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Biographie de Louis Dollo (1877)

Autour des Centraliens

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22/11/2014

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Ré-évolution et la loi de Dollo
 
Le paléontologue Louis Dollo est l’auteur d’une conjecture appelée loi de Dollo qui stipule l’irréversibilité de l’évolution des espèces. Ce paradigme essentiel en paléobiologie fait l’objet actuellement de nombreuses publications scientifiques par des généticiens et chercheurs en neurosciences, suite à la découverte d’exceptions. Le séquencement complet récent du génome humain, le développement des techniques génétiques et de la bio-informatique donnent une perspective nouvelle aux travaux pionniers de Louis Dollo.

Ce regain de notoriété scientifique actuelle justifie un éclairage biographique sur cet ingénieur diplômé de l’Institut industriel du Nord (Ecole centrale de Lille, promotion 1877), dont le parcours professionnel de Lille à Bruxelles via Bernissart couvre l’exploitation des mines et la découverte d’iguanodons fossilisés, l’essor de la paléontologie et la théorie de l’évolution et se termine par les expéditions scientifiques sur le continent antarctique.

La loi de Dollo stipule qu’une spécialisation des espèces s’accompagne d’une diminution des mutations qui pourraient les faire évoluer, rendant improbable le retour de caractéristiques ou organes perdus par une espèce au cours de l’évolution. Cette conjecture était révolutionnaire en 1893 lorsque Dollo publie son article fondateur « Les lois de l’évolution » (Bulletin de la société belge de géologie n°7 pp.164-166 - 1893). En effet, la génétique qui la justifie était balbutiante à l’époque puisqu’elle avait été initiée par Gregor Mandel quelques dizaines d’années plus tôt. Son article eut une notoriété mondiale immédiate et fut notamment débattu jusqu’au Etats Unis d’Amérique par les paléontologues Henry Fairfield Osborn et William Diller Matthew qui traduisit en anglais les travaux de Dollo.
Aujourd’hui, après les travaux d’approfondissement de la loi de Dollo par les paléontologues George Gaylord Simpson en 1953 et Stephen Jay Gould dans les années 1970 (cf. S.J. Gould ‘Dollo on Dollo’s Law : irreversibility and the status of evolutionary laws’, Journal of the history of biology, vol 3 n°2 pp. 189-212 – 1970), l’usage de la bio-informatique et des statistiques en génétique permettent d’accepter la loi de Dollo, interprétée comme l’irréversibilité des phénotypes complexes perdus par une espèce (c’est-à-dire la disparition de certains caractères observables des individus de l’espèce) : il est statistiquement improbable qu’une combinaison aléatoire de mutations génétiques redonne spontanément aux poules les dents que leurs ancêtres ont perdues il y a soixante-dix millions d’années ou que les mammifères baleines retournent habiter la terre ferme.

Or une controverse sur la loi de Dollo est apparue en 2003 et se développe surtout depuis 2009 suite à la découverte d’exceptions et de preuves de réversibilité, au travers d’études de classifications phylogénétiques et de tests de congruence informatisés. Nous découvrons alors la réapparition de dents pour la grenouille Anura (cf. John J. Wiens, « Re-evolution of lost mandibular teeth in frogs after more than 200 million years, and re-evaluating Dollo’s law », Evolution, Vol 65 Issue 5 pp 1283-1296 - 2011), la réapparition d’ailes sur des phasmes (cf. Michael Whiting, Sven Bradler, Taylor Maxwell,  ‘Loss and recovery of wings in stick insects’, Nature, n° 421, pp. 264-267 - 2003), la réversibilité de la transition de l’oviparité (reproduction via des œufs expulsés avant éclosion) à la viviparité (reproduction par développement de l’embryon à l’intérieur de la mère) pour le boa Eryx (cf. Vincent Lynch et Guenter Wagner, ‘Did egg-laying boas break Dollo’s law ? Phylogenetic evidence for reversal to oviparity in sand boas (Eryx :Boidae)’, Evolution - 2009), la réversibilité de caractéristiques larvaires pour une salamandre (cf. Ryan Kerney, David Blackburn, Hendrik Mueller, James Hanken, ‘Do larval traits re-evolve ? Evidence from the embryogenesis of a direct-developing salamander Plethodon cinereus’, Evolution 66-1 pp252-262- 2011). Une exception à la loi de Dollo s’appliquerait aussi aux humains (cf. Rui Diogo, Bernard Wood, « Violation of Dollo’s law : evidence of muscle reversions in primate phylogeny and their implications for the understanding of the ontogeny, evolution and atomical variations of modern humans », Evolution, Volume 66 issue 10 pp. 3267-3276 – 2012).
Une interprétation des exceptions à la loi de Dollo est la pléiotropie, où un gène peut déterminer plusieurs phénotypes dont certains restent silencieux. Autrement dit, les gènes pourraient avoir plusieurs fonctions dont certaines pourraient se réveiller après des millions d’années de « sommeil ». Le débat scientifique sur les exceptions à la loi de Dollo est toujours d’actualité et est complexe. Certains scientifiques doutent de la validité méthodologique des arbres de classifications phylogénétiques et des méthodes informatiques associées pour trouver des exceptions valides à la loi de Dollo. Dixit Louis Dollo en 1924 : « Irréversibilité : Je suis bien tranquille sur l’avenir et sur l’utilité de cette notion : seulement, pour la soutenir ou pour la combattre, il faut bien la comprendre, ce qui n’arrive pas toujours ! ».

Quel est donc le parcours professionnel de l’auteur de cette loi de l’irréversibilité de l’évolution des espèces ? Louis Dollo est né à Lille en 1857. Il aurait une ascendance bretonne. Il entre à l’IDN (rue du Lombard à Lille) et obtient une bourse de mérite en G2 décernée par le conseil général du Nord. Il choisit l’option ‘mines’ en G3, dont l’enseignement s’effectue dans le bâtiment de l’IDN rue Jeanne d’Arc à Lille. Il est major de la promotion 1877. En 1970, le paléontologue américain Stephen Gould, biographe de Dollo, critique sa formation : « Dollo was educated in the mechanistic tradition that dominated late nineteenth-century science ». Parmi les enseignants à l’IDN, Dollo eut un mentor en la personne du professeur Alfred Giard avec lequel il poursuivra une correspondance sur une vingtaine d’années. Diplômé ingénieur IDN en 1877, Dollo devient ingénieur d’exploitation des mines quand son activité professionnelle est bouleversée par la découverte de fossiles de dinosaures de type iguanodons dans la mine de charbon de Bernissart à la frontière franco-belge en mars 1878 : c’est la source de sa vocation.  
Il devient aide naturaliste au muséum royal d'histoire naturelle à Bruxelles, puis conservateur de ce muséum où il travaille à la reconstitution des squelettes de ces dinosaures. Les iguanodons de Bernissart sont toujours aujourd’hui la pièce maitresse du muséum de Bruxelles. C’est par ses travaux scientifiques sur la paléontologie des vertébrés que Dollo est reconnu comme paléontologue spécialiste des dinosaures, et zoologiste, notamment de la faune marine dont il publie les découvertes issues de l’expédition antarctique Belgica de 1897 à 1899. A partir de 1909, Il est professeur à l’université de Bruxelles (Institut Solvay). Il décède en 1931 comme père fondateur de la paléobiologie.

Trois biographies de Louis Dollo ont été publiées : celle de Victor Émile van Straelen en français en 1933 ; celle de Stephen Gould en anglais en 1970 ; celle de Leonid Gabuniia en russe en 1974.
Des informations complémentaires sur Louis Dollo se trouvent sur Centrale Wiki
(https://www.centraliens-lille.org/wiki/Louis_Dollo_(1877) )

http://fr.wikipedia.org/wiki/Louis_Dollo

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