Comment reconnaitrons-nous un extra-terrestre quand nous en verrons un ?

Qu’est-ce qui vous convaincrait que des extraterrestres existent ? La question a été soulevée récemment lors d’une conférence sur l’astrobiologie, tenue à l’Université Stanford en Californie. Plusieurs idées ont été lancées : des gaz inhabituels dans l’atmosphère de la planète, d’étranges gradients de chaleur à sa surface. Mais aucun n’était convaincant. Enfin, un scientifique a proposé la solution : une photo. Il y avait quelques éclats de rire et un murmure d’approbation de la part du public des chercheurs : oui, une photo d’un extraterrestre constituerait une preuve convaincante, le Saint-Graal de la preuve que nous ne sommes pas seuls.

L’aspect méconnaissable d’un extra-terrestre

Mais pourquoi une image serait-elle si convaincante ? Qu’est-ce que nous verrions qui pourrait nous dire que nous ne sommes pas en train de regarder un autre tas de roches ? Un extraterrestre sur une planète gravitant autour d’une étoile lointaine serait extrêmement exotique, peut-être même inimaginable. À quoi ressemblerait la vie dans un tel système ? La réponse est pertinente pour notre recherche d’extraterrestres et ce que nous pourrions nous attendre à trouver.

Un octomite ou un extra-terrestre hypothétique produit par sélection naturelle – Crédit : Helen Cooper de l’Université de Cambridge

L’astrobiologie, l’étude de la vie sur d’autres planètes, est passée d’une sous-discipline marginale de la biologie, de la chimie et de l’astronomie à un domaine interdisciplinaire de premier plan, attirant des chercheurs des plus grandes institutions du monde entier, ainsi que d’importantes sommes d’argent provenant de bailleurs de fonds privés et de la NASA. Mais que recherchent exactement les astrobiologistes ? Comment saurons-nous qu’il est temps de sabrer le champagne ?

La conception de la vie

Une chose qui distingue la vie de la non-vie est son design apparent. Les êtres vivants, des bactéries les plus simples aux grands séquoias, possèdent un grand nombre de composants complexes qui fonctionnent ensemble pour faire fonctionner l’organisme. Pensez à vos mains, votre coeur, votre rate, vos mitochondries, vos cils, vos neurones, vos ongles de pied, tous collaborent en synchronisme pour vous aider à naviguer, manger, penser et survivre. Les plus belles formations rocheuses naturelles ne contiennent même pas une infime fraction de la myriade de cellules bactériennes qui se coordonnent pour faciliter la division et la reproduction.

Et les êtres vivants, contrairement à la terre et au vent, semblent essayer de faire des choses : manger, grandir, survivre, se reproduire. Si vous avez déjà essayé d’écraser un insecte résistant, vous savez qu’un organisme n’a pas besoin d’un esprit complexe pour paraître vouloir survivre. Ou pour un écureuil de vouloir passer d’une branche à l’autre. Ou pour une plante d’essayer d’atteindre le soleil et d’absorber les éléments nutritifs du sol. Non seulement les êtres vivants ont de nombreuses parties complexes, mais toutes ces parties ont le même objectif commun : la survie et la reproduction.

Les propriétés de la sélection naturelle

Cette combinaison de conception complexe et de but apparent, également appelée adaptation, définit la vie. Quand nous allons regarder cette photo d’un extraterrestre, c’est précisément cette adaptation qui nous pousserait à dire : Aha ! Nous verrions clairement la différence entre un tas de roches décevantes et un alien. C’est une bonne nouvelle, car il n’y a qu’une façon d’obtenir un tel design : la sélection naturelle.

La sélection naturelle se produit chaque fois que vous avez une collection de choses (cellules, reproducteurs, oiseaux et une espèce imaginaire que nous appellerons Glipgloops) qui ont trois propriétés : la variation l’hérédité et le succès différentiel. Par exemple, certains des Glipgloops que nous avons observés ont des yeux plus longs que d’autres (variation). Les Glipgloops aux yeux longs ont des bébés avec des yeux longs (héritage de la variation). Et les Glipgloops avec des yeux longs peuvent mieux observer et ainsi avoir plus de bébés (succès différentiel lié à cette variation). Le résultat est que, au fil du temps, les Glipgloops évoluent pour former des yeux allongés.

C’est le processus par lequel la conception apparente est générée dans la nature. À chaque génération, à chaque instant, des individus, présentant des traits liés à une meilleure reproduction, sont sélectionnés. En conséquence, au fil du temps, les populations sont composées d’individus qui semblent conçus dans le but de se reproduire. C’est précisément parce que le critère de sélection est toujours le même que le design peut développer. Imaginez une voiture construite à l’aide d’un modèle différent à chaque étape : vous ne vous retrouveriez probablement pas avec une voiture. C’est la devise de la sélection naturelle, la contribution des gènes aux générations futures, qui permet au design d’apparaître sans concepteur.

La cohérence de l’évolution

En fait, le critère de sélection est si cohérent qu’un organisme ne peut être conçu que pour apporter des gènes aux générations futures. C’est pourquoi nous n’avons pas d’organismes qui se sacrifient pour le bien de leur espèce. En général, les organismes sont égoïstes, se reproduire aux dépens des autres est un excellent moyen de transmettre des gènes. Nous voyons parfois des sacrifices et de la coopération dans la nature, mais seulement lorsque les avantages de la coopération vous sont bénéfiques ou que les sacrifices profitent aux parents.

Les parents partagent les gènes. Une abeille peut donc se sacrifier pour la reine (sa mère) si cela signifie qu’elle aura 100 soeurs de plus, chacune portant la moitié du gène de l’abeille. Le calcul des traits, conduisant à plus de gènes et combien et quand faut-il sacrifier, est précis et rigide. C’est pourquoi les biologistes de l’évolution peuvent créer des modèles mathématiques permettant de prédire correctement le nombre d’individus qu’un oiseau doit autoriser dans son nid et la fréquence à laquelle les guêpes doivent cannibaliser leurs frères et soeurs. Mais cette rigidité algorithmique de la sélection naturelle est également utile pour l’astrobiologiste.

Sans sélection naturelle, pas d’extra-terrestre possible

La vie est spéciale en raison de son design apparent. La sélection naturelle est le seul moyen d’obtenir un design sans concepteur. Par conséquent, les aliens doivent être le produit de la sélection naturelle. Et la sélection naturelle suit certaines règles et ne peut produire que certains types d’organismes. Ainsi, les astrobiologistes peuvent utiliser la théorie de la sélection naturelle et les mathématiques de l’évolution pour faire des prédictions sur les extraterrestres.¹

Y a-t-il des exceptions ? Nous ne pouvons pas avoir une vie complexe, même aussi simple qu’une bactérie, sans sélection naturelle. Même un extraterrestre postorganique, basé sur ordinateur, serait finalement le produit d’un produit de sélection naturelle. Mais considérons un cas limite. Imaginez une collection de molécules de réplication, telles que de petits gènes nus, sur une planète extraterrestre. Si ces réplicateurs faisaient des copies d’eux-mêmes (héritage), mais se répliquaient parfaitement à chaque fois (pas de variation, ni de succès différentiel), alors vous n’obtiendriez pas de sélection naturelle.

Des exceptions sans aucun intérêt

Est-ce qu’on peut considérer que c’est de la vie ? Peut-être, mais ce ne serait pas très excitant. D’une part, sans variation, les molécules ne peuvent jamais changer, ni devenir plus adaptées, ni évoluer vers quelque chose de plus intéressant ou complexe. Trouver des bactéries ou des ours sur une planète lointaine suggérerait que l’univers fourmille de vies de toutes formes et de toutes tailles. Ces réplicateurs ne suggèrent rien. Encore plus problématique, leur existence serait probablement éphémère, car sans sélection naturelle, ils ne seraient pas en mesure de faire face aux changements sur leur planète et disparaîtraient donc avant que nous les trouvions.

L’argument de la sélection naturelle est robuste même dans ses derniers retranchements. Cela nous permet d’utiliser les mêmes outils évolutifs pour la Terre afin de faire des prédictions sur la vie ailleurs. Des travaux antérieurs en astrobiologie ont été extrapolés à partir de ce qui s’est passé sur Terre, limitant potentiellement notre vision à certaines particularités telles que l’ADN ou la vie basée sur le carbone, qui ne se conservent pas sur d’autres planètes.

Pas besoin de conditions terrestres pour une vie extra-terrestre

La sélection naturelle, en revanche, est universelle. Cela ne dépend pas de l’ADN (rappelez-vous, Charles Darwin ne connaissait rien des gènes), de la chimie du carbone ou de la présence d’eau. C’est incroyablement simple : elle ne nécessite que quelques ingrédients et c’est le seul moyen de générer de la vie.

Une image mentale de cette photo de notre alien, montrant des entités apparemment conçues pour s’adapter à leur environnement, commence à se former. Nous ne pouvons pas dire si l’image granuleuse de l’alien aura des yeux, des membres ou sera vert. Ce n’est pas le genre de prédiction que la théorie de l’évolution peut faire. Mais la sélection naturelle nous dit que ses formes, ses objectifs et ses voies d’évolution sont limités.

L’exemple ci-dessus illustre bien ce que nous appelons l’octomite : un conglomérat d’entités autrefois distinctes travaillant désormais de concert pour survivre, se reproduire et évoluer. Comment pourrions-nous reconnaître un alien ? Il inclurait une hiérarchie d’entités, les intérêts de chaque niveau inférieur étant alignés sur les composants des niveaux supérieurs. La photo que nous envisageons montrerait la division du travail, avec diverses parties spécialisées dans diverses tâches de manière mutuellement dépendante.

Ce travail d’intégration de la théorie de l’évolution dans notre boîte à outils astrobiologique ne fait que commencer. Que peut encore dire Darwin à propos des extraterrestres ? Vraisemblablement beaucoup. La photo, si et quand elle viendra, sera quelque chose de totalement exotique à l’oeil nu. Mais pour l’étudiant en biologie évolutive, cette photo lui semblera étonnamment familière.

Traduction d’un article sur Aeon par Samuel Levin, étudiant de troisième cycle en zoologie à l’université d’Oxford.

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