Pipi et éco-évolution

25 septembre 2014,

vache qui pisse gravurepar Ghislain Nicaise

Pourquoi pissons-nous ? L’évolution qui nous a conduit à excréter nos déchets azotés sous forme d’urée était-elle un avantage pour nos organismes de mammifères, ou plutôt pour l’écosystème qui nous abrite ? Les lignes qui suivent ne concernent que l’évolution du vivant, même si je n’oublie pas qu’elle n’est que le prolongement d’une évolution de la matière « inanimée ». Le consensus majoritaire chez les biologistes depuis le milieu du XXe siècle est la Théorie Synthétique de l’Evolution, qui intègre les contributions de nombreux auteurs (1). On peut se demander pourquoi la notion de sélection naturelle, due à Charles Darwin, est considérée comme un élément essentiel pour expliquer l’évolution et pourquoi si l’on doit retenir un auteur, c’est le nom de Darwin qui est retenu. Malheureusement les critiques du darwinisme les plus tapageuses viennent de mouvements créationnistes qui défendent activement au nom de la religion une interprétation littérale de la Genèse.

Qu’il s’agisse de la sélection naturelle ou de sa variante la sélection sexuelle, le point de vue développé par la Théorie synthétique est centré sur l’individu, son aptitude à la survie dans un milieu hostile et compétitif. Cette optique que l’on pourrait qualifier d’idéologique plutôt que scientifique minimise par exemple l’importance de la symbiose. Qu’est-ce que la symbiose ? L’exemple de symbiose qui vient à l’esprit est celui de l’algue et du champignon pour donner le lichen, un super-organisme qui sera indiscutablement avantagé par la sélection naturelle. Il est en revanche moins connu, en dehors des amphis de biologie, que nos cellules sont le fruit d’une symbiose entre des bactéries (2). Pour faire simple.

Les organismes, symbiotiques ou non, sont intégrés dans des écosystèmes et la survie des individus est en grand péril si l’écosystème est perturbé ou détruit. Le daim mange les feuilles et les écorces de la forêt, les grands carnivores (loup, lynx) mangent les daims. Si les grands carnivores disparaissent, les daims pullulent jusqu’à détruire la forêt, c’est ce qui a été observé par exemple au nord-est des USA. Si on laisse les daims détruire la forêt, il n’y aura plus de daims. Si l’on se limite au point de vue de l’individu, on peut déplorer l’effet destructeur d’un prédateur; ce prédateur sera néanmoins nécessaire à la survie de l’espèce dont il se nourrit. Les interrelations à l’intérieur des écosystèmes sont généralement bien plus compliquées que l’exemple choisi du daim, du loup et des arbres. Il est admis que les écosystèmes les plus complexes sont les plus durables (3), ce sont ceux qui ont été retenus par la sélection naturelle, c’est la notion principale qui sous-tend l’objectif de préservation de la biodiversité. Les écosystèmes sont ainsi soumis à une sélection, dont la pression peut avoir des effets différents de celle qui s’exerce sur les individus.

Dans « The revenge of Gaia« , James Lovelock prend un exemple simple pour illustrer la pensée systémique, qu’il défend (citations traduites, en italiques). Cette approche s’oppose à la pensée réductionniste qui a dominé les deux derniers siècles de recherche scientifique. La question est : qu’est ce que pisser a à voir avec le gène égoïste ? (4). Lovelock évoque les tabous qui entourent la fonction urinaire et qui ont obscurci une éventuelle compréhension de la signification évolutive de cette fonction, puis passe au coeur du sujet. Pourquoi pissons nous ? Le besoin de se débarrasser de déchets comme le sel en excès, l’urée, la créatinine et d’autres produits du métabolisme est évident mais ce n’est qu’une partie de la réponse. Peut-être pissons nous pour des raisons altruistes. Si d’autres animaux et nous-mêmes ne fournissions pas l’urine, une partie de la vie végétale de la Terre pourrait être en manque d’azote. Est-il possible qu’au cours de l’évolution de Gaia, le grand système terrestre, les animaux aient évolué pour excréter l’azote sous la forme d’urée ou d’acide urique au lieu d’azote gazeux ? Pour nous l’excrétion d’urée représente un gaspillage conséquent d’énergie et d’eau. Pourquoi développerions nous une fonction qui nous désavantage si ce n’est pour des raisons altruistes ? L’urée est le déchet du métabolisme de la viande, des poissons, des fromages et des haricots que nous mangeons ; tous sont riches en protéines, constituant majeur de la vie… L’urée est une molécule simple, une combinaison d’ammoniac et de CO2 (NH2-CO-NH2)… Pourquoi avons-nous évolué pour excréter l’azote sous cette forme ? Pourquoi ne cassons nous pas l’urée en gaz carbonique, eau et azote gazeux ? Il serait bien plus facile d’excréter l’azote par la respiration, et cela économiserait l’eau nécessaire pour l’excrétion de l’urée; oxyder l’urée ajouterait même un peu d’eau, sans parler du gain en énergie.

Regardons les chiffres. Cent grammes d’urée ont une valeur métabolique de 90 kilocalories… Mais si au lieu de les consommer on les passe dans l’urine, il faut plus de 4 litres d’eau pour excréter ces 100 g d’urée à une dilution non toxique. Normalement, nous excrétons environ 40 g d’urée par jour dans un litre et demi d’eau. Vous pourriez penser que ce n’est pas un gros problème mais imaginez des animaux vivant dans une région désertique pauvre en eau et en nourriture. Si un mutant apparaissait, capable de métaboliser l’urée en azote, gaz carbonique et eau, il en tirerait un avantage considérable et serait probablement capable de laisser plus de descendants que ses concurrents excrétant l’urée. Si l’on applique une interprétation simpliste de la théorie darwinienne, la sélection favoriserait cette mutation, elle se répandrait rapidement et deviendrait la norme.

A ce point, un biochimiste sceptique dirait « Ne réalisez-vous pas que les produits d’oxydation de l’urée sont un poison et que c’est la raison pour laquelle nous excrétons l’azote sous forme d’urée ? ». Ma réponse serait « Racontez cela aux bactéries qui transforment les molécules azotées en azote gazeux, et qui sont abondantes dans le sol et les océans ». De plus, une symbiose avec des organismes dénitrifiants pourrait être aussi bonne ou meilleure que d’essayer de métaboliser l’urée nous-mêmes.

Ainsi l’urée est un gaspillage pour nous et la gaspiller nous fait perdre une eau et une énergie précieuses. Mais si nous ne pissions pas et rejetions l’azote sous forme de gaz (5), il pourrait y avoir moins de plantes et nous en serions affamés. Comment avons-nous évolué pour être si altruistes et avoir développé un intérêt bien compris ? Peut-être y a-t-il de la sagesse dans les oeuvres de Gaïa et dans la manière dont elle interprète (la théorie du) gène égoïste.

L’ironie de Lovelock dans ces deux dernières phrases est un pied de nez adressé à Dawkins et aux ultra-darwiniens (4). Que sa spéculation sur l’urée corresponde ou non à une réalité, elle illustre bien pour moi le caractère fécond d’une pensée systémique et la nécessité de secouer le carcan idéologique du néo-darwinisme. La production d’urine n’est pas une fonction optimale pour l’individu, mais elle est peut-être importante pour les écosystèmes dans lesquels évoluent les mammifères.

Au delà de la réflexion biologique, et essayant de ne pas la contredire, l’écologisme (l’écologie politique) est une entreprise qui a pour but de maintenir un écosystème favorable à notre espèce. Cette tâche n’est pas facile tant le culte de l’individu égoïste imprègne la culture dominante, de droite comme de gauche. On peut prendre pour exemple de cet égoïsme la difficulté à traiter le problème de la mort, ou encore la question posée, particulièrement dans notre pays, par l’encouragement financier aux familles nombreuses. Autre exemple, la revendication du droit à l’enfant, qui justifie la gestation pour autrui (GPA), n’est remise en cause que dans une perspective religieuse ou au moins humaniste, très rarement d’un point de vue écologique. Ce que l’on nomme habituellement humanisme n’est d’ailleurs que la défense de l’individu humain, pas de l’espèce humaine et l’écologie « profonde » est regardée avec une extrême méfiance par la plupart de mes amis écologistes car soupçonnée d’être plus « naturiste » qu’humaniste. Ils devraient méditer l’exemple des daims qui mangent la forêt et qui n’ont plus de prédateurs (6). Je dois cependant admettre que ce n’est pas simple : mes convictions libertaires me rendent également soupçonneux envers tous ceux qui agissent aux dépens des individus au nom de l’intérêt général.

Ghislain Nicaise

(1) La Théorie synthétique intègre le transformisme de Jean-Baptiste de Lamarck (discrètement), la sélection naturelle des espèces de Charles Darwin (avec un poids considérable, qui résulte probablement en partie de l’excellence scientifique des anglophones mais aussi de l’idéologie libérale), la séparation du soma et du germen d’August Weismann, les mutations d’Hugo de Vries, la sélection naturelle des gènes de Theodosius Dobzhansky, les lignées de fossiles de George Gaylord Simpson, la structure de l’ADN de James Watson et Francis Crick … pour faire court car bien d’autres chercheurs ont bien entendu contribué à cette élaboration. Cette théorie a été très clairement résumée par Jacques Monod comme le fruit du hasard et de la nécessité : les mutations se font au hasard sur la molécule d’ADN, la sélection élimine celles qui sont défavorables. Parmi les contributions plus récentes qui perturbent un peu le tableau, on peut noter la théorie neutraliste de Motoo Kimura, qui insiste sur la dérive des gènes, minimisant le rôle de la sélection, et la théorie des équilibres ponctués de Stephen Gould, qui révèle que les nouveaux plans d’organisation du vivant apparaissent subitement et non par changement progressif, contrairement à ce que proposait Simpson par exemple.

 (2) Cette notion allait un peu à contre-courant de l’idéologie néodarwinienne (cependant pas du principe de sélection naturelle) ; avant d’intégrer le corpus des connaissances admises elle a rencontré de vives oppositions pendant des années, étant par surcroît développée par une femme. Cette professeure d’Université du Massachusetts, Lynn Margulis, a collaboré avec Lovelock et l’a aidé à mettre en forme l’hypothèse Gaia, hypothèse encore peu discutée en France. Il est remarquable qu’il n’y a pas de rubrique portant le nom de Margulis, ni celui de Lovelock dans le Dictionnaire du Darwinisme et de l’Evolution dirigé par Patrick Tort, somme de près de 5000 pages en petits caractères, publiée en 1996, plus de 20 ans après la publication de leur hypothèse.

 (3) Ceci ne veut pas dire que ces écosystèmes sont figés, ils évoluent en permanence si l’on veut bien prendre en compte l’hypothèse de la reine rouge.

(4) Le gène égoïste est le titre d’un ouvrage célèbre de Richard Dawkins, illustrant avec talent la pensée néo-darwinienne réductionniste. Pour simplifier: nos organismes ne sont que l’instrument des gènes qui se débrouillent en nous utilisant pour survivre et se multiplier. Dawkins s’est d’ailleurs opposé à l’hypothèse Gaïa en arguant qu’elle impliquait des comportements altruistes ou, pire, la concertation consciente d’un impossible syndicat de microorganismes. Lovelock y a répondu en produisant le modèle Daisyworld (le monde des pâquerettes ou Floréale), dans lequel des pâquerettes de deux couleurs suffisent pour réguler la température de leur planète, sans bien entendu qu’elles en aient conscience.

(5) ndt : Comme nous le faisons normalement avec le gaz carbonique lorsque nous digérons les sucres.

(6) Comparaison n’est pas raison dit l’adage, mais on peut sans risque étendre cet exemple : l’espèce humaine s’est débarrassée de ses prédateurs, si on laisse l’espèce humaine consommer l’écosystème qui la nourrit, il n’y aura plus d’humains. Il y a toujours des superprédateurs en fin de chaine alimentaire mais ils sont généralement très peu prolifiques : on peut imaginer que s’ils ne l’avaient pas été ils auraient entrainé leur propre disparition par effondrement de leur écosystème. En cas de surpopulation, ils peuvent aussi être régulés par bien plus petits qu’eux, les virus et les bactéries.