, c'est un peu juste. Par son observation des spermatozoïdes dans la semence masculine, il apportait des arguments aux animaculistes préformationistes, mais il ne semble pas d'ailleurs qu'il se soit douté de leur rôle, ni de la querelle sur la forme. C'est Spallanzani qui démontrera la rôle des spermatozoïdes dans la fécondation chez la grenouille (1777) alors qu'il était paraît-il un oviste convaincu; la fusion des cellules n'étant observée qu'en 1875 par Hertwig.

Réponse de l'exercice d'application sur les BRs

Plutôt que de considérer qu'il existe un unique effet moyen pour toutes les racines, mais variable et opposé selon la concentration, on peut d'abord considérer qu'il existe deux effets : l'un activateur, l'autre inhibiteur.

L'effet activateur s'exprime aux deux concentrations de BR puisque le CV (qui exprime la réduction de la variabilité autour de la valeur moyenne) est plus faible lorsque la croissance est moins inhibée dans les racines adventives qui globalement ont une croissance inhibée. Le sens de la relation entre moyennes et CV révélerait donc un effet activateur direct (permanent).

L'effet inhibiteur, apparent seulement aux fortes concentrations de BRs (et ce, bien au-delà des concentrations physiologiques), serait un artefact expérimental qui masquerait l'effet activateur. Cet effet inhibiteur serait indirect puisque non permanent.


accueil, panorama, cours lycée	Introduction : des mutations très instrumentalisées 1 - Une histoire en 3 étapes : mutations héréditaires, géniques et chromosomiques 1.1 la mutation comme changement brusque héréditaire 1.2 la mutation comme variation allélique 1.3 les mutations géniques dans la théorie de l'information génétique 1.4 les variations caryotypiques cadrant mal avec une théorie des mutations 2 - Discussion 2.1 un article fondateur peu convaincant: Luria et Delbrück, 1943 2.2 pour sortir de la vision chimique de la vie 2.3 la méthode sélective en accusation 2.4 des statistiques assourdissantes 3 - Comprendre la variation en biologie ... une question ouverte 3.1 l'approche fonctionnelle mathématique 3.2 l'approche par le changement 3.3 points de vue 4 - Explorer la variation individuelle par l'expérience 4.1 - Historique 4.2 - Deux exemples 4.3 - Mesurer la variabilité 4.4 - Une nouvelle épistémologie à construire		(en travaux)
Plan			page simplifiée pour les secondes : Les mutations

Introduction : des mutations très instrumentalisées
Qu'est-ce que la vie ? Qu'est-ce qu'un gène ? Les 4 causes d'Aristote en SVT Biologie théorique Cours de première: partie historique	Popularisé par les séries télévisées (des X-files ou X-men en passant par les Spiderman et autres comics....) l'idée de mutants - et surtout de mutants humains - a d'abord été un simple prolongement *de science-fiction* des interprétations de l'hérédité mendélienne et morganienne : une mouche avec une paire d'ailes supplémentaires, une bactérie capable de résister à un antibiotique... L'imaginaire s'est vite déchaîné et l'on en est venu à considérer que les élucubrations de la science-fiction n'étaient peut-être pas si éloignées que cela d'un futur proche. Ceci une idée scientifiquement erronée.	Il y a de quoi s'alarmer devant la naïveté de certains raisonnements d'élèves, ou même de pédagogues qui s'appuient sur les programmes de l'enseignement secondaire. Ceux-ci, en effet, véhiculent des visions simplistes sur le programme génétique ou sur le programme de développement. On a tenté, depuis les années 2000, de modérer ce travers à l'aide des termes "environnement" et "épigénétique" , mais sans grand succès, étant donné que l'on est resté, dans la plupart des cas, à la présentation d'un être vivant comme machine moléculaire dont le comportement est déterminé par un programme (génétique) sous le contrôle de l'environnement (épigénétique). Il y a une profonde méconnaissance de la richesse de la recherche en épigénétique et de la remise en cause de la théorie de l'information génétique - dans sa version scolaire - qu'elle suppose (voir quelques pistes sur la biologie systémique ou encore la biologie autonome dans la page de biologie théorique et celle sur la science).	http://epigenomique.free.fr/fr/index.php épigénèse/préformation... une riche histoire de ces mots (voir remarque en bas de page) Dans le cadre de la théorie de l'information génétique, la *mutation* est un changement de l'information génétique (au sens le plus restreint de séquence de l'ADN), qui détermine donc (par causalité matérielle) un changement plus ou moins important, voire non apparent, chez l'être vivant.
	D'une façon paradoxale, cette vision, même reconnue comme inexacte, est, à mon avis, volontairement colportée par ceux qui y trouvent un appui pour leur attitude philosophique de rejet de la notion de cause (voir les 4 causes) en s'efforçant d'y substituer un hasard (qui joue en fait le rôle de la fin). Ils s'appuient en effet sur le hasard (des erreurs non corrigées...) pour expliquer l'apparition des mutations mais invoquent le plus souvent un déterminisme (qui diffère de la causalité) pour le passage du génotype au phénotype (il y a des exceptions notamment la vision probabiliste de Kupiec, mais sa vision reste, je crois, un matérialisme qui rejette toute causalité autre que matérielle). Il est peu crédible de donner un sens à l'information génétique, tout en refusant d'en donner un à la variation.	Une autre raison plus politique et surtout économique des efforts de certains pour favoriser cette vision étroite de la mutation repose sur l'implication de ses promoteurs dans la technologie génétique : recherche de gènes impliqués dans telle ou telle maladie, manipulations génétiques et surtout OGM... la théorie de l'information génétique est défendue par ceux qui ont réalisé des investissements colossaux et se sont engagés dans une entreprise parfois très immorale dans le but de contrôler l'alimentation et la santé des hommes. En effet, si la théorie de l'information génétique n'est plus guère satisfaisante scientifiquement, il n'en reste pas moins qu'elle a donné naissance à une technologie génétique efficace, même si elle reste aléatoire, et sur laquelle repose l'espoir de grands profits... financiers.	Sans entrer dans l'aspect politique, je vais m'attacher à corriger, scientifiquement, cette manière stérilisante de présenter la mutation, particulièrement faussée, historiquement et expérimentalement. Je présenterai quelques ouvertures après un essai de panorama "historique".

1 - Une histoire en 3 étapes : mutations héréditaires, géniques et chromosomiques
Les étapes sont une sorte d'artifice de présentation (je n'ai pas de prétention historique - au sens d'un véritable travail d'histoire des sciences- sur cette question complexe).	1.1 la mutation comme changement brusque héréditaire
ancienne page sur l'histoire de la génétique cours de terminale de spécialité TD- Mendel, Johannsen, de Vries (partie 4 : travaux de Jan Sapp)	Il semble que ce soit Hugo de Vries (1848-1935) (qui travaille sur Œnothera lamarckiana) qui utilise la première fois le terme de *mutation* dans un sens biologique en nommant ainsi le changement brusque de caractères observé dans une descendance. Il développe la théorie selon laquelle les mutations président à l'apparition de nouvelles espèces. De Vries utilisera le terme de pangène pour désigner les particules héréditaires qui seront finalement nommées *gènes* (le sens actuel est différent sauf si on ajoute le qualificatif "héréditaire") selon la proposition du biologiste danois Wilhem Johannsen (1857-1927).	Je ne crois pas me tromper en affirmant qu'historiquement le terme de mutation désigne plutôt, à l'origine, un phénomène qui atteint l'ensemble de l'être vivant (qualifié alors de muté) et non pas une particule ou une molécule. La référence à la théorie de l'évolution l'insère même dans le cadre plus général d'une théorie de la variation (que nous traiterons plus bas).	On notera qu'il est sous-entendu que ce nouveau caractère est lui-même héréditaire (héritable ou transmissible à la descendance donc stable). On voit donc combien on est là dans une théorie de la descendance. (voir page sur l'hérédité)
	Les mutations observées par De Vries ne donnent pas n'importe quoi, mais au contraire des formes stables. Comme il ne les observe que chez quelques espèces, et à certaines périodes de la vie de l'espèce, il affirme la fixité de l'espèce (ce qui peut être considéré comme une conception typologique), les mutations faisant passer brusquement d'une espèce à une autre (c'est une théorie de la mutation, mais qui évacue l'évolution des espèces: elle est fixiste). Même si cette vision saltatoire de la mutation est aujourd'hui abandonnée, la théorie de De Vries a joué un grand rôle dans l'histoire du darwinisme. De nos jours ce type de mutation reste largement inexpliqué par la génétique moléculaire.	« Il est très étonnant que les diverses mutations Œnothères offrent un grand degré de régularité; il n'y a pas de chaos de formes, ni de déviations mal définies à tous les degrés et dans toutes les directions; au contraire, il est évident, à première vue, que le phénomène tout entier est régi par des lois très simples. (H. De Vries, Espèces et variétés, 351)»	Histoire de la notion de vie, André Pichot, 1993, Gallimard, pp 921s
	Il est important de noter combien la stabilité est associée à la variabilité dans cette vision héréditaire de la mutation. La *mutation* est un changement brusque et stable d'un caractère (ou d'un ensemble de caractères) héréditaire(s), apparu chez un nouvel être vivant à l'issue d'une reproduction.	image d'après http://www2.ville. montreal.qc.ca /insectarium/toile /nouveau/gest/ uploaded/ 28879.gif
	1.2 la mutation comme variation allélique
théorie chromosomique de l'hérédité cours de terminale de spécialité hérédité	Sans que l'on puisse déterminer de façon nette, et surtout datée, un changement de sens, la mutation se comprendra ensuite, dans la théorie chromosomique de l'hérédité (weismannienne), comme un changement au niveau du *gène* (au sens de gène héréditaire bien sûr).	Les mutations sont la cause de la variation allélique: les nouveaux allèles (forme des gènes) apparaissent par mutation; ils sont ensuite transmis fidèlement par la reproduction sans altération. Tous les allèles, sauf les allèles sauvages, sont donc le résultat de mutations dans une telle théorie héréditaire (on voit que pousser ce raisonnement à l'extrême est peu convaincant). Pour les eucaryotes les gènes sont souvent notés avec une seule lettre (minuscule pour les allèles récessifs et majuscule pour les allèles dominants, le sauvage étant souvent agrémenté d'un + en exposant: par exemple, W⁺ indique la couleur rouge des yeux de la drosophile, w pour white, la couleur du mutant le plus fréquent). Pour les procaryotes les groupes de gènes intervenant pour un même produit sont nommés par trois lettres (par exemple lac), suivies par une lettre majuscule indiquant le gène (lac Z); l'allèle sauvage est lui aussi affecté d'un exposant + (lac Z⁺) et les allèles mutés par - ou d'autres sigles en exposant.	La théorie chromosomique de l'hérédité (Weismann puis De Vries et Morgan...) repose donc sur un système stable de transmission héréditaire (les gènes, portés par les chromosomes) et un système de variation allélique (les mutations). Si le support matériel particulaire est affirmé (le chromosome comme groupe de liaison, voir cours de TS), le support moléculaire éventuel reste alors inconnu. Inséparables de la variation allélique, les réarrangements au sein des chromosomes après cassure (crossing-over et autres recombinaisons), sont parfois considérés comme des mutations chromosomiques (voir ci-après).
Un exemple très simplifié de correspondance entre la carte factorielle et la carte cytologique établie à partir des bandes colorées sur le chromosome X géant de la drosophile (Nathan, TC, TD, 1983)
	1.3 les mutations géniques dans la théorie de l'information génétique
		source principale: *Analyse génétique moderne*, Griffiths et al., 2001, DeBoeck Université, ch 7 et 8
voir la partie historique du cours de 1èreS vocabulaire pour les gènes héréditaires et moléculaires : annexe au cours de 1èreS	Vers les années 1940, dans le cadre de la *théorie de l'information génétique, les biologistes moléculaires vont tenter de fusionner le gène héréditaire* et le gène moléculaire. Cette fois encore on superpose la *stabilité* de l'expression et de la transmission de l'information génétique à la *variation* (mécanisme supposé aléatoire, vis-à-vis de ce qui est supposé stable: l'information, représentée par la séquence du gène moléculaire, ce qui est très différent du caractère considéré dans la théorie chromosomique).	Ces *mutations géniques* ont un sens construit a posteriori qui repose strictement sur la notion de gène moléculaire, avec, comme fondement matériel, la fragilité de l'ADN ou la variabilité des mécanismes cellulaires de synthèse ou de transcription de ce même ADN. Elles n'ont souvent de sens expérimental que pour les bactéries !!!! La généralisation à tout organisme vivant est problématique. La "première" (?) mutation historique présentée par De Vries chez Œnothera, sera associée à une recombinaison génétique par translocation.	Les mutations des survivants à l'application d'un agent mutagène: + très étudiées chez le poisson-zèbre (voir références) + pour des données utilisables en TP voir le site de Didier Pol pour les mutants chez Saccharomyces
La *mutation génique* est un changement de l'information génétique (au sens le plus restreint de la seule séquence de l'ADN), déterminant un changement plus ou moins important, voire non apparent, chez l'être vivant.	Même si je pense qu'il est dépassé (je reporte la discussion au chapitre suivant), ce type d'explication n'est pas à rejeter totalement, surtout du fait de la cohérence du pouvoir explicatif du modèle proposé. Le passage d'une mutation comme changement phénotypique à une mutation comme changement génotypique s'est fait progressivement. Le terme est maintenant employé avec des sens différents et recouvrant parfois des visions incompatibles.		Les paragraphes ci-dessous présentent différentes approches qui se superposent plus ou moins.
	a - les mutations selon leur origine lointaine (même si la part de l'un ou l'autre type peut difficilement être évaluée):
Il est d'usage de considérer deux types de mutations :	* Les mutations spontanées (sans que l'on ai soumis l'organisme à un agent mutagène) sont considérées comme dues à - des erreurs dans les mécanismes de réplication de l'ADN (ou des systèmes de correction), - des lésions spontanées (dépurination, désamination, bases endommagées par oxydation...), ou - l'insertion ou l'excision d'éléments génétiques transposables.	* Les mutations induites (avec soumission à un agent mutagène) : pouvant être dues - au remplacement d'une base, - à la modification d'une base qui empêche un appariement correct (méthylation, agent intercalant...), ou - à une altération de bases (système SOS, lumière UV, aflatoxine...).	Il va sans dire que ces deux types de mutations peuvent être naturelles étant donné que l'on considère qu'il existe dans la nature de nombreux agents mutagènes, à commencer par le rayonnement u.v.. Cette distinction repose donc plutôt sur l'observation de la fréquence des mutations. Une fréquence élevée laissant supposer la présence d'un mutagène. Cependant, certaines souches présentent naturellement une forte instabilité.
	b - les mutations selon leurs conséquences sur la synthèse des produits génétiques (le gène moléculaire étant une unité fonctionnelle synthétique)
Les *substitutions* dans les gènes de structure du protéome	Les mutations *silencieuses, quelle qu'en soit la cause, provoquent un changement de la séquence de l'ARNm qui ne se traduit, du fait de la redondance du code génétique par aucun changement dans l'expression du gène moléculaire (même acide aminé ou autre codon stop). Les mutations faux-sens* conduisent au remplacement d'un aa par un autre. Les mutations non-sens conduisent à l'arrêt de l'allongement de la chaîne polypeptidique du fait du remplacement d'un codon correspondant à un aa par un codon stop.	Les conséquences phénotypiques de telles mutations ne sont pas forcément simples. Il ne faut pas avoir une vision strictement moléculaire (et scolaire pour ainsi dire) car on sait bien que la séquence primaire des peptides ne détermine pas de façon absolue leur fonction. Dans certains cas très particuliers, on a pu mettre en évidence qu'une seule mutation ponctuelle, avec un changement d'aa, était à l'origine d'une protéine non fonctionnelle (ex de l'HbS), mais cela ne semble pas du tout être le cas général. Les protéines présentent de nombreux variants fonctionnels (même si leur efficacité peut elle aussi varier indépendamment de la séquence) et l'on sait, notamment, que certaines protéines gardent leurs propriétés, même si elles sont mal ou partiellement repliées. Un changement d'aa, ne modifiant pas la fonction, est qualifié de *substitution synonyme*. L'univocité de la relation entre fonction et séquence primaire ne peut donc s'appliquer qu'à des sites très particuliers, sensibles ou actifs, d'un certain nombre de protéines.
Les autres mutations	Les *additions* ou les *délétions* (ponctuelles ou non) de bases peuvent avoir des conséquences nettement plus importantes que les simples substitutions notamment dans le cas d'un *décalage du cadre de lecture*, tous les codons étant susceptibles d'être changés en aval d'une addition ou d'une délétion.	Les conséquences des mutations dans les *séquences régulatrices* et autres séquences non codantes sont difficile à évaluer, même du point de vue théorique. Par exemple les mutations au niveau des sites d'épissage (*splice-site* : dans ce type de mutation des nucléotides sont insérés ou délétés juste au niveau des sites d'épissage, ce qui empêche le bon déroulement de cette phase de maturation des ARNm).	voir par exemple l'étude systématique des mutations dans le gène HGO dans le cas de l'alcaptonurie avec pour conséquence la mise en évidence de l'absence de déterminisme simple entre génotype et phénotype
	c - les réarrangements de l'ADN des procaryotes
Ces réarrangements sont parfois classés avec les "mutations chromosomiques", à tort, puisque le terme de chromosome est tout à fait inadapté pour les procaryotes.	Du fait des moyens investis et du foisonnement des modèles concernant l'organisation dynamique du matériel génétique des Procaryotes, je ne prétends pas ici être à jour des derniers développements. Voici juste quelques questions qui n'ont pour but que de montrer l'évidence de l'inadéquation de l'emploi du terme de mutation pour désigner des changements au niveau de l'ADN de ces organismes. Il faut d'abord souligner que l'ADN d'un Procaryote se présente souvent sous la forme de plusieurs (4 à 6 habituellement chez E. coli) boucles d'ADN sans compter les plasmides. Il y a donc une redondance de ce que l'on appelle l'information génétique. Mais savoir quelle information est utilisée n'est pas non plus évident : la présence de l'ADN ne suffit pas à prouver que cette information est exprimée.	Finalement, quelle importance peut avoir l'ordre des gènes sur le nucléofilament ? Cette importance dépend surtout de la présence et de la position des *séquences régulatrices* ce qui fait que le gène ne serait pas la bonne unité de fonction. On revient à l'ancienne notion d'*opéron* qui a eu son succès, même si les choses se sont compliquées depuis. Les séquences régulatrices sont-elles spécifiques, mobiles,.. ? Les gènes peuvent-ils être fractionnés tout en étant actifs ? Pire encore, un gène disparu peut réapparaître dans le génome des descendants. À partir des ARN ?	Comment distinguer une origine dans le filament d'ADN bactérien ? Il y a cependant des points de cassure préférentiels. Quels sont leur lien avec les gènes ? Quels sont les points d'attachement des nucléofilaments à la membrane/paroi ? Les échanges de matériel génétique sont très fréquents entre bactéries d'une même espèce mais aussi entre espèces différentes. Les virus participent aussi à ces échanges. Une homogénéisation génétique des populations est ainsi plus ou moins obtenue.
	d -les réarrangements à l'échelle du chromosome (donc chez les eucaryotes)
Ces réarrangements sont la plupart du temps qualifiés de "*mutations chromosomiques*", ce qui se discute.	D'abord interprétés dans le cadre d'une hérédité chromosomique morganienne (voir cours de spécialité) - un chromosome linéaire orienté (du fait de la position du centromère) avec des allèles disposés les uns à la suite des autres dans un ordre fixe dans l'espèce- , les mécanismes proposés permettent de rendre compte de la transmission héréditaire des allèles étudiés chez la drosophile et d'autres organismes modèles (Saccharomyces, Œnothera, Cænorhabditis...) , dans des cas particuliers. Dans l'étape suivante, celle de la théorie de l'information génétique, le chromosome sera ensuite assimilé à une unique molécule d'ADN. Des techniques développées avec les outils du génie génétique (voir cours de spécialité) permettront alors d'intégrer la génétique des procaryotes, avec plus ou moins de réussite.	À l'inverse des mutations géniques considérées ci-dessus, le chromosome est bien pris ici comme support des gènes héréditaires (et non pas de l'information génétique). La mutation ne change pas l'information, mais provoque matériellement un changement dans la structure du chromosome supposée stable, allongée et orientée (de par la position d'un centromère décalé - l'orientation par les bandes colorées (banding) est aussi possible). Ce changement structurel a pour principales conséquences des changements statistiques dans la transmission des allèles (voir ci-dessus), sans que l'on s'intéresse au niveau moléculaire, du mois dans un premier temps.	On considère que les cassures suivies d'une réunion sont extrêmement fréquentes, elles sont d'ailleurs à la base de la théorie du *crossing-over,* ou recombinaison site-spécifique. On pense que ces cassures sont pour la plupart indécelables. C'est dans le cas où la réunion se fait de façon différente d'avant la cassure que l'on peut; parfois, déceler des modifications. On fait, il serait préférable de dire que, la fragilité et la capacité des chromatides à se réunir à nouveau après cassure permet d'envisager des mécanismes explicatifs dont la plupart sont loin d'être autre chose que des hypothèses plus ou moins séduisantes. Même si l'on s'est efforcé de réunir les deux niveaux d'étude il n'est rien moins que très incertain que les sites de cassure / réunion des chromosomes proposés comme explication aient quelque chose à voir avec les sites de recombinaison observés dans l'ADN bactérien.
		*En travaux*
	1.4 les variations caryotypiques cadrant mal avec une théorie des mutations
On qualifie habituellement, à tort, les anomalies du caryotype (nombre, taille, forme ou structure des chromosomes) de *mutations chromosomiques* cours de seconde : les chromosomes	Si les outils de la biologie moléculaire peuvent être employés pour s'efforcer de comprendre ces phénomènes, il est cependant important de souligner que l'on se place ici à une *autre échelle* que celle de la molécule. Ici ce sont des corps colorables micrométriques: les chromosomes, que l'on peut observer au microscope (mais souvent très difficilement...voir par exemple Acetabularia qui est loin d'être un cas isolé), marquer avec des sondes fluorescentes, voir, même, manipuler. La théorie mise en jeu dans ces phénomènes va avoir beaucoup de peine à intégrer l'information génétique issue de la biologie moléculaire du gène. Si l'on trouve parfois le terme de cytogénétique, il faut alors bien remarquer que ce terme ne désigne pas une génétique centrée sur l'ADN, et encore moins sur l'ADN procaryotique, mais une cytologie du matériel génétique eucaryote.	Les anomalies caryotypiques ne correspondent pas à des changements brusques de caractères dans une descendance car tout d'abord, elles ne sont pas héréditaires, du fait de la *stérilité* qui les accompagne souvent lorsqu'elles touchent les cellules sexuelles. Ensuite, les modifications "structurales" que l'on fait porter la plupart du temps sur l'ADN contenu dans le chromosome (alors que le contenu protéique du chromosome est majoritaire dans la structure colorable) sont fortement tributaires de la représentation que l'on a de cette structure: voir le chromosome comme une simple pelote d'ADN dont le seul rôle est de contenir deux immenses molécules d'ADN force implicitement à fusionner la génétique chromosomique avec la génétique moléculaire. Ce n'est certes pas la seule voie et nous choisirons bien sûr ici de présenter le chromosome comme une structure originale (composée d'ADN et de protéines mais surtout comme une forme dynamique) qui ne se résume pas au modèle moléculaire. Une difficulté supplémentaire, d'ordre méthodologique , vient des techniques de marquage chromosomique - ces techniques utilisent uniquement l'ADN comme cible des marqueurs- . Elles fusionnent donc implicitement les représentations cytologiques et moléculaires, souvent de façon indue. Le marquage d'un gène moléculaire, parfois possible directement sur un chromosome traité, fait incontestablement penser au chromosome comme à une pelote de gènes, ce qui laisse de côté les aspects dynamiques proprement structuraux.
		Les variations du nombre de chromosomes ne sont pas des mutations
Le nombre de chromosomes est normalement fixe dans une espèce.	La plupart des organismes possèdent , au moins lors d'une génération de leur cycle de développement, plus d'un jeu de chromosomes : on les qualifie d'*euploïdes* (2n=diploïdes, 3n=triploïdes,4n=tétraploïdes, 5n=pentaploïdes, 6n=hexaploïdes, etc.). Des anomalies sont fréquentes et l'on s'est aperçu, notamment chez les plantes, qu'il était assez facile de construire des polyploïdes (>2n) avec un nombre plus élevé de chromosomes que leur espèce n'en a. Des individus monoploïdes apparaissent aussi chez certaines espèces (gamétophyte de très nombreuses plantes, reproducteurs mâles chez les abeilles par exemple...).	Un exemple typique de polyploïde naturel est représenté par le blé; l'espèce, utilisée majoritairement pour la panification est Triticum æstivum, un hexaploïde naturel issu de la fécondation entre une espèce tétraploïde (Triticum dicoccum) et une espèce diploïde (Aegilops squarrosa ou Æ. ovata ou Triticum tauschii). on parle d'allopolyploïdie (voir ancienne page sur le blé, dont on a pu retracer l'histoire génétique probable depuis sa domestication). Mais l'on peut manipuler le nombre de chromosomes d'un individu (que l'on reproduit ensuite) dans un but commercial. Par exemple, de nombreux individus triploïdes (toujours stériles) ont été obtenus à partir du croisement d'une espèce tétraploïde avec une espèce diploïde.	Chez certaines espèces on peut augmenter le degré de polyploïdie par fécondation entre individus de polyploïdie différents (que l'on trouve naturellement dans les cultures) mais de la même espèce (autopolyploïdie), comme chez le tabac. On a noté qu'habituellement la plante (et ses cellules) était alors d'autant plus grande que son degré de ploïdie était élevé. On a aussi fabriqué des polyploïdes artificiels en augmentant la ploïdie de gamètes par l'utilisation de la colchicine (voir les expériences de Taylor pour l'utilisation de cette toxine).
	De la même manière il est possible de réaliser des monoploïdes artificiels par culture de grains de pollen (androgénèse) qui, pour certaines espèces, peuvent conduire à des plants complets monoploïdes (soja, tabac...). On peut ainsi sélectionner certains plants directement à partir de la culture in vitro de cals appelés embryoïdes (par exemple pour la résistance à telle ou telle substance). On peut ensuite passer du monoploïde au diploïde par utilisation de la colchicine (ou un autre bloquant partiel de la séparation anaphasique des chromatides) lors des premières divisions.	Ces techniques, très aléatoires, ont cependant donné des résultats probants pour la sélection de plants destinés à l'agriculture "contrôlée". Il va sans dire que la stabilité problématique de leurs caractères et la nécessité de réaliser à nouveau les manipulations pour chaque génération, du fait de la stérilité des hybrides, font que ces manipulations sont d'une tout autre nature que celles réalisées par les sélectionneurs qui travaillaient uniquement à partir des semences constituées de plantes matures.	Les cas de polyploïdie ne sont pas du tout réservés au royaume des plantes. On trouve de nombreux animaux polyploïdes. Tout le monde connaît la parthénogenèse du puceron ou des abeilles, mais il est plus rare que l'on sache que de nombreux invertébrés, poissons, amphibiens et surtout reptiles peuvent présenter habituellement des polyploïdies, plus ou moins stables.
	Les *aneuploïdies*, anomalies dans le nombre de chromosomes, touchent une ou quelques paires de chromosomes seulement. Les plus connues sont, chez l'homme, les trisomies dont seules les 21, 13 et 18 sont viables, au moins jusqu'à la naissance (130 jours de vie moyenne pour les enfants atteints de trisomie 13 ou syndrome de Patau). La trisomie 21 ou syndrome de Down fut la première maladie à être associée à un caryotype anormal par l'équipe du professeur Lejeune. On est loin de bien comprendre la cause des symptômes des maladies associées à ces trisomies qui sont toutes associées à un retard mental.	La théorie la plus courante concernant la cause des anomalies phénotypiques associées aux anomalies chromosomiques reprend la théorie de l'information génétique en supposant qu'il existe un déséquilibre dans le dosage des produits associés aux gènes présents sur les chromosomes excédentaires. Cette thèse est assez mal confirmée par les récents dosages réalisés massivement (à l'aide de puces) sur des cellules trisomiques qui ne montrent que de faible taux de surexpression (voir de baisse du niveau d'expression) des gènes présents en 3 exemplaires dans la cellule trisomique. Il me semble bien plus prometteur de s'intéresser à des explications faisant intervenir le niveau supérieur d'organisation dans la cellule. Les anomalies chromosomiques se retrouvent fréquemment associées à des cellules cancéreuses et peuvent même être transmises entre organismes adultes comme une maladie infectieuse (voir page sur les chromosomes - partie 6).	On peut aussi remarquer que les anomalies concernant les *chromosomes sexuels* observées chez une vingtaine d'espèces de mammifères dont l'homme (XO, XXX pour des femelles, souvent stériles, et XXY et XYY pour des mâles, toujours stériles) sont loin d'être généralisables. De plus, il existe de très nombreuses espèces, y compris de vertébrés, chez lesquels la présence de chromosomes sexuels n'a pas être mise en évidence (reptiles (tous les crocodiliens, nombreuses tortues, quelques lézards), amphibiens (plus de 99%), poissons (la plupart)).
voir aussi page sur l'identité	Ainsi, les euploïdies naturelles stables ne peuvent guère être considérées comme des mutations, car elles ne modifient pas vraiment les caractères d'un individu (ou le font de façon harmonieuse). D'autre part, les aneuploïdies ne sont pas transmissibles héréditairement et ne correspondent pas à un changement stable.	Au niveau cellulaire, une cellule cancéreuse, présentant une aneuploïdie, est certes anormale, et peut transmettre dans certains cas cette anomalie aux cellules issues de sa division, mais il ne s'agit pas d'hérédité au niveau de l'organisme. Le terme de mutation cellulaire ne peut être employé que de façon plus ou moins analogique.	Il n'y a donc pas vraiment de raison sérieuse pour utiliser le terme de mutation pour les variations du nombre de chromosomes.
		Les variations caryotypiques fines
*délétions*	Les délétions (du latin deletere=détruire), ou pertes ne sont pas toutes de même ampleur. Les *macrodélétions* peuvent aller jusqu'à toucher l'ensemble d'un bras d'un chromosome. Les fragments contenant le centromère sont aussi parfois perdus ce qui empêche l'accrochage des fibres kinétochoriales et le déplacement du chromosome à l'anaphase. Les cellules résultant de la division n'auront pas alors le même caryotype. Les macrodélétions sont parfois mises en évidence par des boucles (boucles de délétion) que font les chromosomes appariés lors de la 1re prophase de la méïose. La zone non appariée formant une boucle que l'on peut observer au microscope. C'est aussi le cas dans les chromosomes polyténiques où de telles boucles, très fréquentes, sont interprétées comme des boucles de délétion.	On peut mettre en évidence des modifications plus ou moins fines dans l'organisation des chromosomes à l'aide des techniques de coloration des chromosomes en bandes claires et sombres (banding, voir fiche chromosomes). Le syndrome le plus connu est celui du "cri-du-chat", nommé ainsi du fait des sons émis par le nouveau-né atteint de cette maladie (les symptômes sont nombreux et sont associés à un retard mental prononcé). Il est associé à la délétion de l'extrémité du bras court du chromosome 5 (bandes 5p15.2 et 5p15.3). Cette délétion est donc de très grande ampleur (macrodélétion) et est quasiment un exemple viable unique. Par contre il existe des *microdélétions*, beaucoup plus difficiles à mettre en évidence, mais aussi beaucoup plus fréquentes. Elles ne sont pas toujours associées à des différences phénotypiques.	On a observé que des microdélétions identifiées et localisées n'ont pas les mêmes conséquences phénotypiques dans toutes les cellules, notamment les cellules sexuelles. Seules les cellules polliniques semblent très sensibles aux délétions (comme aux aneuploïdies). Par contre, les spermatozoïdes, tout comme les ovules des plantes, les ovocytes animaux et les cellules somatiques, pourraient par contre comporter des délétions sans qu'apparaissent des modifications phénotypiques.
*duplications*	Il n'est pas rare que l'on trouve une copie supplémentaire d'une région chromosomique dans le génome des organismes. Chez les diploïdes la région concernée est effectivement en double exemplaire (on parle de duplication en tandem lorsque les deux zones sont voisines, et de duplication par insertion dans le cas contraire). Chez les diploïdes, en supposant que la duplication intervient après la phase de synthèse de l'ADN et avant la phase de condensation -donc en phase G2 - on peut considérer que la zone dupliquée se trouve en 3 exemplaires dans le génome.	les barres orange dans les deux schémas ci-dessous sont censées représenter non pas l'ADN mais les *chromatides* (2/3 de protéines pour 1/3 d'ADN environ) dont l'organisation est inconnue (voir chromosomes).
Mais ces réarrangements "chromosomiques" sont en fait moléculaires... d'après Analyse génétique moderne, De Boeck, 2001			... en effet, toutes ces interprétations théoriques s'inscrivent dans une théorie de l'information génétique linéaire, associée à une molécule d'ADN unique de très grande taille dans chaque chromosome. La fusion, pour ne pas dire la confusion, entre les mécanismes moléculaires proposés pour les Procaryotes et la très hypothétique structure linéaire du chromosome des eucaryotes, rend le travail de l'historien des sciences ou du philosophe extrêmement compliqué, voire impossible.
		Les variations caryotypiques comme mécanisme évolutif
Origine de l'homme, Jean Chaline, Encyclopedia Universalis v12, 2007	Jean Chaline et ses coauteurs (J. Chaline, B. Dutrillaux, J. Couturier et al., Un modèle chromosomique et paléobiogéographique d'évolution des primates supérieurs, Géobios, Lyon, 1991) se sont efforcés de reconstituer les caryotypes probables des Primates de la lignée des hominidés en comparent les caryotypes d'organismes actuels et en faisant des hypothèses concernant les modifications possibles (duplications, insertions, délétions, fusions...). Ils ont ainsi proposé une reconstitution phylogénétique de cette lignée à partir de ce qu'on peut appeler les distances chromosomiques (voir évolution de l'homme).
2 - Discussion
	2.1 un article fondateur peu convaincant: Luria et Delbrück, 1943
L'article de Luria, S. E., et M. Delbrück, 1943. Mutations of bacteria from virus sensitivity to virus resistance. Genetics, 28: 491-511 (disponible à l'adresse: http://www.esp.org/ foundations/ genetics/ classical/holdings/l/ slmd-43.pdf) est un article fondateur qui tente d'établir le caractère aléatoire des mutations dans une population à partir d'une analyse statistique des résultats.	Abstract « The distribution of the numbers of virus resistant bacteria in series of similar cultures of a virus-sensitive strain has been analyzed theoretically on the basis of two current hypotheses concerning the origin of the resistant bacteria. The distribution has been studied experimentally and has been found to conform with the conclusions drawn from the hypothesis that the resistant bacteria arise by mutations of sensitive cells independently of the action of virus. The mutation rate has been determined experimentally.» Voici les premières lignes de l'introduction: « Quand une culture bactérienne pure est attaquée par un virus bactérien, la culture se clarifie après quelques heures du fait de la destruction, par le virus, des cellules sensibles. Cependant, après une incubation supplémentaire de quelques heures, ou parfois de quelques jours, la culture redeviendra souvent à nouveau trouble, en raison de la croissance d'un variant bactérien qui est résistant à l'action du virus. Ce variant peut être cultivé isolément du virus et conservera alors, dans de nombreux cas, sa résistance au virus, même si la souche est repiquée sur un grand nombre de générations, en l'absence du virus. Tandis que la souche sensible capture le virus aisément, le variant résistant ne montre généralement aucune affinité envers celui-ci. Les souches bactériennes résistantes apparaissent aisément dans les cultures développées à partir d'une cellule. Elles n'étaient, donc, certainement pas présentes au début de la culture. Leur résistance est généralement plutôt spécifique. Elle ne s'étend pas aux autres virus...»	Résumé L'apparition de bactéries résistantes à un virus dans une série de cultures identiques d'une souche virus-sensible a été analysée théoriquement sur la base de deux hypothèses courantes au sujet de l'origine des bactéries résistantes. La distribution a été étudiée expérimentalement et s'est avérée être en accord avec l'hypothèse selon laquelle les bactéries résistantes surgissent par des mutations chez les cellules sensibles indépendamment de l'action du virus. Le taux de mutation a été déterminé expérimentalement. On lira avec profit un chapeau à la publication de l'ESP écrit par Robert J. Robbins en 2001 qui tente de montrer l'importance de cette expérience replacée dans une perspective évolutionniste (mutationnisme, supposé darwinien, contre adaptationisme, supposé lamarckien). Cette interprétation est à mon avis discutable (dans le sens où l'on cherche à nouveau des pères fondateurs au mouvement darwinien). Mais je pense que ce commentaire manque surtout l'essentiel de l'article qui porte sur la méthode de sélection supposée pertinente pour connaître la physiologie de ces micro-organismes (voir ci-dessous Nissim Amzallag). En 1943 la théorie de l'information génétique est déjà dans certains esprits, au moins aux Etats-Unis (voir cours de 1èreS partie historique). Les expériences de Griffith (voir page spéciale) ont ouvert la voie à la recherche d'un principe transformant chimique pour les bactéries. Cette expérience est, à mon avis, bien davantage la preuve de l'importance de la vision chimique de la vie que d'un darwinisme.
		Voici quelques pistes d'interprétations plus ouvertes, sortant du cadre de la théorie de l'information génétique. Dans cette conception ancienne (voir historique dans le cours de 1èreS), mais qui persiste dans l'imaginaire de beaucoup, le matériel génétique d'une bactérie (sélectionnée et repiquée) est absolument identique à celui de ses descendants. Ceci est actuellement beaucoup moins sûr : - chaque bactérie est plutôt une cellule d'un organisme pluricellulaire (voir Shapiro dans le cours de seconde) et possède une grande quantité d'ADN (environ 6 exemplaires de son matériel génétique); donc, les phases de multiplication cellulaire (et non de reproduction) de l'individu peuvent être considérées comme des phases critiques où peuvent se mettre en place des métabolismes nouveaux (voir ci-après). - le métabolisme repose sur un réseau génétique dynamique et fluctuant avec des redondances, l'activité de certains gènes peut être relayée par d'autres en cas de déficience.... une cellule présentant une résistance n'implique pas que les autres cellules n'auraient pas pu présenter cette résistance, plus progressivement, par adaptation à des conditions changées progressivement (voir suite de cette page).
		Analyse de Nissim Amzallag Voici un extrait de l'homme végétal qui souligne les enjeux de l'extraordinaire retentissement de cet article qui influe encore aujourd'hui la conception de la variabilité du vivant pour de nombreux biologistes. J'ai ajouté quelques intertitres personnels.
*L 'homme végétal, Nissim Amzallag*, Albin Michel, 2003, pp 58-62 -Ch 2 : Les fabuleux pouvoirs de l'horloger aveugle	Contexte historique «1. La métaphysique de l'innovation Invoquer le hasard des circonstances dans le cas de molécules interagissant à l'aube de la vie est délicat. [...] Ce n'est qu'au milieu du XXe, siècle que la querelle s'éteignit: toutes les innovations, modifications, transformations propres au vivant furent reconnues comme émergeant de mutations fortuites. Cette victoire fit définitivement basculer la biologie dans l'horizon du vivant-machine mû par un hasard aveugle, et les quelques contestataires furent systématiquement accusés d'en revenir à un vitalisme dépassé. Cette révolution est la conséquence directe des travaux de deux éminents chercheurs, Salvador Luria et Max Delbruck, publiés en 1943 dans un article devenu depuis lors extrêmement célèbre, Cet article peut être considéré comme le tournant décisif dans l'approche du vivant, l'expérience inaugurant une nouvelle ère. Il est donc intéressant de se pencher un peu sur son contenu. C'est encore d'une machine qu'il s'agit ici, mais très particulière: une des innombrables machines à sous sur lesquelles les Américains tentent régulièrement leur chance. C'est en observant ses collègues d'université s'essayer à la machine à sous que Salvador Luria eut l'idée de vérifier l'idée suivante: la nature ne serait-elle pas comme cette machine à sous, tirant par hasard et relativement rarement la combinaison gagnante, celle qui compense à elle seule les innombrables échecs précédents? Certes, il y avait une différence de taille: dans les machines à sous, la combinaison gagnante (celle qui fait pleuvoir les pièces) a été prévue durant la conception du jeu parmi une série finie de possibilités. Ce ne peut nullement être le cas d'une bactérie plongée subitement dans un milieu qu'elle n'a jamais rencontré. Le hasard dont il est question dans la machine à sous ne peut donc être le même que celui qui fait émerger une nouvelle solution dans une bactérie. Mais, au-delà de ces subtilités, il était tout de même tentant d'essayer. Depuis la découverte de l'effet des rayons X ou celui des rayons ultraviolets sur les organismes vivants, les mutations étaient déjà devenues très à la mode. Des centaines étaient déjà recensées, cataloguées, et beaucoup d'entre elles se transmettaient selon les lois mendéliennes de l'hérédité. Mais, dans tous les cas, il ne s'agissait ici que de mutations artificiellement provoquées. Qui plus est, elles se révélaient systématiquement comme provoquant des déficiences, et non pas comme introduisant des innovations conférant un quelconque avantage dans la compétition. Le hasard des mutations ne semblait donc pas aussi souriant qu'on voulait le croire.» (... suite ---->)	«La grande innovation de Luria et Delbruck fut la mise au point d'une expérience permettant de vérifier si de rares "innovations avantageuses" étaient susceptibles d'apparaître au hasard des mutations. L'enjeu était de taille, et le résultat fut à la hauteur de leurs prétentions: l'expérience en question devint la démonstration historique de l'origine fortuite des mutations avantageuses. Les résultats statistiques sont en accord avec l'hypothèse de préadaptation Cette expérience consiste à exposer des bactéries à un virus auquel elles sont sensibles. En règle générale, les bactéries infectées meurent rapidement. Cependant, malgré le fait que toutes les bactéries utilisées étaient issues d'un même ancêtre par division, Luria et Delbruck observèrent que quelques rares individus réussissaient presque toujours à se développer en présence du virus. Par rapport à leur ancêtre originel, ces survivants étaient donc devenus subitement résistants. Luria et Delbruck montrèrent que ces mutants étaient déjà présents dans la population avant même toute confrontation avec le virus. C'était donc là une preuve éclatante de la marque du hasard dans l'émergence de ces mutations avantageuses. Deuxième niveau d'interprétation où l'on s'écarte de l'expérience : préadaptation génétique avec mutations aléatoires; cette hypothèse n'est pas testable expérimentalement Pour pouvoir expliquer l'existence de ces mutants, il fut tout simplement supposé que, durant la multiplication de l'individu souche, s'étaient introduites des «erreurs» dans la copie du génome. Au nom de cette interprétation, il apparaissait nettement que certaines de ces mutations étaient adaptatives, conférant au hasard des erreurs une portée universelle que n'avaient pas encore les expériences d'irradiation aux rayons X. Jusqu'aux expériences de Luria et Delbruck, l'immense majorité (pour ne pas dire l'intégralité) des expériences de mutagenèse produisait des individus affaiblis, déficients en certaines fonctions. Comme dans les machines conçues par les hommes, la " machine vivante» semblait tout au plus tolérer les erreurs de copie du génome. On comprend alors l'importance capitale des expériences de Luria et Delbruck: elles montraient pour la première fois un aspect "positif" au hasard des mutations, qui complétait magnifiquement l'idée d'organisme-machine. C'est pourquoi cette expérience est considérée comme la pierre angulaire de la biologie moderne. Autre piste d'interprétation plus moderne et plus probable Et pourtant, à y regarder de plus près, les choses sont loin d'être aussi limpides qu'elles le paraissent. En effet, la tolérance des bactéries mutantes ne résulte pas forcément de l'émergence au hasard d'un mécanisme sophistiqué de défense contre l'infection virale. Elle peut également provenir d'une déficience dans la protéine bactérienne que reconnaissait le virus, et qui, par sa présence, stimulait l'infection. La tolérance n'est alors que le produit secondaire d'une altération née d'une erreur de copie. Il est même possible que la malformation en question, celle qui empêche la reconnaissance par le virus, induise également une quelconque déficience ou fragilité chez la bactérie. Il était impossible, du temps de Luria et Delbruck, de vérifier le bien-fondé d'une telle interprétation. C'est fort regrettable parce que, en vertu de ce qui est aujourd'hui connu de l'infection par virus chez les bactéries, il semble bien que ce soit là l'explication du phénomène observé. Dans ce contexte, les bactéries mutantes ne sont pas des individus super~performants. Elles s'apparentent plutôt aux centaines de mutants déficients identifiés jusque-là. Cette objection remet en cause la valeur de cette «expérience historique» en tant que preuve de l'émergence d'une nouvelle fonction par le hasard des mutations. Tout au plus, il est montré que la défaillance induite par erreur peut être bénéfique dans certaines circonstances très particulières. Ce n'est déjà pas si mal, mais on reste encore loin de la force créatrice conférée au hasard. Du profond aveuglement lié à la méthode sélective Ensuite, Luria et Delbruck décelèrent leurs mutants sur un milieu sélectif, c'est-à-dire dans lequel les bactéries sont incapables de survivre en l'absence d'une parade « prête à l'emploi ». Dans un tel contexte, ce ne sont pas toutes les réponses possibles à la contrainte qui sont examinées, mais seulement celles qui permettent la survie avant toute confrontation avec le nouveau milieu. L'expérience est donc conçue avant tout pour mettre en évidence un type très particulier d'événement: le hasard salvateur, soit encore la combinaison entre un hasard de circonstances (la mutation) et la sélection dans un milieu dans lequel le fruit de ce hasard octroie un avantage particulier, ou même conditionne la vie ou la mort de l'individu.»
	2.2 pour sortir de la vision chimique de la vie
Cours de 1ère S: A 1 - De la genèse à l'abandon d'une vision chimique de la vie Les 4 causes d'Aristote en sciences de la vie	Je me suis déjà efforcé autre part de documenter l'histoire de la vision chimique de la vie qui en est venue, jusqu'à la fin du XXème siècle, à orienter tout l'effort de recherche en science de la vie dans une direction qualifiée de moléculariste, allant de pair avec un réductionnisme physico-chimique.	Des changements importants sont apparus depuis et la vision la plus courante actuellement fait cohabiter un déterminisme avec un indéterminisme (voir la science), mettant en avant un principe d'émergence que l'on appelle hasard mais qui n'est plus la hasard salvateur incriminé par Nissim Amzallag (les 4 causes et page de biologie théorique).	Par contre, dans le domaine de l'évolution, et notamment de la phylogénétique moléculaire, la théorie est restée la même et le mutationnisme mécaniciste semble être la règle de compréhension de la variabilité. Il n'est donc pas inutile de revenir sur cet indéterminisme que Nissim Amzallag qualifie d'*autonomie*.
		adaptations versus génétique/épigénétique
L 'homme végétal, Nissim Amzallag, Albin Michel, 2003	- l'exposition d'une population à des substances toxiques conduit l'ensemble de la population (et non quelques individus préadaptés) à une tolérance progressive (et variable selon les individus).		Viktor Jollos, 1930 - population de paramécies, tolérance à l'arsenic, à l'acétate de plomb notamment
L 'homme végétal, Nissim Amzallag, Albin Michel, 2003	- des cellules de plantes clonées présentent une grande variabilité dans leur sensibilité aux hormones végétales; ce phénomène, appelé habituation, n'a rien à voir avec une sélection. Pour assurer la croissance d'un cal, les cellules de plantes isolées ne se divisent pas, en effet, spontanément, il est nécessaire de les stimuler par des hormones (auxines, cytokines...). Leur réponse à ces hormones, qu'elles sécrètent elles-mêmes, est complexe. Les résultats obtenus avec les outils de la biologie moléculaire, utilisés pour comprendre cette complexité, n'ont fait que l'augmenter (action sur les gènes des hormones, action épigénétique (notamment par les ARN), action directe sur les protéines actives dans la division...). On a ainsi perdu de vue l'autonomie de chaque cellule, qui est une donnée, qui s'est noyée dans un fouillis de réseaux d'interactions plus ou moins déterministes.		F. Meins Jr, 1989, Habituation : heritable variation in the requirement of cultured plant cells for hormones, Annual Review of Genetics, 23, pp 395-408 (article de synthèse)
	- dans les années 1980-1990, pour cadrer avec l'hypothèse d'une information génétique déterministe on a considéré que les phénomènes d'adaptation réversibles (qui pouvaient disparaître - si l'organisme était ramené dans les conditions initiales ou, même de façon spontanée, sans changement des conditions de milieu) - seraient considérés comme épigénétiques , parce que réversibles. Étant sous-entendu que les phénomènes génétiques, comme les mutations mis en évidence par sélection, étaient irréversibles. Il ne manque pas d'exemples actuels pour invalider cette hypothèse de stabilité du matériel génétique (voir Qu'est-ce qu'un gène ?). Mais là encore, la persévérance dans l'aveuglement d'un déterminisme moléculaire génétique à conduit à interpréter l'instabilité de certaines mutations (capacité métaboliques de certaines souches bactériennes "mutées" par exposition aux U.V., travaux de Cyril Hinshelwood, en 1955), comme des cas d'instabilité non significative (malgré leur fréquence). Les travaux qu'Hinshelwood, pourtant prix Nobel de chimie en 1956, entreprit ensuite de publier sur l'adaptation (par exemple sur la résistance de la levure de bière à certains poisons; voir ci-dessous) furent oubliés.		Helen Pearson, Nature, vol 441, 25 May 2006, 399-401
des travaux allant dans une direction opposée à celle de Luria	travaux de Hinshelwood par exemple: - Colony Formation by Bact. lactis aerogenes on Solid Media Containing Antibacterial Agents, A. C. R. Dean and Cyril Hinshelwood, Proceedings of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences, Vol. 140, No. 900 (Nov. 20, 1952), pp. 339-352 (abstract)	- *The Development of Drug Resistance in Strains of Saccharomyces cerevisiae:* Resistance to 2.4-Dinitrophenol and to Brilliant Green, G. Wild and Cyril Hinshelwood, Proceedings of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences, Vol. 144, No. 916 (Nov. 29, 1955), pp. 287-297 (abstract):«En considérant la différence de comportement entre les souches habituées et les non-habituées, nous suggérons que le développement progressif de l'habituation des cellules de levure à ces conditions, corresponde davantage à une réponse adaptative à l'inhibiteur qu'à la sélection de mutants pré-existants. (On the basis of the time relations for the trained and the untrained strains it is suggested that the gradual development of training of the yeast cells under these conditions is more likely to be an adaptive response to the inhibitor than the selection of pre-formed mutants).»
L 'homme végétal, Nissim Amzallag, Albin Michel, 2003, p 71-75		émergence d'une nouvelle fonction chez Escherichia coli
	Hall et Hartl, dans les années 1975, utilisèrent des bactéries "mutées" dans lesquelles un segment entier du génome avait été éliminé par sélection (cette portion fonctionnelle, contenant plusieurs gènes, était ce que l'on connaissait sous le nom d'opéron lactose). La souche "mutée" était donc incapable de se nourrir de lactose. Quelques jours après la mise culture de cette souche sur un milieu dont le lactose devenait progressivement la seule source de nutriment, ils virent apparaître des individus ayant récupéré la totalité de la fonction (d'utilisation du lactose). Ils notèrent que cette nouvelle fonction était due à l'activité d'une nouvelle enzyme capable d'utiliser le lactose, et adaptée à la concentration en lactose du milieu. En fait, cette enzyme était déjà présente dans la souche initiale, mais présentait alors une faible activité. Il s'agit clairement d'un cas de *redondance métabolique,* qui invalide la méthode de sélection des mutants. Mais il ne faut pas croire que ces résultats firent perdre pied aux tenants du mutationnisme salvateur. On inventa un mécanisme d'erreurs d'autant plus nombreuses dans les gènes que ceux-ci étaient exprimés, doublé d'un processus de duplication qui permettait d'envisager une compétition entre gènes pour retomber sur le hasard sélectif.... ces explications ont toujours cours, malgré la simplicité de l'hypothèse de la redondance.		travaux de B.G. Hall des années 1975-1985 (travaux de cet auteur dans Pubmed dont un bon nombre sont en libre accès Experimental evolution of a new enzymatic function. II. Evolution of multiple functions for ebg enzyme in E. coli., Hall BG., Genetics. 1978 Jul;89(3):453-65
		phénocopies
Une *phénocopie* est un phénotype considéré d'abord comme *modification environnementale* (non héréditaire) mais qui mime un phénotype obtenu par *mutation d'origine génétique*.	Le terme de *phénocopie* est souvent mal employé et mal compris. Étymologiquement le mot est composé des racines phéno = visible (du grec phainô= paraître) et copie (du latin co-opia = abondance).		Le summum de l'inadéquation de l'emploi du mot est celui que l'on trouve dans le dictionnaire de l'Encyclopedia Universalis : « en biologie, individu sur lequel on a provoqué des mutations génétiques».
	Un des premiers à intégrer le terme dans sa biologie théorique fût probablement Waddington (j'ai présenté par ailleurs des éléments que René Thom lui a emprunté, voir aussi le cours de seconde sur l'effort). Voilà une description de ses intéressantes thèses par Saunders.
Figure 1. Le "paysage épigénétique" de Waddington. *L'évolution des formes biologiques*, Peter.T. Saunders, Intellectica, 1993/1, 16, pp. 61-83 (http://www. intellectica. org/archives/ n16/16_06_ Saunders.pdf)	« Ainsi, puisque le processus de développement est non-linéaire, il est à la fois stable et capable de changements organisés importants. Le biologiste Conrad Waddington a illustré cette idée par son fameux "paysage épigénétique" (figure 1) : le développement d'un organisme y est représenté par une bille qui descend une vallée représentant un chemin ontogénique (Waddington 1957 ; Saunders 1992). Les gènes contrôlent la forme du paysage, et une mutation peut être vue comme une modification de ce paysage. La mutation n'aura un effet perceptible que si la modification est suffisante pour détourner la bille vers une autre vallée. Puisque ce qui compte est le choix de la vallée, autrement dit du chemin, différentes mutations peuvent avoir le même effet sur le développement bien que les changements de paysages seraient probablement un peu différents pour chacune. Une perturbation extérieure sur le système aura un effet similaire à celui d'une mutation : peu ou pas d'influence si la bille reste dans la même vallée, mais la possibilité d'un développement entièrement différent si elle passe au-dessus d'une "ligne de partage des eaux". Nous savons aujourd'hui que ces propriétés sont caractéristiques des systèmes non-linéaires, mais Waddington a abouti à cette vision des choses empiriquement, à partir de ce qu'il savait des propriétés des systèmes en cours de développement. Un exemple particulièrement clair du type de comportement qu'il avait à l'esprit est le phénomène bien connu de la *phénocopie. Perturber le développement d'un embryon génétiquement normal peut avoir le même résultat qu'une mutation. Ainsi, un embryon de drosophile normal traité avec de la vapeur d'éther peut produire une mouche adulte avec une paire d'ailes supplémentaire, exactement comme le mutant bithorax. Cet exemple n'est pas isolé. Dans les années quarante, Richard Goldschmidt* réussit à obtenir une phénocopie de tous les mutants connus de la Drosophile. Les phénocopies de papillons mutants sont suffisamment courantes pour que les lépidoptéristes se sentent obligés de les exclure explicitement de leurs collections. La phénocopie montre clairement l'importance réduite accordée aux gènes dans la conception de l'évolution qui émerge actuellement. La source de variations n'est plus la mutation, mais l'ensemble des potentialités de l'organisme, les mutations ou les perturbations de l'environnement ne jouant que le rôle d'un stimulus. Cette idée a quelques conséquences importantes. Si le facteur crucial réside dans une mutation particulière, il est peu probable que la même variation apparaisse chez plusieurs individus en même temps. Et si tel est le cas, alors à moins qu'elle ne procure un avantage sélectif vraiment important elle disparaîtra probablement par "dérive génétique", autrement dit selon le hasard. Si, au contraire, la variation correspond à un changement vers un chemin déjà existant dans le paysage épigénétique, lequel est commun à tous les individus, il est bien plus probable qu'elle ait lieu dans suffisamment d'individus pour subsister.»		Notes: (4) N.D.T. : le terme anglais watershed signifie aussi "moment critique, moment décisif". (5) Karl Bailey, qui m'a informé sur ce point, remarque que puisque des phénocopies peuvent être produites par des moyens aussi simples qu'un refroidissement des pupes, il est probable que bien des variants, récoltés de bonne foi sur le terrain, sont en fait des phénocopies plutôt que des mutants.
			Remarque: Aucun article de Richard Goldschmidt sur ses travaux avec des phénocopies (des années 1940 à la fin de sa vie où il ne cessa de travailler sur cette question, même en retraite) n'est accessible sur internet à ma connaissance. Les seuls travaux qui ont fait l'objet de publicité récente (depuis la mise en place d'internet) sont ceux qui notamment développent les homéoses et ce que l'on a appelé les "hopeful monsters" (monstres prometteurs) ; dans cette optique, voir par exemple: Michael R. Dietrich, "Richard Goldschmidt: Hopeful Monsters and Other "Heresies"," Nature Reviews Genetics 4 (2003), 68-74 http://www. dartmouth. edu/~ dietrich/ NRG2003.pdf, à partir de la page: http:// www.dartmouth. edu/~ dietrich/ goldschmidt.html. Il faut rendre justice à Stephen Jay Gould qui a toujours soutenu la vision de Goldschmidt sur les mécanismes non purement génétiques de la macroévolution (dont faisaient partie les phénocopies).
	Piaget revendique une acception du terme personnelle dans son effort de redonner au vivant un certaine autonomie (détails dans le chapitre III (Les phénocopies, p7) d'un article de Susan OYAMA : Penser l'évolution : l'intégration du contexte dans l'étude de la phylogenèse, de l'ontogenèse et de la cognition, Intellectica, 1993/1, 16, pp. 133-150). L'auteur critique cette utilisation et donne une définition exacte du terme (p 10): « La signification réelle de la phénocopie réside dans le fait que le même phénotype peut provenir d'une modification soit génétique,soit environnementale».	Antoine Danchin (voir son site à l'Institut Pasteur), connu pour sa participation au débat de biologie théorique (ses échanges avec René Thom dans le CD-ROM des œuvres complètes de René Thom sont toujours courtois, même si je suis loin d'être d'accord avec sa vision de la biologie) a écrit, il y a déjà de nombreuses années une Note critique sur l'emploi du terme phénocopie, In: "Théories du langage, théories de l'apprentissage" (CRSH), Le Débat Chomsky-Piaget, Le Seuil (1979) pp 109-114 (traduit en anglais en 1981).
	2.3 la méthode sélective en accusation
	Au niveau phénotypique et non plus génotypique (théorique donc) qu'est-ce qui permet d'affirmer que l'on a affaire à une mutation ?	La démarche est une démarche analytique : dans une population homogène, on isole un ou des individus qui présentent un trait de caractère rare (qu'il corresponde à une perte ou à un gain de fonction). Ces individus sont isolés, et sont considérés comme mutants s'ils conservent ce caractère sur plusieurs générations. Dans certains cas simples, notamment chez les procaryotes on associe le phénotype muté à un génotype muté grâce à un séquençage très partiel du génome (au niveau de gènes que l'on suppose impliqués).	On voit que dans cette méthode l'interprétation génétique reste en toile de fond (c'est une hypothèse explicative énoncée dès le départ), et ne peut donc pas être prouvée par l'expérience, qui consiste en une simple sélection. On peut en effet imaginer que les "mutants" sont des organismes capables de s'adapter et que les variations génotypiques sont présentes chez de nombreux autres individus non testés, car ne présentant pas le changement de caractère, ou un changement moindre.
la sélection remplace la compréhension	Nissim Amzallag pointe de façon très claire l'erreur que l'on fait dans le raisonnement lorsque l'on cherche à prouver la présence de mutation dans le cadre du paradigme moléculaire. La raison malmenée Nissim Amzallag, CNRS Éditions, 2002, p 34	« La sélection a posteriori d'individus modifiés n'est pas seulement la méthode exclusive en biotechnologie, mais également la voie d'investigation privilégiée du vivant. C'est par l'analyse de mutants, individus reconnus comme déficients pour une fonction, que les biologistes se proposent de comprendre le fonctionnement d'un organisme normal. Il est possible, au moyen d'irradiations ou d'autres techniques, d'altérer la structure ou l'expression de petites régions du génome. L'analyse des modifications observées en parallèle sur l'organisme et sur les gènes affectés permet d'établir un lien de causalité entre gènes et fonctions, génotype et phénotype. Le cas idéal est bien entendu celui où il est possible d'établir un lien direct entre une déficience fonctionnelle et l'altération d'un seul gène, comme c'est le cas dans de nombreuses maladies dites génétiques. C'est la première mise en évidence d'une telle relation qui valut, en 1958, le prix Nobel à Georges Beadle et Edward Tatum. Depuis lors, cette approche est devenue la méthode privilégiée d'investigation, celle qui ouvrit la voie à la biologie moléculaire et à la correspondance étroite entre science et technologie dans le domaine du vivant. Cependant, la méthode en question recèle un très sérieux travers. La technique de sélection mène à l'identification de mutants modifiés pour une fonction, sur lesquels l'analyse génétique se focalise ensuite. Le phénotype est donc le révélateur des modifications génétiques. Or, une telle méthodologie implique un lien déterministe entre le génotype et le phénotype, alors que ce lien prétend être lui-même démontré par l'expérience. En effet, elle suppose que le gène modifié au point de perturber la fonction de son produit d'expression implique nécessairement une carence au niveau phénotypique. Cependant, il est impossible de déterminer si, au sein de l'immense majorité des individus non sélectionnables parce que n'exhibant aucune anomalie visible, ne se trouvaient pas également des individus dont le gène en question était lui aussi modifié.»

Divertissement philosophique Une approche du syllogisme, formalisation du raisonnement par Aristote	Tout être vivant est mortel (P1) or Escherichia coli est un être vivant (P2) donc Escherichia coli est mortel (C) moyen terme= être vivant, sujet en P1 puis prédicat en P2 (1ère figure) P1(majeure) affirmative universelle (mode A) P2 (mineure) affirmative particulière (mode I) C conclusion affirmative particulière (I) Ce syllogisme s'appelle AII ou Darii, selon la terminologie aristotélicienne.	Le syllogisme est basé sur deux propositions (prémisses, P1 et P2) dont on déduit une conclusion (C). L'idée géniale et novatrice d'Aristote est de s'appuyer sur le structuration du raisonnement et non pas sur le contenu (c'est d'ailleurs pourquoi de nos jours la science du syllogisme est incluse dans la logique formelle). Le côté séduisant du syllogisme vient de ce que le rapport entre la conclusion et chacune des prémisses est caché dans le terme moyen, commun aux deux prémisses, la première étant qualifiée de majeure et la seconde de mineure. Les variantes du syllogisme viennent du type (quantité) de proposition (universelle ou particulière), de leur qualité (affirmative ou négative) ou encore de la position du moyen terme dans les prémisses. Les règles pour avoir un syllogisme concluant sont: «- une prémisse au moins doit être affirmative ; - si une prémisse est négative, la conclusion doit être négative, et une conclusion négative requiert une prémisse négative; - si les deux prémisses sont affirmatives, la conclusion doit être affirmative ; - l'une au moins des deux prémisses doit être universelle ; - si l'une ou l'autre des prémisses est particulière, la conclusion doit être particulière.» (d'après E.U. Pierre Aubenque, article "syllogisme").
	Dans notre petit "jeu", si nous appliquons ce raisonnement à la méthode sélective, nous avons la conclusion: (C) Nous avons sélectionné une bactérie résistante, parce que mutée (sous-entendu au niveau de son génome, ce qui cause son phénotype particulier). Efforçons nous de restituer les propositions cachées du raisonnement. Quelques propositions sur le mode IAI (en inversant la prémisse universelle et la prémisse particulière): (P1) Cette bactérie apparaît comme résistante. Comme (P2) toutes les modifications de phénotypes (et donc les résistances) sont dues à des mutations, (C) cette bactérie est donc mutée. (P1) Cette bactérie survit. (P2) Ne peuvent survivre que les individus adaptés. (C) Cette bactérie est préadaptée. (P1) Cette bactérie peut survivre avec un nutriment original. (P2) La nutrition nécessite des gènes adaptés pour chaque type de nutriment. (C) Cette bactérie possède donc des gènes originaux qui lui permettent d'utiliser ce nutriment original.		Il est clair qu'à chaque fois c'est la prémisse universelle qui est fausse dans sa généralité : - toute variation n'a pas une origine génétique, loin s''en faut - la cause de la survie est plus dans la résistance au changement brutal de condition de milieu (lié à la sélection) que dans une capacité d'adaptation; - la liaison causale entre génotype et phénotype est loin d'être une évidence.
	Il ne faut pas confondre les *syllogismes non concluants* (qui ne permettent pas d'énoncer de proposition) et les faux syllogismes ou encore *sophismes* (volontairement trompeurs).	un sophisme bien connu d'Anaxagore, qui caricature le syllogisme : « La neige est de l'eau gelée ; or l'eau est noire, donc la neige est noire.»	En n'énonçant pas les prémisses universelles de leurs raisonnements, les biologistes qui se meuvent au sein d'un paradigme font œuvre de sophistes.

	Il est donc à craindre que l'on ai indûment construit un échafaudage imaginaire en biologie moléculaire sur la stabilité de l'information génétique et sur sa variation assimilée aux mutations.	Construire de nouveaux modèles à partir d'un autre regard sur la variation est indispensable, mais demande un travail, qui en plus d'être franchement à contre-courant, s'avère être extrêmement difficile, car nécessitant de construire les outils avant de pouvoir obtenir des résultats. Nissim Amzallag s'est attelé à cette tâche... je vais m'efforcer de présenter quelques aspects de son travail dans la quatrième partie de cette page.
	2.4 - des statistiques assourdissantes
Qu'est-ce que la science ? Modèles thomiens en SVT	Dans la démarche scientifique qui établit des modèles plutôt que des lois (voir René Thom, une théorie générale des modèles), les statistiques interviennent soit dans l'élaboration du modèle (statistiques descriptives comme les nomme N. Amzallag) soit dans la justification (a posteriori) du modèle (statistiques qualifiées de justificatives). Dans les deux paragraphes suivants, je m'appuie sur la réflexion de N. Amzallag pour souligner qu'au-delà du fait de négliger la variabilité ce sont même les déterminismes des phénomènes vivants que l'on manque.		*La Raison malmenée. De l'origine des idées reçues en biologie moderne, Gérard Nissim Amzallag, Préface d'André Pichot, CNRS Editions 2002, p 194-196 (Les statistiques justificatives)
		les analyses de variance (ANOVA)
RMp195*	Il est d'usage de décomposer les caractères dans les études de populations en trois parties: le *génotype* (supposé constant et héritable, s'exprimant quelles que soient les conditions de milieu), l'*environnement* (la part du phénotype sous la dépendance directe du milieu) et la composante d'*interaction* entre ces deux premiers termes.	Les analyses de variance (ou ANOVA) permettent, en comparant des populations exposées à des environnements différents de déterminer STATISTIQUEMENT et quantitativement la part respective des trois composantes. MAIS, il est évident que l'on ne peut faire varier l'environnement (ou le facteur génétique) que si l'on considère que ces deux paramètres sont indépendants. « La séparation des deux facteurs est une contrainte née de la définition des paramètres, c'est-à-dire liée aux présupposés de la méthode elle-même». Ainsi, dans le modèle de contrôle génétique du développement, majoritairement considéré, on exerce une «pression sur le réel» de type «autocatalytique, en renforçant toujours davantage la réponse positive, parce que celle-ci fait déjà partie intégrante de la méthode d'investigation».	Amzallag relie ce parti-pris à la comparaison que fait Lewontin: «Par exemple, si deux hommes construisent un mûr en posant des briques l'une sur l'autre, nous pouvons aisément quantifier leur contribution respective en comptant le nombre de briques posées par chacun. Par contre, si l'un prépare le ciment et l'autre pose les briques, il est absurde de mesurer leur contribution respective en comparant le nombre de briques posées avec le volume de ciment produit» (R.C. Lewontin, The analysis of variance and the analysis of causes, American Journal of Human Genetics, 1974, 26, 400-411 - cité dans RM p 196).
		du bruit à la surdité
RMp200s*	Une irréductible variabilité est inhérente à toute mesure expérimentale. Vis-à-vis de la valeur absolue, c'est l'*incertitude. Vis-à-vis du sens de la mesure les statistiques s'efforcent de chiffrer la fiabilité de la mesure vis-à-vis d'un phénomène, soit approximé à partir d'un traitement statistique des données (régression* par exemple), soit déduit à partir des propriétés du système (fonction continue par exemple dans un *modèle* thomien).	Poussé à l'extrême le raisonnement déterministe statistique considère que la variabilité est non orientée (isotrope) dans sa cause comme dans son effet. La variation est alors évaluée à l'aide de l'écart-type qui représente l'amplitude des variations par rapport à la valeur moyenne. On définit alors une limite arbitraire à partir de laquelle on considère que les variations autour de la moyenne sont plus importantes que le bruit de fond inhérent à l'expérience. Une mesure très excentrique a donc toutes les chances d'être considérée comme un artefact expérimental. Et le chercheur est fondé à recommencer son expérience jusqu'à ce qu'il obtienne une majorité de résultats qui s'inscrivent dans les limites de la loi statistique choisie, avec une variabilité considérée comme acceptable. ° la causalité redondante est définie par N. Amzallag par opposition à la causalité simple (existence d'une voie unique de régulation du paramètre étudié; par exemple un substrat, une enzyme, un produit), comme un cas où le paramètre étudié est influencé par au moins deux voies redondantes de régulations (par exemple, un produit avec deux substrats et deux enzymes).	Dans un travail de biologie moléculaire, avec l'arsenal technique (et donc le coût) que représente une publication - par exemple pour les résultats de l'expression d'un gène ciblé -, on considère que l'obtention d'un seul résultat significatif est probante, sans même exiger une reproductibilité de l'expérience, impossible à réaliser d'ailleurs la plupart du temps étant donné la destruction du matériel vivant aux fins d'analyse. En recherchant des résultats conformes (paradigmatiquement corrects) on se ferme à une complexité considérée comme inaccessible, par exemple celle reposant sur des cas de redondance des réseaux de régulation: ce qu'Amzallag nomme la causalité redondante°.

	«...Il est impossible de déceler, au moyen de la méthode d'investigation traditionnelle, si l'effet observé sur la moyenne est un artefact (c'est-à-dire une transformation artificielle d'une causalité redondante° en causalité dominante) ou bien s'il reflète une réalité biologique, puis que la méthode classique d'investigation ne permet d'étudier un système qu'après avoir transformé ses régulations selon un mode de causalité dominante».	«... les mutants ne sont détectés que grâce aux différences qu'ils affichent par rapport aux individus normaux, c'est-à-dire par le résultat même de la [supposée] mutation. Par voie de conséquence, les mutations détectables sont uniquement celles relatives à une causalité dominante. Dans le cas d'une causalité redondante d'un réseau fonctionnel, les mutants sont décelés uniquement si la mutation affecte un tronçon en chaîne du réseau, d'un nœud ou dans les dernières étapes (parfois linéaires) de la production d'un composé ou de la régulation d'une variable. Dans les autres cas, la déficience d'un gène passera complètement inaperçue, même si le produit du gène en question est impliqué dans le processus étudié».	On ne pourra dépasser ces limites qu'en élargissant le cadre épistémologique afin d'intégrer l'hypothèse déterministe et la causalité redondante°, tout en trouvant le moyen de distinguer entre ces deux modes de régulation. Des exemples précis sont fournis dans la 4ème partie de cette page.