La diversification du Sorgho et du Maïs argumente t-elle l’évolution ou la spéciation post-déluge?

Dans un débat contre Jerry Bergman, Zach Hancock a proposé l’argument de la « longue » diversification de l’ancêtre du Sorgho et du Maïs en plusieurs millions d’années. Hancock a cité Hughes et al. 2014 (Genome Research) qui ont montré que le maïs et le sorgho partagaient un ancêtre commun. Le maïs aurait subi un événement de duplication totale du génome (WGD, Whole Genome Duplication). Depuis, une partie des gènes dupliqués a divergé et acquis de nouvelles fonctions. L’ancêtre du sorgho a évolué « normalement », tandis que l’ancêtre du maïs a dupliqué tout son génome.

Ces duplications génomiques sont vues comme un moteur d’innovation évolutive (plus de matériel génétique disponible pour de nouvelles fonctions).

La Duplication de Gènes produit-elle l’évolution vers le haut?

Un défi pour le scénario postdiluvien de diversification

Sur des un des articles cités par Hancock, il est dit que sur environ 32 000 gènes codant des protéines dans le sorgho, environ 13 % des gènes régulateurs dupliqués dans le maïs ont acquis de nouvelles fonctions. Cela équivaut à environ 4 160 « nouveaux gènes » fonctionnels. Cela serait incompatible avec un scénario court postdiluvien. Cela illustrerait une forme de « néo-fonctionnalisation » où des duplications permettent l’apparition de nouvelles régulations et de nouvelles capacités.

Le langage « nouveaux gènes » est en fait trompeur car ce ne sont pas des gènes sortis du néant, mais des duplicatas modifiés. Ce processus repose sur un système régulatoire qui est déjà incroyablement sophistiqué. Le simple fait que la duplication puisse s’intégrer utilement témoigne d’un design robuste et flexible. C’est une réorganisation interne et pas une preuve qu’un système totalement inédit peut émerger (comme transformer une plante en un organisme complètement différent).

Sorgho et Maïs appartiennent-ils au même genre?

La plupart des créationnistes classeraient le sorgho (Sorghum bicolor) et le maïs (Zea mays) dans le même « kind » biblique (baramin). Les deux appartiennent à la famille des Poaceae (graminées) et plus précisément à la sous-famille Panicoideae. Les créationnistes définissent approximativement les “kinds” au niveau de la famille ou du genre.

Le maïs et le sorgho partagent de nombreux traits structurels (inflorescences en panicules, caryopses, photosynthèse en C4, etc.). Les analyses génomiques montrent une grande proximité. La différence la plus frappante vient de la duplication génomique du maïs, qui est interprétée par les évolutionnistes comme un moteur d’innovation, mais par les créationnistes comme de la variation à l’intérieur d’un même genre.

Selon la baraminologie, le “genre” Panicoideae inclurait le maïs, le sorgho, le millet et d’autres graminées proches. Les différences visibles seraient issues de la diversification rapide après le Déluge, par spéciation postdiluvienne et par mécanismes comme la duplication génomique, la perte ou activation de gènes.

La réponse créationniste d’Evan Loo Shan

Pour répondre à ce challenge de la diversification rapide du genre Panicoideae, je vais utiliser un article clé de la littérature créationniste sur la génomique des plantes et le rôle des transposons: Evan Loo Shan, “Transposon amplification in rapid intrabaraminic diversification” (paru dans le Journal of Creation).

Le maïs possède un génome composé à environ 80 % de rétrotransposons. Les évolutionnistes affirment que cette inflation massive de séquences répétées s’est produite en environ 6 millions d’années.

Si le génome a quadruplé de taille en quelques millions d’années, comment expliquer que le maïs soit resté du même « type » biologique s’interroge Shan?

Le maïs dérive du teosinte, domestiqué par les Amérindiens en seulement quelques millénaires ce qui montre que des changements spectaculaires peuvent arriver très vite, mais sans franchir de “frontières de genre”. Evan Loo Shan écrit:

« Le maïs provient du téosinte, une plante à peine reconnaissable comme étant du maïs moderne. Le téosinte a été domestiqué par les Amérindiens au cours des quelques derniers milliers d’années, ce qui rend une diversification rapide par sélection intelligente une explication plus plausible quant à la manière dont le génome du maïs a changé de cette façon.« 

Le sorgho a un génome plus compact que le maïs. Pourtant, la colinéarité (ordre relatif des gènes) reste globalement conservée entre sorgho et maïs. La différence de taille vient surtout du remplissage par transposons, le sorgho et le maïs apparaissent donc comme deux variantes intra-baramin (même “kind”) qui ont divergé en taille génomique après le Déluge.

Shan souligne que ces transposons peuvent servir de marqueurs spécifiques à un baramin (famille créée). Dans les graminées (riz, sorgho, maïs, orge, blé…), les différences de densité en transposons expliquent les variations rapides observées à l’intérieur d’un même groupe. Cela cadre avec l’idée de diversification post-Déluge, rapide et massive, sans qu’il y ait besoin de millions d’années.

Les évolutionnistes parlent de “junk DNA” accumulé lentement. Shan affirme au contraire que les transposons sont fonctionnels (régulation, recombinaison, adaptation). Leur accumulation a été rapide, surtout en conditions de stress (post-Déluge). Sorgho et maïs partagent une base commune (même baramin), mais le maïs a subi une explosion de transposons, d’où son énorme génome.

Les transposons ne s’accumulent pas de manière linéaire au fil du temps. Ils agissent par poussées soudaines (bursts), suivies de phases de calme. Ces bursts peuvent se produire quand le génome est soumis à un stress (sécheresse, variations climatiques, microclimats différents), ou lors de bottlenecks génétiques (par ex. post-Déluge dans le modèle créationniste).

Des exemples de diversification rapide

Une étude sur l’orge (relatée par Shan) montre que le rétrotransposon BARE-1 peut passer de 8 000 copies à 22 000 dans une gorge de 400 m à cause de microclimats locaux, ce qui est preuve de réplication rapide en réponse à l’environnement. Shan écrit:

« Dans cette étude, le nombre de copies de BARE-1 variait de 8 300 à 22 100 par génome haploïde d’orge au sein d’une gorge de 400 m de long à Evolution Canyon, au Mont Carmel, en Israël. De tels changements ne peuvent certainement pas avoir pris des millions d’années, car l’orge sauvage étudiée présentait une variabilité de propagation réplicative des rétrotransposons, supposée être corrélée à un stress soudain dû aux variations de microclimat dans la gorge et à d’autres facteurs climatiques. »

Cela appuie le modèle de biologie intelligente CET (continuous environmental tracking) où les organismes sont perçus comme ayant des capteurs, des systèmes de traitements et de réponses. L’environnement agit, non pas comme un « potier » mais comme un déclencheur d’un potentiel latent déjà présent dans un organisme.

Il n’y a pas besoin de temps longs, mais seulement de conditions spécifiques pour révéler ces capacités adaptatives.

Shan propose un modèle (équations simples de croissance exponentielle ou sigmoïdale). Si chaque transposon peut se répliquer, alors le nombre de copies n(t) croit de manière exponentielle. Dans la réalité, cela conduit à une phase initiale explosive (forte multiplication), puis une phase plateau (de nombreux transposons deviennent défectifs, mutés, ou silencieux: activité décroissante).

Cela colle avec l’idée créationniste de forte diversification rapide juste après la Création et le Déluge, puis stabilisation.

Dans certaines plantes comme Helianthus annuus (tournesol), on observe des différences de taille de génome de 14,7 % entre individus de la même espèce, équivalent à tout le génome du riz ajouté ou retiré, c’est un changement énorme en très peu de temps. Shan écrit:

« Par exemple, une variation de la taille du génome a été observée au sein de la descendance de Helianthus annuus (tournesol), où la différence de taille du génome atteignait 14,7 %. Cela correspond à 441 mégabases (ce qui est plus grand que le génome entier du riz !) sur un génome total de 3 000 Mb pour le tournesol.« 

Chez les graminées (riz, sorgho, maïs, blé), les comparaisons montrent que les gènes restent colinéaires (même ordre général), mais que les distances entre gènes explosent à cause des transposons, c’est la preuve d’inflation rapide, sans millions d’années.

Conclusion

Pour l’évolution, le maïs et le sorgho divergent depuis un ancêtre commun il y a 10+ millions d’années avec inflation génomique. Pour les créationnistes, ils sont issus du même genre de graminées créé, et la divergence (taille du génome, structure) s’explique par des mécanismes rapides d’amplification de transposons, surtout après le Déluge.

Comment les animaux ont-ils varié au sein de leur « genre » ou « famille »?