis dans telle couleur, tel ourlet, tel style. Et puis il y a de véritables expressions artistiques, et c'est presque un monde que je ne comprendrai jamais. Mais cela illustre la nature fondamentale des bulles boursières au sein d'un système basé sur les choix. Je pense qu'il y a de nombreuses raisons d'imaginer qu'une beauté rationnellement exubérante existe dans la nature.
LEVIN : Suggérez-vous que les talons aiguilles ne sont pas pratiques pour survivre ? ( rires )
PRUM : Absolument. Absolument.
LÉVIN : Je ne comprends pas !
PRUM : Et maintenant, nous en arrivons à l’idée lancée par Amotz Zahavi, un ornithologue israélien, qui a proposé ce qu’il a appelé le principe du handicap, dans les années 70. C’était une idée intellectuelle sur la façon de préserver l’honnêteté, par exemple, si tout le monde ment et triche. Il a proposé que le moyen de coder l’honnêteté passe par le coût du signal, n’est-ce pas ? Et si c’était plus coûteux, si les individus n’avaient pas les ressources nécessaires pour fabriquer cette queue incroyablement coûteuse, ou pour maintenir leur équilibre en talons aiguilles, ils montraient qu’ils étaient en réalité meilleurs, car ils pouvaient gaspiller cette énergie, cet investissement. Le principe du handicap de Zahavi est probablement, à mon avis, totalement hors de propos pour la nature.
LEVIN : Oh, donc vous rejetez totalement cela, parce que j’ai entendu ces arguments.
PRUM : Eh bien, la seule façon pour que cela fonctionne, c’est que les ressources soient distribuées comme de l’argent. Autrement dit, qu’il y ait réellement de l’argent à gaspiller, n’est-ce pas ? Il faut que ce soit non linéaire. Il faut en obtenir davantage, puis en avoir suffisamment pour s’accumuler. Et il s’avère que le nombre d’études ayant réellement tenté de tester cette hypothèse essentielle du principe de Zahavi est extrêmement faible. Les gens adorent l’idée, la poursuivent et s’y accrochent, sans vraiment se demander si elle a du sens.
LEVIN : Pensez-vous qu’il existera un moyen de réaliser des expériences et des observations qui permettraient de résoudre ce problème ? Cela me semble être un sujet de débats houleux et controversé au sein de la communauté.
PRUM : Oui. L’un des aspects regrettables, qui s’applique au principe du handicap, mais aussi au choix adaptatif du partenaire en général, est ce qui est considéré comme une falsification. Actuellement, et de manière générale, dans l’histoire de la littérature, les gens – parce qu’ils placent la sélection sexuelle, par définition, dans la sélection naturelle, et parce que la sélection naturelle est par définition une adaptation – ne pensent pas avoir besoin d’un modèle nul, n’est-ce pas ? Ils se disent : " Eh bien, c’est évidemment pertinent. " Et donc, ils cherchent sans cesse des coûts pertinents, ou une association avec de bons gènes ou un territoire de haute qualité – le genre d’avantages que l’on pourrait tirer du choix d’un beau mâle ou d’une belle partenaire. Et s’ils les trouvent, ils publient et obtiennent un poste permanent. S’ils ne les trouvent pas, ils risquent de ne pas terminer leurs études, de ne pas publier leurs articles et d’obtenir un poste permanent.
Et ce que j'ai soutenu, c'est que cela signifie que l'adaptation par sélection naturelle devient une hypothèse de foi, n'est-ce pas ? Si on ne peut pas la réfuter, si tout le monde dit : " Oh, vous n'avez pas cherché assez longtemps pour comprendre comment ce chant d'oiseau code la qualité ", ce qui est presque la norme dans le domaine, alors cela devient non scientifique. Je propose donc que la sélection sexuelle esthétique, arbitraire ou authentiquement darwinienne, constitue le modèle nul. Il appartient à ceux qui croient que la beauté a un sens, codé par la qualité, de le démontrer. Et s'ils ne l'ont pas démontré, cela signifie que c'est arbitraire. Et je travaille toujours sur ce modèle nul, euh, le mouvement.
LEVIN : Hmm. Quelles sont les prochaines étapes de vos recherches qui vous passionnent vraiment ces derniers temps ?
PRUM : Waouh ! Ça fait 50 ans que j'observe les oiseaux et 40 ans que j'étudie l'ornithologie et la biologie évolutive. Et je continue à avoir de nouvelles idées tout en conservant mes centres d'intérêt. Du coup, on est tellement dispersés que l'on fait plein de choses différentes.
En ce moment, sur mon disque dur, les manuscrits que je dois réviser, ou les projets pour lesquels des ensembles de données ont été reçus cette semaine, incluent la transcriptomique des plumes. Nous étudions les ARN exprimés dans les cellules individuelles d'une plume en développement. Nous voulons donc comprendre comment les différentes cellules qui composent une plume complexe utilisent leurs génomes pour créer des cellules de tailles, de formes et de couleurs différentes, n'est-ce pas ? C'est amusant. Nous étudions la théorie de la génétique des populations, essayant de montrer qu'en supprimant la sélection sexuelle de la sélection naturelle, de manière authentiquement darwinienne, nous pouvons encore approfondir notre réflexion sur le fonctionnement de l'évolution. Nous nous intéressons à l'évolution des oiseaux, à la maturation retardée du plumage : pourquoi certains oiseaux, au lieu d'atteindre directement un plumage adulte, passent par un stade d'adolescence intermédiaire ou plus jeune. Il s'agit essentiellement de l'évolution des signaux de l'adolescence chez les oiseaux. Nous avons également abordé l'optique et la physique de la couleur, ainsi que certains pigments d'oiseaux étranges. Toutes sortes de sujets de ce genre.
LEVIN : Vos centres d’intérêt sont manifestement très variés. Et qu’est-ce qui, dans votre travail, vous apporte de la joie au sein de cette diversité d’idées ?
PRUM : On ne scrute pas trop la source du sens, n'est-ce pas ? Parce qu'on ne sait jamais. Mais pour ma part, d'une certaine manière, j'adore les oiseaux. Et donc, quand j'ai l'occasion d'apprendre quelque chose de nouveau à leur sujet, c'est un plaisir. Et puis, comme on l'a dit, je travaillais sur les plumes fossiles et les dinosaures, ainsi que sur les pigments et les plumes d'oiseaux, et tout à coup, de manière inattendue, ces deux domaines se sont réunis pour donner naissance aux couleurs des plumes fossiles de dinosaures, n'est-ce pas ? Il y a donc ce genre de retour d'expérience qui se produit, quand on a suffisamment de décennies dans le métier, c'est vraiment merveilleux.
LEVIN : Rick, merci beaucoup de nous rejoindre ici pour " La Joie du Pourquoi " . Ce fut un réel plaisir.
PRUM : Avec plaisir. Et merci de m'avoir invitée.
(Musique)
STROGATZ : Eh bien, cette remarque de Rick me touche vraiment. Plus on apprend, plus tout prend du sens. Vous savez, les connexions croisées font partie intégrante du plaisir, et ce n'est pas seulement le fait d'être scientifique, c'est le plaisir d'être vieux et de se souvenir des choses tant qu'on le peut encore. Le monde prend de plus en plus de sens, pas tout du moins, mais il devient plus riche et plus cohérent.
LEVIN : Donc vous n'êtes pas de la philosophie : plus je sais, moins je comprends.
STROGATZ : Il y a aussi ça. Il faut que ça existe.
LEVIN : Exact. Ce qu’il décrivait également à propos de l’approche multiforme des plumes était tout simplement fascinant. La chimie de la mélanine et la coloration des plumes. Comment les plumes ont-elles évolué ? Étaient-elles destinées au vol, ou le vol est-il arrivé plus tard ? De nombreuses raisons expliquent l’apparition et la prévalence des plumes. Voler, c’est le summum de ce qu’on pouvait en faire. C’est donc la combinaison de toutes ces différentes caractéristiques, dans quelque chose que nous tenons pour acquis chez les oiseaux : leurs plumes.
STROGATZ : C'est formidable. Il y a beaucoup de perspectives différentes sur des sujets auxquels on ne pense pas habituellement, ou alors on a tendance à réfléchir de manière restreinte.
Il existe une tradition ancienne, remontant au moins à Carl Popper, selon laquelle les arguments traditionnels de Darwin sur la sélection naturelle sont circulaires. Ils ne sont pas falsifiables. C'est le critère de Popper.
La théorie de l'évolution pose donc ce problème majeur : comment savoir si une espèce est bien adaptée, qu'elle se reproduit davantage et pourquoi ? Parce qu'elle est plus adaptée, vous savez.
LEVIN : Oui, je pense qu’il veut dire que si vous êtes tellement influencé par la sélection naturelle basée sur le fitness et que vous ne vous interrogez même pas sur l’existence d’une autre théorie, vous ne la découvrirez jamais. Vous supposerez simplement que tout repose sur l’argument initial et vous continuerez jusqu’à la découverte.
STROGATZ : J'ai aussi été très impressionné par la réponse de Rick, qui adore les oiseaux. Vous savez, nos invités disent souvent : " J'adore résoudre des énigmes ", " J'adore la collaboration avec mes merveilleux étudiants de troisième cycle ", " J'adore l'international ". Ce sont toutes de bonnes réponses, bien sûr, et je suis sûr que beaucoup le ressentent, mais quelle réponse directe !
LÉVIN : C'est vrai.