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Sciences

Le p’tit coup de l’évolution

23-11-2015

FF est un adulte mature. De temps à autre, il sort boire avec des amis, puis retourne chez lui, un peu éméché. Rien de bien singulier, si ce n’est que FF est un chimpanzé sauvage.

Le «bar» qu’il fréquente est une palmeraie d’Afrique occidentale. Près du village de Bossou, à l’extrême sud-est de la Guinée, des villageois entaillent les palmiers à raphia (Raphia farinifera), comme nos acériculteurs entaillent leurs érables, pour en soutirer la sève et fabriquer du vin de palme. Puis, ils fixent à l’arbre un contenant de plastique afin de recueillir le liquide blanchâtre et laissent la gravité faire son travail. En quelques heures à peine, une fermentation naturelle s’amorce dans le godet où l’alcool s’accumule graduellement.

Entre deux passages des villageois, les chimpanzés du coin ne se gênent pas pour venir trinquer. Kimberley Hoc­kings, spécialiste en écologie comportementale à l’université Brookes d’Ox­ford, au Royaume-Uni, les a vus faire. «La première fois, ça a vraiment suscité mon intérêt, se souvient-elle. Mais je n’ai pu observer ce comportement qu’à quelques occasions. Alors, j’ai contacté d’autres chercheurs qui ont travaillé avec cette communauté de singes au cours des 20 der­nières années et je leur ai demandé de fouiller leurs cahiers de notes.»

Le résultat est un article collaboratif, publié en juin dernier dans la revue Royal Society Open Science, fondé sur 51 observations de consommation d’alcool par les chimpanzés. On y apprend même que les singes se confectionnent des «cuillères» à partir de feuilles; qu’ils les plongent dans le liquide puis les portent à leur bouche environ neuf fois à la minute. Et on ne parle pas de petit jus: les mesures des chercheurs ont révélé que le vin de palme avait une teneur moyenne en alcool de 3,1%, certaines cuvées pouvant atteindre 6,9%. Si les quantités étaient d’ordinaire restreintes, certains individus pouvaient en avaler jusqu’à 3 L! De quoi être bien «paf»!

«Nous avons parfois noté des signes d’ébriété chez les buveurs après leur apéro, ajoute la chercheuse. Certains tombaient endormis, sur place, tout de suite après avoir bu la sève fermentée! Pourtant, même s’il est nutritif, le liquide n’a pas bon goût. Après 24 heures, il devient acide et vinaigré. Moi, je le trouve imbuvable!»

La preuve n’est donc plus à faire: même si ça n’a pas bon goût, nous ne sommes pas les seuls primates à boire volontairement de l’alcool. C’est grâce à une biochimie interne qui s’est élaborée il y a 10 millions d’années que cela a été rendu possible. Avec les gorilles, les chimpanzés et bonobos, nous faisons donc partie d’un petit groupe sélect dont les organismes sont capables de dégrader efficacement l’alcool, grâce à des enzymes spécialisées qui se trouvent notamment dans notre foie.

Il faut ce qu’il faut! Car l’éthanol, produit de la fermentation naturelle des sucres, est toxique. Un fruit tombé de son arbre et qui fermente depuis un moment est dangereux pour la santé; la plupart des animaux dédaigneront d’en manger. Mais comme les ressources sont parfois rares et qu’à fruit tombé on ne regarde pas la pourriture, l’évolution a doté les animaux frugivores d’enzymes pouvant détoxifier leur organisme de l’éthanol qu’ils pourraient ingérer.

Afin de décomposer l’alcool, les animaux ont développé une famille d’enzymes appelées alcool déshydrogénases, ou ADH. Lorsqu’elles rencontrent une molécule d’éthanol, ces enzymes la transforment en acétaldéhyde, un composé qui sera à son tour transformé en acide acétique inoffensif par d’autres enzymes. Mais les ADH, qu’à peu près toutes les cellules de l’organisme peuvent produire pour se défendre d’une agression toxi­que, peuvent facilement être débordées si les quantités d’éthanol sont trop élevées. Il peut s’ensuivre l’ébriété, voire le coma éthylique et la mort.

Cependant, chez les hominidés, raconte Matthew Carrigan, biologiste à la Foundation for Applied Molecular Evolution à Gainsville, en Floride, une mutation est survenue, rendant l’une de ces enzymes, l’ADH4, extrêmement performante. Sa vitesse de réaction a été multipliée par 40! «Cette mutation est survenue chez l’ancêtre commun des humains, des chimpanzés et des gorilles, avant que chacune des lignées ne prenne sa direction évolutive particulière, précise-t-il. Il se pourrait bien que cet aïeul soit Ouranopithecus macedoniensis, dont nous connaissons quelques fossiles et qui vivait à cette époque.»

Matthew Carrigan et plusieurs de ses collègues de différentes universités ont publié un article, en janvier 2015 dans les Proceedings of the National Academy of Sciences, où ils révèlent l’ancienneté de ce mécanisme de tolérance élevée à l’alcool. La mutation, en permettant à l’ADH4 de s’attaquer plus efficacement et plus rapidement à l’éthanol, aurait permis à Ouranopithecus macedoniensis d’ingérer de plus grandes quantités d’alcool sans en être trop affecté. Et cela coïncide avec le moment où l’on estime que nos ancêtres primates ont quitté les arbres et commencé à vivre au sol.

«Quand on vit dans les arbres, poursuit Matthew Carrigan, on peut se nourrir de fruits frais cueillis directement sur les branches. Mais si on se déplace sur le sol, on risque de ramasser des fruits tombés, partiellement fermentés.» La sélection naturelle a donc favorisé les hominidés qui pouvaient, jusqu’à un certain point, tolérer l’intoxication. Dans un milieu où rôdent les prédateurs, pouvoir se nourrir rapidement sans risquer de perdre sa vigilance et de devenir une proie constitue un net avantage. Mieux: consommer des fruits fermentés, c’est nutritif. L’éthanol, en effet, apporte 7,1 kilocalories par gramme (kcal/g), bien plus que ce que fournissent les glucides non fermentés (4,1 kcal/g).

Présente dans le foie, mais aussi dans les muqueuses de la bouche, de l’œsophage, de l’estomac et de l’intestin, ADH4 est l’une des premières enzymes qui agissent sur l’alcool qu’on ingère. En comparant sa structure, qui compte 380 acides aminés, chez deux espèces évolutivement pro­ches, le macaque et le babouin, l’équipe de Matthew Carrigan est arrivée à déduire de quoi avait l’air l’enzyme chez leur ancêtre commun. Les chercheurs ont recréé cette enzyme en laboratoire, testé son efficacité, puis répété l’exercice en la comparant avec celle du vervet, l’espèce voisine du groupe macaque-babouin.

«Nous avons refait l’expérience avec 19 espèces de primates et nous avons pu retracer l’histoire évolutive de l’enzyme ADH4 au cours des dernières 75 millions d’années. À chaque étape de l’arbre généalogique, nous avons repéré quels acides aminés avaient subi une mutation. C’est comme ça que nous avons découvert que l’enzyme ancestrale de l’humain, du chimpanzé, du bonobo et du gorille était pleinement fonctionnelle. Mais quand on recule dans le temps jusqu’au moment de la dichotomie avec l’orang-outang, il y a quelque 18 millions d’années, on voit que la différence ne tient qu’à un seul acide aminé: une alanine a été remplacée par une valine.»

C’est ce petit changement, au sein d’une modeste enzyme, dû à une mutation, qui a multiplié par 40 la capacité du foie à métaboliser l’éthanol et qui a permis à quelques primates aventuriers de mieux survivre au sol, d’engendrer une plus grande progéniture et de transmettre cet avantage à leurs descendants.

Une découverte qui bouscule une idée reçue. Jusqu’ici, on croyait que la capacité à métaboliser l’alcool était apparue quand nos ancêtres avaient commencé à faire volontairement fermenter de la bière et du vin, il y a tout au plus 15 000 ans. Nous savons maintenant que notre espèce a toujours eu cette aptitude. Aussi certains chercheurs se demandent-ils si nous n’aurions pas mis au point la technique de fermentation contrôlée justement pour assouvir notre prédilection naturelle pour l’éthanol… D’autres pensent même que nous aurions inventé la culture céréalière, il y a 10 000 ans, non pas pour nous assurer d’avoir de la farine à manger, mais de la bière à boire!

Autrement dit, avant que d’être sapiens, l’Homo aurait été, comme son cousin FF le chimpanzé, un joyeux ebrietus… Et se serait organisé, au fil des siècles et des «partys», pour le rester!

 

Et l’alcoolisme?

Pour les habitants de l’île Saint-Christophe, dans les Petites Antilles, les touristes font partie intégrante du décor. Les singes aussi. Puisque les quelques vervets introduits d’Afrique il y a 300 ans ont engendré une colonie de près de 40 000 individus en liberté. Plusieurs d’entre eux ont pris l’habitude de fréquenter les plages afin de chiper leurs cocktails aux vacanciers endormis. Les singes ivres qui titubent et s’écroulent amusent les touristes et intéressent les chercheurs.

Roberta Palmour, professeure de génétique humaine à l’Université McGill à Montréal, a assisté plusieurs fois à leur manège. Elle se rend sur l’île deux ou trois fois par année pour étudier ces petits primates. Si environ 15% d’entre eux ne boivent pas du tout ou très peu, a-t-elle remarqué, 65% sont des buveurs sociaux, préférant l’alcool dilué dans du jus de fruits, et seulement en compagnie d’autres singes. Autour de 15% aussi sont des buveurs réguliers, qui prennent leur alcool pur. Et enfin, 5% sont de gros buveurs: ils avalent vite, se battent avec les autres et boivent jusqu’au coma. Si l’alcool est abondant, ils finissent par en mourir au bout de deux ou trois mois. De là à conclure que l’alcoolisme est naturel chez les primates, il n’y a qu’un pas…

«Cette distribution des comporte­ments ressemble beaucoup à celle des communautés humaines, souligne la chercheuse. Comme chez nous, il
y a naturellement des alcooliques et des buveurs plus raisonnables. Moi qui m’intéresse à la génétique des problèmes psychiatriques, je peux dire que cette communauté de singes m’a appris beaucoup de choses.»

Surtout qu’il n’existe pas un gène majeur pour l’alcoolisme, mais plutôt un grand nombre de gènes qui contribuent à la susceptibilité d’un individu à tomber dans l’abus. « Chez ces singes, le fait d’être alcoolique – ou pas – dépend de la façon dont leur cerveau traite l’information; de la manière selon laquelle ils répondent à l’environnement et de plein d’autres facteurs. Plutôt qu’une maladie, l’alcoolisme est une condition possible chez les singes qui ont un certain profil et cette condition ne s’exprime pas en absence d’alcool. Comme chez les humains.»

Photo: G. Ohashi

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