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Un généticien corrige le théorème de Fisher, mais la correction bouleverse la sélection naturelle

Gregor Mendel, 1822 - 1884

Gregor Mendel

22 décembre 2017 | David F. Coppedge

https://crev.info/2017/12/geneticist-corrects-fishers-theorem/

Un nouvel article corrige les erreurs dans le théorème de Fisher, une « preuve » mathématique du darwinisme. Plutôt que de soutenir l’évolution, le théorème corrigé l’inverse.

Retourner le célèbre théorème de Fisher

par William F. Basener et John C. Sanford

Un article récent paru dans le Journal of Mathematical Biology a mis au jour des problèmes majeurs avec le théorème fondamental de la sélection naturelle historiquement crucial. Ce théorème a été prouvé par Ronald Fisher – l’un des grands scientifiques du siècle dernier. Le théorème de Fisher a été publié en 1930 et a été le travail fondateur qui a donné naissance à la théorie néo-darwinienne et au domaine de la génétique des populations.

« Le théorème de Fisher était … le travail fondamental qui a donné naissance à la théorie néo-darwinienne et au domaine de la génétique des populations. »

Fisher a décrit son théorème comme « fondamental », parce qu’il croyait avoir découvert une preuve mathématique pour l’évolution darwinienne. Il a décrit son théorème comme équivalent à une loi naturelle universelle – au même niveau que la deuxième loi de la thermodynamique. La nouvelle loi de la nature autoproclamée de Fisher était que les populations augmenteront toujours leur valeur adaptative – sans limite, tant qu’il y aura une variation génétique dans la population. Par conséquent, l’évolution est comme la gravité – un simple certitude mathématique. Au fil des ans, un grand nombre d’étudiants en biologie ont appris ce mantra – le théorème de Fisher prouve que l’évolution est une certitude mathématique.

Les auteurs du nouvel article décrivent les problèmes fondamentaux du théorème de Fisher. Ils utilisent ensuite les premiers principes de Fisher et reformulent et corrigent le théorème. Ils ont nommé le théorème corrigé « le théorème fondamental de la sélection naturelle avec mutations »La correction du théorème n’est pas un changement trivial – il bouleverse littéralement le théorème. Les conclusions qui en résultent sont clairement en opposition directe avec ce que Fisher avait initialement voulu prouver.

Au début des années 1900, la théorie darwinienne était en difficulté scientifiquement. Les écrits de Darwin étaient essentiellement de nature conceptuelle, contenant beaucoup de philosophie et beaucoup de spéculations. Au-delà des simples observations de la nature, les livres de Darwin manquaient généralement de science véritable (expérimentation, analyse de données, formulation d’hypothèses testables). Darwin n’avait aucune compréhension de la génétique, et il n’avait donc aucune idée de la manière dont les traits pouvaient être transmis d’une génération à l’autre. Il n’avait qu’une notion très vague de ce sur quoi la sélection naturelle pouvait réellement agir. Il a simplement décrit la vie comme étant intrinsèquement plastique et malléable, donc l’évolution était intrinsèquement fluide et continue (pensez à de l’animation de pâte à modeler). Lorsque les découvertes génétiques de Mendel furent finalement sorties du placard, on pouvait voir que la génétique était largement fondée sur des paquets d’informations discrets et stables. Cela indiquait que la vie et la génétique n’étaient pas comme de l’animation de pâte à modeler, et ce changement biologique au fil du temps n’était pas fondé sur une plasticité ou une fluidité illimitée. Les unités discrètes d’information de Mendel (appelées plus tard gènes) étaient clairement spécifiques et finies, et elles ne permettaient donc que des changements spécifiques et limités. À ce moment-là, on disait; « Le mendélisme a tué le darwinisme ».

Fisher fut le premier à réconcilier le conflit apparent entre les idées de Darwin et les observations expérimentales de Mendel. Fisher accomplit cela en montrant mathématiquement comment la sélection naturelle pouvait améliorer la valeur adaptative en sélectionnant des unités génétiques souhaitables (allèles bénéfiques) et en sélectionnant simultanément des unités génétiques indésirables (allèles délétères). Il montra que compte tenu des mutations nulles, plus il y a de bons/mauvais allèles dans la population, plus la sélection naturelle peut améliorer la valeur adaptative de la population. C’est l’essence du théorème de Fisher. Ceci était fondamental pour la théorie néo-darwinienne – qui règne maintenant dans les universités modernes.

Ronald A. Fisher (1890-1962) croyait avoir prouvé l’évolution mathématiquement.

Remarquablement, le théorème de Fisher illustre à lui seul un processus auto-limitant – une fois que tous les mauvais allèles sont éliminés, et une fois que tous les individus portent seulement de bons allèles, alors il n’y a plus rien à sélectionner, et ainsi le progrès sélectif doit cesser. Le résultat final est que la population s’améliore légèrement et devient ensuite bloquée dans la stase (pas de changement supplémentaire). Il est stupéfiant que le théorème de Fisher ne traite pas explicitement de ce problème profond! Les mutations nouvellement apparues ne font même pas partie de la formulation mathématique de Fisher. Au lieu de cela, Fisher a simplement ajouté un corollaire informel (qui n’a jamais été prouvé), qui impliquait une extrapolation à partir de sa simple preuve. Il supposa qu’un flux continu de nouvelles mutations renouvellerait continuellement la variabilité génétique de la population, permettant ainsi une augmentation continue et illimitée de la valeur adaptative.

 « Les conclusions qui en résultent sont clairement en opposition directe avec ce que Fisher avait initialement voulu prouver. »

 

Les auteurs du nouveau papier ont réalisé que l’une des hypothèses clés de Fisher était clairement fausse, et en fait a été falsifiée il y a plusieurs décennies. Dans son corollaire informel, Fisher supposait essentiellement que de nouvelles mutations se produisaient avec une distribution presque normale – avec une proportion égale de bonnes et de mauvaises mutations (des mutations auraient donc un effet net de valeur adaptative de zéro). Nous savons maintenant que la grande majorité des mutations dans le génome fonctionnel sont nocives, et que les mutations bénéfiques sont extrêmement rares. Le simple fait que la prémisse de Fisher était fausse, falsifie le corollaire de Fisher. Sans le corollaire de Fisher – le théorème de Fisher prouve seulement que la sélection améliore la valeur adaptative d’une population jusqu’à ce que la sélection épuise la variation génétique initiale, à laquelle point le progrès sélectif cesse. En dehors de son corollaire,

Puisque nous savons maintenant que la grande majorité des mutations sont délétères, nous ne pouvons plus supposer que les mutations et la sélection naturelle mèneront à une meilleure valeur adaptative. Par exemple, si toutes les mutations étaient délétères, il devrait être évident que l’aptitude diminuerait toujours, et le taux de déclin serait proportionnel à la gravité et au taux des mutations délétères.

Pour corriger le théorème de Fisher, les auteurs du nouveau papier ont dû reformuler le modèle mathématique de Fisher. Les problèmes avec le théorème de Fisher étaient que; 1) il a été initialement formulé d’une manière qui ne permettait aucun type d’analyse dynamique; 2) il n’expliquait des nouvelles mutations; et 3) il ne prenait donc pas en compte l’effet net de la valeur adaptative des nouvelles mutations. La version nouvellement formulée du théorème de Fisher a maintenant été prouvée mathématiquement. Il est montré qu’elle donne des résultats identiques à la formulation originale, en utilisant les hypothèses de la formulation originale (pas de mutations). Le nouveau théorème incorpore deux facteurs concurrents: a) l’effet de la sélection naturelle, qui pousse constamment la valeur adaptative à la hausse); et b) l’effet de nouvelles mutations, qui poussent systématiquement la valeur adaptative vers le bas). Il est démontré que l’efficacité réelle de la sélection naturelle et le taux réel et la distribution des nouvelles mutations détermine si la valeur adaptative d’une population va augmenter ou diminuer avec le temps. Une analyse plus approfondie indique que des taux réalistes et des distributions de mutations rendent le gain de valeur adaptative extrêmement problématique, tandis que le déclin de la valeur adaptative devient plus probable. Les auteurs observent que plus les paramètres sont réalistes, plus le déclin de la valeur adaptative est probable. Le nouveau papier semble avoir renversé le théorème de Fisher et, avec lui, tout le paradigme néo-darwinien.

Information supplémentaire – Le corollaire informel de Fisher (vraiment juste une expérience de pensée) était alambiqué. L’essence du corollaire de Fisher était que l’effet des mutations bonnes et mauvaises devrait être plus ou moins égal – de sorte que leur effet net devrait être plus ou moins neutre. Cependant, les preuves dont disposait Fisher à l’époque indiquaient déjà que les mutations étaient extrêmement délétères. Fisher a reconnu que la plupart des mutations observées étaient clairement délétères – mais il a imaginé que cette catégorie spéciale de mutations hautement délétères serait facilement éliminée, et pourrait donc être ignorée. Il a estimé que cela pourrait laisser derrière une classe différente de mutations invisibles qui ont toutes un très faible impact sur la valeur adaptative – ce qui aurait une chance presque égale d’être soit bonne ou mauvaise. Cette ligne de raisonnement était entièrement spéculative et contraire à ce que nous savons maintenant. Ironiquement, de telles mutations « presque neutres » sont maintenant connues pour être également presque invisibles à la sélection naturelle, excluant leur rôle dans toute augmentation possible de la valeur adaptative. De plus, les mutations sont extrêmement délétères – même les mutations à faible impact. Cela signifie que l’effet net de telles mutations « presque neutres », qui sont toutes invisibles à la sélection, doit être négatif et contribuer de manière significative au déclin génétique. En outre, il est maintenant connu que les mutations qui contribuent le plus au déclin génétique sont les mutations délétères qui sont en effet intermédiaires – pas facilement sélectionnés, mais suffisamment percutants pour provoquer un déclin grave. 

Note de l’éditeur: Nous sommes honorés que le Dr John Sanford et son associé Bill Basener écrivent dans Creation-Evolution Headlines afin de signaler cet important nouvel article. Le Dr Sanford est un généticien renommé de l’Université Cornell, inventeur du pistolet à gènes et auteur de Genetic Entropy. Le Dr Sanford était un évolutionniste qui est devenu créationniste en se fondant sur la preuve génétique.

Dans notre article du 9/02/2004, nous avons relayé ce que Steve Jones (un évolutionniste fervent) pensait de la vie et des croyances personnelles de R. A. Fisher. Jones faisait la recension un livre sur six « bulldogs de Darwin » ou défenseurs, incluant Fisher. Le qualifiant de « fanatique barbu, » Jones fit ces remarques peu complaisantes sur Ronald Fisher, en se fondant ce qu’il avait lu dans le livre de Marek Kohn, A Reason for Everything: Natural Selection et British Imagination (Faber and Faber, 2004):

Fisher a prétendu que sa théorie fondamentale de la sélection naturelle occupait la position suprême parmi les sciences biologiques, bien que d’autres l’aient rejetée comme un tour verbal…. Son Genetic Theory of Natural Selection est devenu l’équivalent du Seigneur des anneaux: plein de vérités gnomiques et inquiétantes avec un ordre du jour plutôt désagréable (Fisher estimait qu’il était de son devoir biologique d’engendrer huit enfants). Comme le souligne Kohn, les disciples de Fisher, comme ceux de Wagner – compositeur d’une comédie musicale sur le même thème – sont obsédés par les détails de ce que le grand géniteur voulait dire et sont encore loin d’être sûrs.

Fisher était aussi ouvertement raciste et eugéniste. Concernant cette facette de sa vie, Wikipédia dit:

En 1910, Fisher rejoint l’Eugenics Society (UK) à l’Université de Cambridge, dont les membres comprennent John Maynard Keynes, R. C. Punnett et Horace Darwin. Il voyait dans l’eugénisme un problème social et scientifique pressant qui englobait et intéressait à la fois la génétique et les statistiques. Au cours de la Première Guerre mondiale, Fisher commença à rédiger des critiques de livres pour l’Eugenic Review  et se porta volontaire pour entreprendre toutes ces recensions pour la revue, étant embauché pour un poste à temps partiel. Le dernier tiers de The Genetical Theory of Natural Selection s’est focalisé sur l’eugénisme, attribuant la chute des civilisations à la baisse de fertilité de leurs classes supérieures, et utilisa les données du recensement britannique de 1911 pour montrer une relation inverse entre la fécondité et la classe sociale, en partie due, selon lui, aux coûts financiers inférieurs et donc au statut social croissant des familles ayant moins d’enfants. Il proposa l’abolition des allocations supplémentaires pour les familles nombreuses, avec des allocations proportionnelles aux revenus du père. Il servit dans plusieurs comités officiels pour promouvoir l’eugénisme. En 1934, il démissionna de l’Eugenics Society en raison d’un différend sur l’accroissement du pouvoir des scientifiques au sein du mouvement.

Ces citations illustrent que les théories portant sur la nature, l’humanité et la réalité n’émergent pas dans le vide, mais passent par le filtre des passions et des hypothèses de vision du monde de leurs créateurs.

Traduit par Fabrice Bect 2017/12/30