Gaïa et l’intelligent design

Posté par Timothée le 16 Apr 2008 dans , , , 6 commentaires

Dans son dernier article paru sur le blog de propagande néo-créationniste Overwhelming evidence, Denyse O’Leary s’est penchée sur le cas d’un sujet qui m’intéresse tout particulièrement, la très fameuse hypothèse Gaïa. Et comme a son habitude, elle part d’un fait scientifique pour tenter de nous montrer que nous sommes le résultat d’un design.

Partons du commencement, et replongeons nous dans un peu de théorie. L’hypothèse Gaïa [1] revient à dire que la biosphère et l’atmosphère sont en interaction forte, et que la terre est globalement en homéostasie. C’est une hypothèse forte, qui a donné lieu a un travail théorique et expérimental important.

La partie que je connais bien de ce travail, c’est l’hypothèse CLAW [2], qui explique comment le phytoplancton peut, à travers la métabolisation et le relargage de composés sulfurés, réguler la couverture nuageuse locale, et la température de surface de l’océan.

Ce modèle est présenté dans l’illustration de gauche, partie “Hypothèse CLAW”. Il fonctionne de la manière suivante : quand le soleil réchauffe l’océan, les colonies de phytoplancton sont stimulées, et produisent des molécules [3] qui favorisent la formation des nuages. Ces nuages vont diminuer le rayonnement solaire incident, et donc abaisser la température de l’eau de surface [4]. Cette diminution de température n’avantage pas le phytoplancton, qui va décroître. De fait, on a moins de composés formant les nuages qui sont émis, et le rayonnement incident augmente. L’eau de surface se réchauffe, et le cycle est reparti. Il existe un rétrocontrôle négatif, qui va stabiliser le système, et maintenir l’homéostasie.

C’est à ce moment là que Denyse O’Leary se pose des questions : Pourquoi les partisans […] de l’hypothèse Gaïa ne supportent-ils pas le dessein intelligent?

Il est vrai que quand on regarde ce système avec un oeil d’évolutionniste, on est choqué de voir que l’apparition de la métabolisation des composés sulfurés qui vont, au final, former les nuages, n’est pas évidente [5]. Dans l’orthodoxie Darwinienne la plus stricte, elle est même éminemment discutable. Nous avons des organismes qui, par leur métabolisme, vont apporter des bienfaits à une communauté. A moins d’accepter qu’il existe effectivement une sélection de groupe [6], il faut aller chercher des hypothèses pour expliquer le rétrocontrôle négatif.

Denyse O’Leary, vous vous en doutez, a une réponse toute prête :

surely the Gaians do not believe that this balancing act is all just some big accident. And if they do, they are undercutting their own position[7]

Le système est très bon, certes, et pour autant que je puisse en juger, il a étonné — outre moi — les deux miens enseignants auxquels je l’ai présenté (et qui, pourtant…). Mais il a une explication toute simple (au moins pour la facette “composés sulfurés”, mais après lecture, on trouve des explications aux autres aspects). Faire des nuages, c’est condenser de la masse d’eau, et la reprécipiter sous forme de pluie. Et dans les éléments dissous dans cette pluie, on trouve notamment du nitrogène, qui est un facteur limitant pour la croissance du bactériophytoplancton dans les couches océaniques supérieurs. La solution est simple : tu veux du nitrogène? Make it rain!

D’autre part, en augmentant la couverture nuageuse, vous créez une barrière contre les UV, qui ont tendance à être mutagènes (formation de dimères pyrimidiques dans l’ADN, fortement délétères).

Vous objecterez avec raison — et Denyse O’Leary aurait pu le faire si elle avait daigné se documenter un peu — que cette hypothèse d’acquisition de nutriments couplée à une protection contre les radiations est bien jolie, mais qu’elle reste difficile à gober à large échelle, pour deux raisons.

D’une part, la dépendance au nitrogène et la susceptibilité aux UV ne sont pas des constantes, et que toutes les souches ne sont pas égales. D’autre part, vous auriez le droit de lever votre grand panneau sur lequel est inscrit “Intérêt personnel immédiat?”.

Mais ne nous affolons pas, tout va s’expliquer en ajoutant des paramètres au modèle. Hamilton et Lenton [8] ont remarqué que l’augmentation de la couverture nuageuse entraînait, outre — où alors en plus de, je ne suis pas climatologue — une modification du bilan radiatif, un changement dans les vents de surface. Ces vents vont aider le bactériophytoplancton à se disperser, et donc à se répandre dans de nouvelles niches. Ce qui, vous l’aurez compris, est une augmentation de sa fitness[9].

Et en plus, si on se disperse, on évite de se faire décimer par des virii, qui utilisent la technique du killing the winners, s’en prennant aux populations très denses [10].

On peut donc expliquer la mise en place de ce rétrocontrôle de manière graduelle (des souches qui commencent à modifier le climat à faible dose, sont sélectionnées, gagnent en importance, et ainsi de suite), sans recourir à l’explication d’un designer. Evidemment, ça demandait un peu de réflexion, et plus je lis O’Leary, plus je me dis qu’elle ne comprendra rien d’autres que les écritures…

Notes

  1. Enoncée par James Lovelock, en 1969, dans Gaia: A New Look at Life on Earth, et reprise plus tard par Lynn Margulis []
  2. Charlson, Lovelock, Andreae & Warren(1987) Oceanic phytoplankton, atmospheric sulphur, cloud albedo and climate Nature 326 []
  3. La circulation de ces molécules dans le réseau trophique est connue, mais nécessiterait un billet à elle seule []
  4. dans la couche trophique []
  5. Simó, R (2001) Production of atmospehric sulfur by oceanic plankton : biogeochemical, ecological and evolutionary links. Trends Ecol Evol 16(6) — une bonne revue du problème []
  6. Et dans l’orthodoxie, qui se base sur la recherche du bénéfice individuel immédiat, ce n’est pas évident à accepter []
  7. Probablement que les Gaïans ne croient pas que cette balance est uniquement un accident. Et si ils le faisaient, ils sous-estimeraient leur propre position. []
  8. Hamilton & Lenton (1998) Spora and Gaia : how microbes fly with their clouds Ethol Ecol Evol 10 []
  9. En gros, la capacité à produire des petits-enfants []
  10. Pernthaler J (2005) Predation on prokaryotes in the water column and its ecological implications Nature Reviews Microbiology 3 — par exemple, ou directement la figure 4 de ce papier []

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6 commentaires

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  1. Questions:

    quand tu écris que le phytoplancton est stimulé par le soleil, s’agit-il d’une réponse spécifique à la chaleur ou du pur effet de la croissance?

    Le plancton peut-il faire autrement que produire ces composés sulfurés?

    Y a-t-il équivalence entre couverture nuageuse et volume de précipitations?

    Par nitrogène, tu veux dire azote? les virii, c’est quoi?

  2. Pour la croissance, je dirais que… ça doit être un effet de la température (c’est en tout cas le cas dans anti-CLAW : la trop forte température les inhibe).

    Le plancton peut-il faire autrement que de les produire? Il faudrait placer des souches dans un milieu sans DMSP (c’est de lui qu’on parle) et voir ce qui se passe. Il y a de toute manière d’autres voies de production (des bactéries intestinales de poisson arrivent à convertir le DMSP en DMS).

    L’équivalence couverture nuageuse / volume de prep doit être très approximative, il faudrait qu’on climatologue passe dans le coin et nous le dise (mais si je me souviens bien des papiers, il y a une bonne corrélation).

    Pour nitrogène, je veux dire azote au sens large (ce qui est facilement métabolisable).

    Virii : pl. virus.

  3. mmm… pas très orthodoxe en latin! ;-)

  4. Je l’ai toujours vu écrit comme ça… tu aurais mis quoi?

  5. “virus” cest le pluriel de “virus” en français, mais suivant la 2ème déclinaison en latin, ce serait “viri” (je n’ai jamais vu “virii”, mais je veux bien croire que c’est utilisé)

  6. Hello ! Autant que je me souvienne le DMSP est un osmorégulateur pouvant remplacer la glycine bétaïne en milieu pauvre en azote, les Haptophytes en produisent ainsi en culture ; et beaucoup de micro-algues produisent du DMS (à l’exception de la plupart des diatomées) par métabolisation du DMSP. Il faudrait vérifier mais ce n’est pas du nitrate qui retombe principalement lors des tempêtes induites par ce phénomène ? D’ailleurs petit détail amusant, il a été montré que les blooms d’Haptophytes en mer du Nord étaient ainsi responsables de pluies acides en Ecosse, Irlande et Scandinavie !
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