Biologie et évolution

L'exaptation : quand un caractère change d'usage

Les plumes semblent faites pour voler. Pourtant, des dinosaures incapables de quitter le sol en portaient déjà. Cette fiche présente l'exaptation, c'est-à-dire le réemploi d'un caractère pour un usage qui n'était pas le sien, et montre ce que cette idée change dans notre façon de regarder les inventions et les apprentissages.

L'idée en bref

Une exaptation est un caractère qui rend aujourd'hui un service pour lequel il n'a pas été façonné à l'origine. Soit il a été sélectionné pour une première fonction avant d'être réemployé pour une autre, soit il n'avait aucune fonction particulière et en a trouvé une plus tard.

Le terme a été proposé en 1982 par les paléontologues Stephen Jay Gould et Elisabeth Vrba, dans un article de la revue Paleobiology. Ils voulaient remplacer le mot « préadaptation », qui laissait entendre que l'évolution préparait d'avance les organes à leur usage futur, alors qu'elle ne prévoit rien. Le phénomène lui-même était connu depuis longtemps : Darwin en discutait déjà pour répondre à une objection classique, selon laquelle un organe complexe à moitié formé ne servirait à rien. Sa réponse était qu'un organe peut avoir servi à autre chose aux étapes intermédiaires.

En biologie, la notion est admise, même si son application à tel ou tel organe se discute au cas par cas. Hors de la biologie, parler d'exaptation pour une invention ou une compétence est une analogie.

Des plumes avant le vol

La distinction porte sur l'histoire d'un caractère et non sur son utilité présente. Une adaptation a été sélectionnée pour le service qu'elle rend. Une exaptation rend un service, mais elle doit son existence à une autre raison.

L'exaptation éclaire une caractéristique générale du vivant, que le biologiste François Jacob a résumée en 1977 en comparant l'évolution à un bricoleur. Un ingénieur part d'un plan et de pièces conçues pour leur usage. Le bricoleur fait avec ce qu'il a sous la main et détourne les objets de leur destination première.

Du radar au four, de la reconnaissance des formes à la lecture

L'histoire des techniques est pleine de réemplois. Le four à micro-ondes est né des travaux sur le radar : en 1945, l'ingénieur américain Percy Spencer, qui travaillait sur les tubes émetteurs appelés magnétrons, s'est aperçu que leurs ondes chauffaient les aliments. Le récit habituel veut qu'une friandise ait fondu dans sa poche, mais aucune source directe ne le confirme. Le Post-it vient d'une colle mise au point chez 3M par Spencer Silver à la fin des années 1960 : elle collait trop faiblement pour l'usage prévu, et c'est son collègue Art Fry qui lui a trouvé un emploi quelques années plus tard, pour des marque-pages repositionnables. En médecine, la pratique a un nom, le repositionnement de médicaments. Le sildénafil, étudié au départ pour des troubles cardiaques, a été commercialisé en 1998 pour un tout autre usage, sous le nom de Viagra.

Quand s'en servir

Le modèle invite à poser deux questions différentes, que l'on confond souvent : « à quoi cela sert-il aujourd'hui ? » et « d'où cela vient-il ? ». La réponse à l'une ne donne pas la réponse à l'autre.

• Devant une compétence : à quoi d'autre pourrait-elle servir ? Une personne qui a fait dix ans de théâtre amateur possède une aisance à l'oral qui peut servir dans l'enseignement ou la vente.
• Devant un échec : ce résultat, raté pour l'usage prévu, a-t-il une propriété intéressante pour un autre usage, comme la colle trop faible de 3M ?
• Devant une règle ou une habitude ancienne : remplit-elle aujourd'hui une fonction différente de celle qui l'a fait naître ?
• Devant un outil : quels usages ses utilisateurs lui ont-ils trouvés que ses concepteurs n'avaient pas imaginés ?

Limites et pièges

Le premier piège est le récit après coup. Les histoires de découvertes fortuites sont séduisantes, et l'on oublie que, pour une colle ratée devenue Post-it, d'innombrables résultats ratés n'ont jamais servi à rien. Ne retenir que les réemplois réussis est un cas de biais du survivant. De plus, ces réussites ne doivent pas tout à la chance : il a fallu qu'une personne compétente remarque l'anomalie et travaille pendant des années à en tirer quelque chose.

Le deuxième piège est de croire que l'exaptation se planifie. On peut favoriser les réemplois en conservant des capacités variées et en restant attentif aux résultats inattendus, mais on ne peut pas décider d'avance lequel servira.

En biologie, la notion a ses propres difficultés. Reconstituer la fonction d'origine d'un organe à partir de fossiles est délicat, et les scénarios restent des hypothèses plus ou moins bien étayées : celui des plumes s'appuie sur de nombreux fossiles, d'autres sur beaucoup moins. Certains biologistes jugent en outre le terme peu nécessaire, car presque tout caractère a changé de fonction au cours de sa longue histoire, et un caractère réemployé est généralement retouché ensuite par la sélection pour son nouvel usage. La frontière entre adaptation et exaptation est donc moins nette que la définition ne le laisse penser.

Enfin, l'analogie avec les inventions humaines est imparfaite. Dans le vivant, personne ne remarque quoi que ce soit, et le réemploi se fait sans intention, par le tri des générations, alors que Percy Spencer a compris ce qu'il voyait.