2.5. Le rôle potentiel de la relativité d'échelle dans la morphogenèse du vivant
209
Des lois de puissance dans les distributions statistiques
du nombre des apparitions et des extinctions d'espèces
La première recherche sur une structuration fractale possible dans
les données paléontologiques a été suggérée en 1988 par Jacques Dubois.
Ce dernier venait de démontrer que les répartitions des éruptions
volcaniques suivaient des lois de puissance et il était intéressant de se
poser la question de savoir si la répartition de phénomènes du vivant,
nécessairement fossiles pouvait également révéler de tels phénomènes.
Le problème qui se pose avec les fossiles est la discontinuité et la rareté
des données datées et leur répartition sur des surfaces géographiques
relativement grandes. La radiation quaternaire des rongeurs campagnols, les souris des champs, analysée à l'échelle de l'hémisphère Nord
venait d'aboutir 1 • Ces données parmi les mieux documentées au point
de vue paléontologique, se prêtaient particulièrement bien à cette tentative d'analyse. Ces rongeurs, à partir d'une forme ancestrale ayant
vécu il y a environ 5 millions d'années, se sont en effet diversifiés en
140 lignées distinctes fossiles et actuelles. Cette évolution arborescente
constitue la dernière radiation importante des mammifères à l'échelle de
l'hémisphère Nord. Les apparitions et les extinctions d'espèces avaient
l'avantage d'être assez bien datées dans la chronologie du Quaternaire
par des méthodes variées, dont quelques datations au potassium/argon,
à l'uranium/thorium de sites renfermant des rongeurs européens et
d'autres situant les sites relativement les uns aux autres d'après les
phénomènes évolutifs.
La question était donc de savoir si ces phénomènes se faisaient, ou
non, au hasard comme l'affirmait l'hypothèse de la Reine rouge 2 de van
Valen? Or cette répartition des apparitions et des extinctions d'espèces
ne se fait pas de façon régulière, mais par bouquets (tableau 1, fig. 2.22).
Les autres tests d'une évolution, strictement liée au hasard, comme les
courbes de survie et les distributions dites de Poisson, ne rendaient pas
mieux compte de ces répartitions hétérogènes. Jacques Dubois a alors
comparé la répartition des apparitions et extinctions d'espèces avec celle
d'une loi de puissance 3 décrivant la poussière de Cantor, une structure
1. Voir Chaline & Brunet-Lecomte, 1991.
2. L'hypothèse de la Reine rouge de Leigh Van Val en postule que les probabilités d' extinction des groupes sont constantes au cours des temps géologiques. Elle se base sur la
Reine rouge d'Alice au pays des merveilles, qui crie: « Nous courrons pour rester à la même
place», autrement dit il faut évoluer, s'adapter pour survivre dans un monde biologique
concurrentiel.
3. Rappel: Considérons la suite de nombres 2, 4, 8, 16, 32 ... C'est une suite de nombres qui
sont appelés «puissances successives de 2 ». 1re ligne : 2, 2•1igne : 4, 3•Jigne : 8, 4•Jigne :
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Des lois de puissance dans les distributions statistiques
du nombre des apparitions et des extinctions d'espèces
La première recherche sur une structuration fractale possible dans
les données paléontologiques a été suggérée en 1988 par Jacques Dubois.
Ce dernier venait de démontrer que les répartitions des éruptions
volcaniques suivaient des lois de puissance et il était intéressant de se
poser la question de savoir si la répartition de phénomènes du vivant,
nécessairement fossiles pouvait également révéler de tels phénomènes.
Le problème qui se pose avec les fossiles est la discontinuité et la rareté
des données datées et leur répartition sur des surfaces géographiques
relativement grandes. La radiation quaternaire des rongeurs campagnols, les souris des champs, analysée à l'échelle de l'hémisphère Nord
venait d'aboutir 1 • Ces données parmi les mieux documentées au point
de vue paléontologique, se prêtaient particulièrement bien à cette tentative d'analyse. Ces rongeurs, à partir d'une forme ancestrale ayant
vécu il y a environ 5 millions d'années, se sont en effet diversifiés en
140 lignées distinctes fossiles et actuelles. Cette évolution arborescente
constitue la dernière radiation importante des mammifères à l'échelle de
l'hémisphère Nord. Les apparitions et les extinctions d'espèces avaient
l'avantage d'être assez bien datées dans la chronologie du Quaternaire
par des méthodes variées, dont quelques datations au potassium/argon,
à l'uranium/thorium de sites renfermant des rongeurs européens et
d'autres situant les sites relativement les uns aux autres d'après les
phénomènes évolutifs.
La question était donc de savoir si ces phénomènes se faisaient, ou
non, au hasard comme l'affirmait l'hypothèse de la Reine rouge 2 de van
Valen? Or cette répartition des apparitions et des extinctions d'espèces
ne se fait pas de façon régulière, mais par bouquets (tableau 1, fig. 2.22).
Les autres tests d'une évolution, strictement liée au hasard, comme les
courbes de survie et les distributions dites de Poisson, ne rendaient pas
mieux compte de ces répartitions hétérogènes. Jacques Dubois a alors
comparé la répartition des apparitions et extinctions d'espèces avec celle
d'une loi de puissance 3 décrivant la poussière de Cantor, une structure
1. Voir Chaline & Brunet-Lecomte, 1991.
2. L'hypothèse de la Reine rouge de Leigh Van Val en postule que les probabilités d' extinction des groupes sont constantes au cours des temps géologiques. Elle se base sur la
Reine rouge d'Alice au pays des merveilles, qui crie: « Nous courrons pour rester à la même
place», autrement dit il faut évoluer, s'adapter pour survivre dans un monde biologique
concurrentiel.
3. Rappel: Considérons la suite de nombres 2, 4, 8, 16, 32 ... C'est une suite de nombres qui
sont appelés «puissances successives de 2 ». 1re ligne : 2, 2•1igne : 4, 3•Jigne : 8, 4•Jigne :