Regardez vos mains ou vos pieds : on prend pour acquis le fait que nos membres soient dotés de cinq doigts ou cinq orteils, qui nous permettent de (presque) tout faire. Avec nos doigts, nous pouvons saisir, cuisiner, écrire ou scroller sans fin sur nos smartphones. Grâce à nos orteils, nous parvenons à marcher, courir ou maintenir notre équilibre. Pourtant, il n’y a absolument rien dans les lois de la physique qui ne nous prédestinait à ce plan anatomique.
D’ailleurs, certains de nos cousins animaux s’en sortent très bien avec trois doigts griffus (comme les paresseux) ou un sabot unique (les chevaux ou les zèbres). Pourquoi donc la sélection naturelle nous a imposé ce chiffre ? Pour percer ce mystère, il faut remonter bien avant l’apparition de l’être humain, à une époque où nos ancêtres ne marchaient pas encore… mais nageaient.
Cinq doigts : une erreur de jeunesse de l’évolution ?
Afin de comprendre l’origine de la forme de nos mains et de nos pieds, nous devons plonger dans les eaux boueuses de la période du Dévonien, il y a environ 360 millions d’années. À cette époque, la vie s’apprête à vivre l’un de ses plus grands bouleversements : la conquête de la terre ferme. Comme l’explique Tetsuya Nakamura, professeur associé à l’université Rutgers, nos ancêtres directs ne sont autres que des poissons dont les nageoires se sont petit à petit transformées en membres hybrides qui pouvaient supporter leur poids hors de l’eau.
Une longue phase de transition, durant laquelle de nombreux prototypes de membres ont été testés par la sélection naturelle. Les premiers vertébrés à s’aventurer sur terre, les tétrapodes primitifs, n’étaient pas dotés de cinq doigts ; ces pionniers possédaient des extrémités bien plus fournies. Certains genres de tétrapodes, comme l’Acanthostega (voir ci-dessous) ou l’Ichthyostega arboraient sept, voire huit doigts par patte.
En l’espace de quelques millions d’années seulement (un battement de cils à l’échelle de l’évolution) ces doigts supplémentaires ont néanmoins été abandonnés. Ce n’est pas forcément parce que le chiffre cinq offrait nécessairement une performance supérieure, mais parce qu’il s’est imposé comme le plan d’organisation de référence pour tous les vertébrés terrestres.
Ce schéma a fini par se pérenniser via un processus baptisé canalisation génétique ou homéose : une fois encodé dans nos gènes Hox, ce chiffre est devenu indissociable du reste de notre développement.
Les gènes Hox, nous pouvons les considérer comme le code source de tout le règne du vivant : grâce à eux, chaque cellule sait précisément où elle doit se trouver et quelle fonction elle doit occuper. Organes, membres, tout ce qui constitue un être vivant est régi par ces instructions génétiques qui s’activent selon un timing millimétré lors du développement d’un embryon animal.
Une fois que ce schéma à cinq doigts a été encodé dans le programme génétique de nos premiers ancêtres tétrapodes, il est devenu une contrainte de développement. En biologie, ce phénomène s’explique par la nature pléiotrope des gènes Hox : cela signifie qu’un même gène participe simultanément à l’édification d’autres structures vitales, comme le système reproducteur ou certains organes internes.
Dès lors, toute mutation visant à modifier le nombre de doigts risquerait, par effet de bord, de compromettre des fonctions biologiques essentielles à la survie de l’individu. Ce qui n’était, à la base, qu’une contingence ancestrale, est devenu un héritage génétique indéboulonnable.
Le copier-coller le plus long de l’histoire
Voilà pourquoi la sélection naturelle a maintenu cette configuration intacte depuis 360 millions d’années : modifier le nombre de doigts aurait nécessité une réorganisation trop coûteuse, voire impossible, des réseaux génétiques du développement profondément imbriqués les uns aux autres. Si vous avez cinq doigts et cinq orteils, c’est parce que vous appartenez à la lignée des tétrapodes, qui n’a jamais trouvé meilleur plan anatomique que celui-ci.
Vous pouvez ainsi considérer vos mains et vos pieds, à cet égard, comme des fossiles vivants, fruits d’un arbitrage génétique qui fut rendu bien avant l’apparition des premiers dinosaures. L’évolution s’est retrouvée, en quelque sorte, piégée par son propre conservatisme, qui s’est avéré remarquablement efficace pour traverser les grandes transitions écologiques de l’histoire du vivant. Peut-être aurions nous été plus performants si nos mains et nos pieds étaient dotés de huit doigts ou orteils, mais l’opportunité d’une telle mutation est passée depuis bien longtemps. La lignée des tétrapodes n’a jamais pu faire machine arrière et nous a légué cette base anatomique imposée, faisant de nous les dépositaires d’un standard par défaut, que l’évolution a recyclé (nageoires des baleines, ailes de chauve-souris, etc.), mais n’a jamais vraiment réécrit. C’est d’ailleurs l’une des bases de la théorie de Darwin : ce que vous êtes physiquement aujourd’hui dépend de ce qui a permis votre survie hier. La sélection naturelle n’a donc jamais eu de raison de vous rajouter deux ou trois doigts !
- L’évolution a déterminé que les tétrapodes, ancêtres des humains, auraient cinq doigts et orteils, un choix ancestral qui s’est imposé dans notre ADN.
- Cette configuration est le résultat d’une canalisation génétique, rendant toute mutation vers un nombre différent de doigts difficile et coûteuse sur le plan biologique.
- Ainsi, avoir cinq doigts est devenu un standard évolutif, ineffaçable depuis 360 millions d’années, reflétant la continuité des adaptations des espèces terrestres.
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