Toutes les expériences sont guidées par des idées. Sans les concepts de sélection naturelle et de prédation sélective, la plupart des recherches concernant la teigne poivrée n’auraient sans doute jamais été effectuées. Ces idées ont guidé et concentré les recherches, et aidé les scientifiques à formuler des questions spécifiques et à découvrir de nouveaux phénomènes. Les problèmes surgissent lorsque nous ne traitons plus un concept comme un instrument permettant d’en voir plus, mais comme quelque chose qui doit être corroboré par la nature. Lorsque nous commençons à considérer les phénomènes de manière sélective, en ne voyant que ce qui semble confirmer notre théorie, les concepts qui avaient initialement aiguisé notre attention commencent à nous rendre aveugles. Si, au contraire, nous pouvons utiliser les hypothèses comme un moyen de démarrer, tout en sachant qu’elles doivent être abandonnées lorsque nous sommes confrontés aux phénomènes, nous commençons alors à pratiquer une flexibilité de pensée qui nous conduit plus loin dans la richesse complexe des phénomènes, et non dans une construction théorique monolithique. Le papillon de nuit poivré devient, de cette façon, de plus en plus comme une question profonde, plutôt qu’une simple instance d’une théorie générale.
Implications pour l’enseignement des sciences
Ces dernières années, j’ai enseigné l’image compliquée du papillon de nuit poivré aux élèves de terminale de l’école Hawthorne Valley dans le nord de l’État de New York. Il s’agit d’une école Waldorf indépendante et son programme n’est pas réglementé par l’État.
Les élèves étaient fascinés par la mite poivrée et le contraste entre l’histoire simple et la réalité complexe. Nous avons passé plus de temps sur cet exemple qu’on ne le ferait habituellement, car je voulais qu’ils voient comment la science procède réellement et est un processus de découverte et de transformation.
L’enseignement selon cette approche historique et d’étude de cas exige plus de temps en classe et aussi plus de recherche de la part de l’enseignant que de fournir des aperçus généraux de la matière. Mais elle rend vivante la science en tant que processus. Nous apprenons comment les scientifiques font des observations, formulent des idées et des questions, et testent leurs hypothèses par le biais d’expériences. Nous voyons comment des contradictions apparaissent, comment les concepts se rigidifient, puis – souvent face à la résistance – comment ils sont modifiés ou même abandonnés. Les élèves commencent à considérer la science comme un processus se déroulant dans un contexte historique. Quelle pourrait être une manière plus appropriée d’apprendre la science de la vie, la biologie ?
En procédant de cette manière, les élèves acquièrent des connaissances, mais leurs connaissances sont des informations dynamiques et non statiques. Ils développent des capacités et des façons d’aborder les phénomènes qu’ils peuvent appliquer dans diverses situations de la vie. Les jeunes sont – si nous ne les avons pas trop corrompus – ouverts d’esprit et intéressés par le monde. Il est certainement logique qu’ils apprennent les sciences (et bien sûr d’autres disciplines) non pas comme des connaissances codifiées à mémoriser, mais comme une façon d’interagir avec la nature qui mène à des intuitions, mais aussi à des questions toujours nouvelles.
Un problème important dans la façon dont les sciences sont enseignées, vulgarisées et, en général, filtrées dans l’esprit des enfants est que les étudiants sont remplis de dogmes scientifiques : Ils « savent » que dans l’évolution, les plus aptes survivent, ils « savent » que le cerveau est un ordinateur, ils « savent » que le cœur est une pompe, ils « savent » que les gènes déterminent l’hérédité. Une des tâches des cours de sciences du secondaire et du premier cycle universitaire pourrait être de dissoudre ces « connaissances » dogmatiques – qui ne sont en réalité que des opinions acquises – en montrant que la science est un processus. (J’ai tenté de présenter la génétique de cette manière ; voir Holdrege 1996.) Dans un cours donné, on ne peut le faire que pour un nombre limité d’exemples, mais c’est beaucoup plus stimulant pour les étudiants que d’absorber de grandes quantités d’informations non contextuelles, qui, en fin de compte, ne peuvent être prises que de manière dogmatique.
L’enseignement de la science en tant que processus impliquerait soit de réduire l’utilisation des manuels, soit de les transformer en recueils d’études de cas. En parcourant les présentations de la mite poivrée dans les manuels, j’ai été ravi de trouver un livre (un manuel de biologie de lycée) contenant une brève description de la mite poivrée dans la section sur l’évolution, mais sous le titre « Biologie en cours » (Towle 1989, p. 228 et suivantes). L’auteur décrit brièvement les travaux de Kettlewell et affirme ensuite que des expériences récentes mettent en doute l’explication de la prédation sélective. Il attire ainsi l’attention sur les questions non résolues.
L’American Association for the Advancement of Science a publié des Benchmarks for Science Literarcy. Il s’inscrit dans le cadre du projet 2061 (année du retour de la comète de Halley ; le projet a débuté en 1985, date du dernier passage de Halley), qui a pour objectif » d’aider à transformer le système scolaire de la nation afin que tous les élèves reçoivent une bonne formation en sciences, en mathématiques et en technologie » (quatrième de couverture). En ce qui concerne la recherche scientifique, le texte indique que les élèves du secondaire doivent apprendre que « quelle que soit la façon dont une théorie s’adapte aux observations, une nouvelle théorie peut s’y adapter tout aussi bien, voire mieux, ou s’adapter à un éventail plus large d’observations. En science, la mise à l’épreuve, la révision et le rejet occasionnel des théories, nouvelles et anciennes, ne s’arrêtent jamais » (p. 8). Cependant, la majeure partie de l’ouvrage s’oppose à cette description de la science en tant que processus. Dans le corps de l’ouvrage, on trouve, pour tous les niveaux scolaires, les « points de référence » de ce qui devrait être connu dans un domaine donné à ce niveau d’âge. De cette façon, le livre met l’accent sur le contenu et non sur le processus. Par exemple, à la fin de la douzième année, les élèves devraient savoir que » la théorie de la sélection naturelle fournit une explication scientifique de l’histoire de la vie sur terre telle qu’elle est représentée dans le registre fossile et dans les similarités évidentes au sein de la diversité des organismes existants » (p. 125).
Une fois que nous avons appris qu’un des exemples les plus cités de la sélection naturelle s’avère très peu clair, cette affirmation ne semble-t-elle pas dogmatique ? Si nous enseignons un dogme, il est important de pouvoir savoir que la sélection naturelle est une explication ; si nous voulons donner une idée de la nature de la démarche scientifique, il est beaucoup plus essentiel de savoir comment le concept est utilisé, ce qu’il révèle et ce qu’il ne révèle pas. Sans le vouloir, ce livre donne une très bonne image d’une vision codifiée de la nature des choses. La tendance conservatrice est perceptible lorsque les auteurs affirment qu' »il est important de ne pas exagérer le thème « la science change toujours », car le corps principal de la connaissance scientifique est très stable et se développe en étant corrigé lentement et en voyant ses limites étendues progressivement » (p. 5). Si ce corpus de connaissances « stable » englobe la myriade de phénomènes que les scientifiques découvrent, alors je peux être d’accord avec cette affirmation. (Les changements de théories n’ont pas changé le fait que les insectes ont six pattes.) Mais si l’on entend par là les théories et modèles scientifiques, alors je pense que nous devrions stimuler nos élèves à remettre continuellement en question ce qui tend vers un point de vue cimenté. Nous devrions stimuler une révolution scientifique continue. Tout comme au Moyen-Âge, il semblait à beaucoup une évidence que la terre était le centre de l’univers, très certainement, beaucoup des « vérités scientifiques » (c’est-à-dire des théories) d’aujourd’hui deviendront des systèmes de croyance historiques aux yeux de l’humanité future.
Retour aux phénomènes
Une fois que nous nous affranchissons du carcan des schémas explicatifs fixes, nous pouvons nous tourner plus ouvertement vers les phénomènes naturels eux-mêmes. L’histoire de la recherche sur la mite poivrée montre à tout le moins la nécessité d’une histoire naturelle de base, sans laquelle les expériences et les théories n’ont aucun point d’ancrage. De nombreuses questions essentielles ne peuvent trouver de réponse que dans l’observation directe – aussi difficile que cela puisse être dans de nombreuses situations.
Il est clair que nous devons en savoir plus sur le cycle de vie de la mite poivrée. Où se repose-t-elle pendant la journée ? Quels sont ses prédateurs naturels ? Jusqu’où peut-elle voler ? Quelle est la durée de vie des papillons de nuit ? De même, il faut approfondir les connaissances sur les stades de l’œuf, de la larve et de la nymphe.
Dans le même temps, il faut rechercher activement d’autres interprétations du mélanisme chez la teigne poivrée. Le mélanisme pourrait-il avoir d’autres fonctions que le camouflage, comme l’augmentation de l’absorption de chaleur ou la stabilité structurelle de l’aile ? Ou peut-être le mélanisme chez l’adulte est-il un effet secondaire des différences entre les stades larvaires ? Certaines recherches suggèrent, par exemple, que des larves de types génétiques différents peuvent ne pas avoir la même viabilité (Creed et al. 1980). Theodore Sargent de l’Université du Massachusetts, travaillant avec une espèce différente de papillon nocturne, a trouvé des preuves que les plantes dont se nourrissent les larves peuvent induire ou réprimer l’expression du mélanisme chez les papillons adultes (Sargent et al. 1990).
Il existe certainement de nombreuses autres interprétations possibles du mélanisme chez le papillon poivré. Je doute qu’une seule explication se révèle être la bonne, car à long terme, tous les phénomènes biologiques se montrent interconnectés avec un ensemble de facteurs. Nous devons également nous attendre à ce que, dans différentes localités et à différents moments, différentes explications soient nécessaires. Ce n’est certainement pas une situation confortable si nous cherchons la cause du mélanisme industriel, mais pourquoi la réalité devrait-elle s’inquiéter de notre prédilection pour la monocasualité ?
Une des difficultés de notre approche de la mite poivrée est que nous ne l’avons étudiée que comme un exemple d’évolution. Nous n’avons pas encore cherché à comprendre la pyrale en tant que telle. Dès le départ, nous avons considéré le papillon de nuit dans une perspective limitée. Il est intéressant de noter qu’un de mes étudiants s’est demandé si le papillon de nuit poivré était vraiment un si bon exemple d’évolution. Il a adopté, l’espace d’un instant, le point de vue de l’espèce, et non le cadre que j’avais fixé en présentant la mite poivrée comme un bon exemple d’évolution. Il a dit : ce que la mite poivrée nous montre vraiment, c’est comment une espèce, en ayant différentes formes, est plus flexible et capable de survivre en tant qu’espèce ; les populations et les variétés de l’espèce fluctuent, mais l’espèce dans son ensemble continue de prospérer. Cet étudiant soulevait implicitement la question de la validité de l’utilisation de changements micro, intraspécifiques, comme modèle de macroévolution.
Dans le même cours dans lequel j’ai enseigné sur le papillon de nuit poivré – intitulé « Zoologie et évolution » – nous avons passé beaucoup de temps à étudier deux animaux, l’éléphant et le paresseux. En entrant dans les détails, nous avons appris que ces animaux sont des ensembles intégrés dans lesquels toutes les caractéristiques et fonctions sont liées et interdépendantes. Chaque partie du paresseux est marquée du sceau du paresseux (Holdrege 1998). Lorsque nous en sommes arrivés à la mite poivrée et que nous l’avons étudiée à la lumière de l’évolution, j’ai réalisé – par contraste – que nous n’accordions pas vraiment un traitement adéquat à la mite elle-même (ce que je n’ai pas fait non plus dans cet essai). Le papillon de nuit avait été, dans une certaine mesure, réduit à un exemple, ce qui serait comparable au fait de considérer le paresseux uniquement comme un exemple d’adaptation à la vie arboricole. Certes, le papillon de nuit est devenu de plus en plus une énigme, même dans la perspective de l’évolution, mais il est important d’être conscient des limites de la compréhension implicites dans la manière de formuler un thème. Puisque limiter est aussi une façon de se concentrer et de trouver une porte d’entrée dans un thème, nous ne pouvons pas simplement abandonner des points de vue. Mais ce que nous pouvons faire, c’est adopter des approches différentes dans des contextes différents pour montrer qu’il existe plusieurs voies de compréhension, chacune ayant ses forces, mais aussi ses limites. Cet exercice de flexibilité et de mobilité mentale peut nous rapprocher de la nature flexible de la vie elle-même.
Conclusion
Pendant des décennies, le papillon de nuit poivré a été un exemple standard de l’évolution en classe et dans les manuels scolaires. Des millions d’étudiants ont appris cette « preuve vivante » de la sélection naturelle. L’histoire qu’on leur a racontée, et qu’on leur raconte encore, est très probablement fausse, ou, pour le dire de façon plus modérée, remplie de demi-vérités. Ce n’est pas parce que les enseignants et les auteurs mentent intentionnellement, ou cachent et déforment les faits, mais parce que l’exemple n’est apporté que pour prouver un point, de sorte que les complications semblent étrangères à l’argument (sinon à la vérité). En outre, l’idée de la sélection naturelle est tellement ancrée dans l’esprit moderne qu’elle peut devenir comme une paire de lunettes que l’on n’enlève plus. Les concepts deviennent alors axiomatiques et la science finit par être promulguée sous une forme dogmatique. Corrélativement, les phénomènes complexes et riches de la nature dégénèrent, pour ainsi dire, en simples instances de principes primordiaux. Au lieu d’éclairer, l’idée devient, selon les mots de Goethe, une » généralité mortelle » (Goethe 1995, p. 61).
Cette tendance à la solidification n’est pas ce qui maintient la science en vie. La vitalité de la science vient des chercheurs qui doutent des conclusions, font de nouvelles observations et construisent de nouvelles expériences, des scientifiques qui pensent des idées originales qui brisent les constrictions des paradigmes dominants. L’enseignement des sciences ne doit pas seulement servir le « corps de connaissances » codifié. Il peut également servir l’exploration continue et le renouvellement permanent des idées. Puisque le mélanisme est « plus que ce que l’on voit », la recherche sur la mite poivrée peut être un excellent enseignant de la démarche scientifique vivante.
Note
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Pour une discussion lucide de la nature de l’expérimentation et des périls liés à la formulation de conclusions sur les expériences, voir l’essai fondateur de Goethe, « L’expérience comme médiateur entre l’objet et le sujet » (Goethe 1995, pp. 11-17).
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