57: Qui êtes-vous ? Qui décide pour vous ?

Sommaire

• 1. Génétique : qui êtes-vous ?
  • ADN humain
  • Mitochondries
  • Microbiote
  • Influence sur le comportement
• 2. Epigénétique
• 3. Parasites : les gènes des autres
• 4. Plomb et comportement criminel
  
• 5. Video : Qu’est-ce que la vie ?
• 6. Articles cités

1. Génétique : qui êtes-vous ?

“Il est amusant de regarder les moralistes balancer entre, d’un côté, leur refus que les gènes puissent avoir une influence importante sur l’intelligence ou le comportement et, de l’autre, leur affirmation que le comportement d’un clone humain sera entièrement prédéterminé par sa construction génétique.“
Lewis Wolpert (1999)

ADN humain

Au plus profond de vous-même, à l’intérieur de chacune de vos cellules, c’est votre ADN, votre code génétique qui définit qui vous êtes. Il a une influence déterminante sur votre corps et ses capacités, dont votre cerveau et ses capacités.

Votre ADN est votre constituant premier : une cellule peut mourir, elle sera remplacée grâce à cet ADN. Le problème est que les choses ne sont pas si simples : l’ADN seul n’est pas suffisant pour que nous survivions.

Mitochondries

Tout d’abord il n’y a pas que votre ADN dans chacune de vos cellules, elles comportent l’ADN restant d’une autre espèce, absolument pas humaine : les mitochondries.

L’ADN mitochondrial contient 37 gènes, ce qui est peu face aux 20 000 à 40 000 gènes (selon les estimations) de “notre” ADN. Mais ce n’est pas tout.

Microbiote

Chacun d’entre nous acquière très rapidement après la naissance un microbiote (dont la plus grande partie est la flore intestinale mais il forme aussi un biofilm sur la peau) composé de 500 à 1 000 espèces de bactéries représentant en quantité entre 10 et 100 fois le nombre total de cellules du corps humain.

Il est à noter que les ratios des composantes du microbiote évoluent avec l’âge (Mariat et al., 2009).

Influence sur le comportement

On a longtemps cru que le cerveau était protégé des bactéries, mais on sait maintenant que cette barrière n’est pas complètement étanche : les microbiotes auront non seulement une influence sur notre cerveau, mais aussi sur la constitution de celui-ci (Heijtz et al., 2011). Par exemple :

• Selon Girard et al. (2009 ; mais voir aussi : Bravo et al., 2011), certains probiotiques, modifiant la composition de la flore intestinale, ont un impact sur la dépression et le comportement.

• Selon Raison et al. (2010), une trop grande hygiène corporelle (tuant notamment le biofilm) aurait un impact dépressif

Image : “Au commencement, l’univers fut créé. Cela a fortement irrité un grand nombre de personnes et a été largement considéré comme une erreur.” Douglas Adams: The Hitchhiker’s Guide to the Galaxy

2. Epigénétique

Saviez-vous que l’alimentation qu’a connue votre grand-mère, ou le stress qu’elle a vécue, a un impact sur votre personnalité ?

C’est une découverte récente : le code génétique ne vient pas seul et chaque gène ne s’exprime pas automatiquement. En fonction d’un certain environnement (partiellement héréditaire), certains gènes seront ou non activés, et le résultat sera totalement différent.

Wikipédia remarque :

“L’existence de phénomènes agissant sur l’expression des gènes se résume dans l’interrogation de Thomas Morgan “Si les caractères de l’individu sont déterminés par les gènes, pourquoi toutes les cellules d’un organisme ne sont-elles pas identiques ?” De façon plus saisissante, on peut rappeler aussi qu’une chenille et son papillon ont exactement les mêmes gènes.”

On parle d'”épigénétique” et sa découverte est venue mettre par terre tous les calculs classiques d’influence génétique.

Epigénome (réseau de recherche européen) définit :

“Au XXIème siècle, la définition la plus courante de l’épigénétique est « l’étude des changements héréditaires dans la fonction des gènes, ayant lieu sans altération de la séquence ADN ».”^[1]

Le point important est que ce code épigénétique est partiellement transmissible héréditairement, en d’autres termes que vos grand-parents ne vous ont pas transmis que leurs gènes, mais aussi des conséquences de ce qu’ils ont vécu, même si vous ne les avez jamais connus.

Cette découverte révolutionnaire avait cependant déjà été envisagée, comme le remarque Andrew Howley dans National Geographic :

“La synthèse moderne inclue certaines des théories de Darwin, mais en a rejeté d’autres, dont celle de la “pangénèse“, son idée que chaque partie du corps apporte des “gemmules” d’information aux cellules sexuelles pour passer des traits acquis au travers de leur usage ou non pendant la vie des parents.
Les travaux récents montrent que Darwin était plus correct que ce que l’on a cru.”

Influence sur le comportement

Qu’un gène s’exprime ou non aura un impact déterminant sur tout comportement ou attitude qu’il influence. Cet impact peut être énorme, comme par exemple :

• Selon Seong et al. (2011), le stress transmet héréditairement certains de ses effets par voie épigénétique (pour une synthèse, voir Le Point).

• Selon Uchida et al. (2010), l’augmentation de la sensibilité au stress provoquée par le stress en début de vie s’expliquerait épigénétiquement.

• Selon Rice et al. (2012), l’homosexualité s’expliquerait par une influence épigénétique pendant la sexualisation du corps et du cerveau.

Pour aller plus loin

• Neil Brockdorf explique sur Epigénome :

  “Les marques épigénétiques régulent le statut « ouvert » ou « fermé » de régions du génome et contrôlent ainsi le statut actif, « on », ou inactif, « off », des gènes. Une des notions fondamentales est que l’on peut hériter des marques épigénétiques et qu’elles fournissent un moyen de transmettre le statut « on » ou « off » lors du processus de division cellulaire. Actuellement, nous connaissons trois acteurs importants : l’ARN, le nucléosome et la méthylation de l’ADN, les trois piliers de l’épigénétique. C’est le dialogue soutenu entre ces acteurs qui permet de bien coordonner l’orchestration du système d’activation et d’inactivation des gènes, essentiel à l’élaboration d’un organisme complexe.”

• Selon Kohl (2012), les odeurs et les phéromones auraient un impact épigénétique pas seulement sur les abeilles mais aussi sur les humains.

Liens

• “Epigenetics: How Evolution Is Evolving” By Andrew Howley. National Geographic. November 11, 2010

• “Les effets du stress se transmettraient de génération en génération…”
  Le Point.fr – Publié le 29/06/2011

3. Parasites : les gènes des autres

“Si nos chiffres sont bons, alors environ un million de personne meurent chaque année juste parce qu’elles sont infectées par la toxoplasmose”
Jaroslav Flegr – The Guardian

Il n’y a pas que nos gènes à nous ou ceux que nous portons en permanence qui veulent se transmettre et sont prêts à nous influencer dans ce but.

Au milieu des années 1990, Paul Erwald^[1] avait posé les bases de l’analyse évolutionniste des maladies, y compris psychiatriques.

L’idée est simple : si un virus, une bactérie, etc. (terme générique : parasite) modifie le comportement de son hôte de sorte à augmenter ses chances de se répandre, alors il aura un avantage reproductif et on le retrouvera encore plus fréquemment^[2].

Chez les humains on connaît tous de tels parasites provoquant des comportements utiles au virus, pas forcément à nous : tous ceux qui nous font éternuer, c’est-à-dire prendre en charge la propagation de millions de leurs copies.

Toxoplasma Gondii décide pour vous

Le parasite ayant un tel pouvoir le plus connu est le Toxoplasma Gondii dont le cycle de vie influence le comportement de plusieurs espèces… dont les humains.

Pour se reproduire, le T. Gondii va diriger le comportement du rat en lui faisant apprécier l’odeur des chats (qu’il fuit généralement) et rechercher la lumière (au lieu de se protéger) ce qui augmente ses chances de se faire manger par un chat. Ce “suicide” est le but du T. Gondii qui ne se reproduit que dans le système digestif du chat. Dès lors, il va se transmettre via les fécès, qui contamineront les rats, qui… (voir par exemple House et al., 2011).

Les rats ne sont pas les seuls à être des hôtes intermédiaires du T. Gondii, les humains aussi, et là aussi il apparaît que le parasite a une influence sur la testostérone et la dopamine (Flegr, 2007) et donc sur le comportement : augmentation du comportement de prise de risque, ralentissement des réactions et augmentation de l’anxiété.

L’impact est effrayant :

• Au travers de plusieurs études dans plusieurs pays, Flegr (2007) a trouvé que la toxoplasmose multiplie les risques d’accidents de la circulation.

• Flegr & Havlícek (1999) ont trouvé que les femmes atteintes de toxoplasmose “ont une plus haute intelligence, moins de guilt proneness” (tendance à la culpabilité, voir Lettre 45.1 : “Guilt-Proneness: dominance et culpabilité“)

• Chez les hommes l’impact est différent : Flegr et al. (2003) notent une baisse de l’intelligence chez les infectés.

• Selon Zhang et al. (2012), les humains atteints de toxoplasmose présentent 7 fois plus de risque de tentative de suicide…

• Selon Fincher et al. (2008), les maladies parasitaires pourraient expliquer la diversité du langage.

• Selon Gelfand et al. (2011), les différences de taux parasitaires expliqueraient les différences de liberté politique (voir Reason).

• Selon Lafferty (2006), le T. Gondii lui-même a probablement eu un impact sur les différences culturelles entre les pays (voir The Loom)

Pour aller plus loin :

• Cycle vital de Toxplasma gondii. Wikipedia FR

• Voir : “Psychiatrie : l’hypothèse parasitaire” par P. Gouilllou. Evopsy. 01 Nov 2004.

  “Ces dernières années, une nouvelle approche de l’origine des maladies psychiatriques s’est développée : l’approche parasitaire. Fondée sur l’évolutionnisme, elle permet d’expliquer à la fois les surprenants ratios d’origine génétique et les symptômes communs entre des maladies différentes, et cela sans nécessiter la moindre remise en cause théorique. La validité de cette approche n’est pas encore prouvée, mais tout indique qu’il s’agit d’une piste de recherches prometteuse. Cette page en explique simplement les principes fondamentaux.”

• L’influence des gènes d’un individu sur d’autres individus (de la même espèce ou non) s’inscrit dans ce que Richard Dawkins a nommé : Influence Phénotypique Etendue.

Note

1. Paul Erwald s’est associé fin des années 1990s avec Gregory Cochran (voir Cochran, Erwald & Cochran, 2000), celui-là même qui a ensuite montré avec notamment John Hawks et Henry Harpending que l’évolution humaine s’est accélérée au cours des 10 derniers millénaires, à l’opposé de ce qui était généralement considéré (Hawks et al., 2007 ; Cochran & Harpending, 2009).

2. Il sera limité bien sûr par les réactions de défense et il pourra y avoir coévolution (voir Lettre 56.1 : La Reine Rouge)

Liens

• “Can a parasite carried by cats change your personality?” By David Adam. The Guardian, Thursday 25 September 2003

• “Does Disease Cause Autocracy? New studies say that lowering the rate of infection helps lead to political liberalization.” By Ronald Bailey. Reason. May 31, 2011

• “A Nation of Neurotics? Blame the Puppet Masters?” by Carl Zimmer. The Loom (Science Blogs). August 1, 2006

• “How Your Cat Is Making You Crazy” By Kathleen McAuliffe. The Atlantic Magazine. March 2012

Image : Batcat. Auteur inconnu.

4. Plomb et comportement criminel

Il n’y a pas que nos gènes et ceux d’autres qui peuvent avoir un impact biologique déterminant sur le comportement.

Kevin Drum vient de mettre en ligne sur Mother Jones une excellente synthèse référencée qui montre que :

• Plusieurs études ont trouvé de fortes corrélations aux niveaux international, national et local entre le taux de plomb et le taux de criminalité.

• Des explications biologiques causales ont été trouvées pour expliquer ces corrélations.

La question de la forte hausse de la criminalité puis de sa chute dans les années 1990s avait été l’objet de nombreuses hypothèses, dont celle que la légalisation de l’avortement aurait eu un impact. Il semble que l’explication par le plomb est plus solide : ce serait l’essence, d’abord plombée puis sans plomb, qui aurait été déterminante.

Bien sûr, cette hypothèse n’explique pas toutes les causes de la criminalité, comme le montre sa forte hausse récente en France.

Image et lien : “America’s Real Criminal Element : Lead” By Kevin Drum. Mother Jones. January 3, 2013

5. Video : Qu’est-ce que la vie ?

“Si des circuits biologiques ont pu donner naissance à la vie, il n’y a aucune raison que des circuits électroniques ne puissent pas en faire autant”
Stephen Hawking

Une conférence TED extrêmement intéressante, où Christoph Adami explique comment on peut découvrir la vie sans aucune idée préconçue de ce qu’elle est, et comment elle peut exister dans un ordinateur.

Le point essentiel est le compromis (“trade-off”) entre l’entropie (le désordre) et la transmission d’information d’une génération à l’autre : quand les conditions sont remplies, la répartition des blocs unitaires s’éloigne de celle obtenue au hasard et montre une courbe stable. Il a retrouvé cet effet dans la répartition des lettres de l’alphabet, la répartition des acides aminées sur terre… et dans la répartition des instructions de base dans la simulation informatique de vie qu’il avait créée.

Cette conférence est à rapprocher des vidéos des Lettres 38 (“Vidéo TED : Hod Lipson construit des robots “conscients”“) et 20 (“Video : Les drones “finiront probablement par avoir notre peau à tous”“).

Présentation sur TED :

“Comment chercher une vie extra-terrestre si elle ne ressemble en rien à ce que nous connaissons ? À TEDxUIUC [TED à l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign] Christoph Adami nous montre comment il utilise ses recherches sur la vie artificielle (des programmes d’ordinateurs qui s’auto-reproduisent) pour trouver une signature, un “marqueur biologique”, sans aucune de nos idées préconçues sur ce qu’est la vie.”

TEDX : “Christoph Adami : Découvrir une vie qu’on ne peut imaginer“. Filmed Feb. 2011. TEDxUIUC. Translated into French by Amélie Gourdon, Reviewed by Elisabeth Buffard. (VOST – 18’52”)

6. Articles cités

Bravo, J. A., Forsythe, P., Chew, M. V., Escaravage, E., Savignac, H. M., Dinan, T. G., Bienenstock, J., et al. (2011). Ingestion of Lactobacillus strain regulates emotional behavior and central GABA receptor expression in a mouse via the vagus nerve. Proceedings of the National Academy of Sciences, 1102999108–. doi:10.1073/pnas.1102999108

Cochran, G. M., Ewald, P. W., & Cochran, K. D. (2000). Infectious causation of disease: an evolutionary perspective. Spring, 3, 406–448.

Cochran, G., & Harpending, H. (2009). The 10,000 Year Explosion: How Civilization Accelerated Human Explosion (Paperback., p. 288). New York, New York: Basic Books.

Fincher, C. L., & Thornhill, R. (2008). A parasite-driven wedge: infectious diseases may explain language and other biodiversity. Oikos, 117(9), 1289–1297. doi:10.1111/j.0030-1299.2008.16684.x

Flegr, J., & Havlícek, J. (1999). Changes in the personality profile of young women with latent toxoplasmosis. Folia parasitologica, 46(1), 22–8. Pubmed: 10353191

Flegr, J., Preiss, M., Klose, J., Havlı́ček, J., Vitáková, M., & Kodym, P. (2003). Decreased level of psychobiological factor novelty seeking and lower intelligence in men latently infected with the protozoan parasite Toxoplasma gondii Dopamine, a missing link between schizophrenia and toxoplasmosis? Biological Psychology, 63(3), 253–268. doi:10.1016/S0301-0511(03)00075-9

Flegr, J. (2007). Effects of toxoplasma on human behavior. Schizophrenia bulletin, 33(3), 757–60. doi:10.1093/schbul/sbl074

Gelfand, M. J., Raver, J. L., Nishii, L., Leslie, L. M., Lun, J., Lim, B. C., Duan, L., et al. (2011). Differences Between Tight and Loose Cultures: A 33-Nation Study. Science, 332(6033), 1100–1104. doi:10.1126/science.1197754

Girard, S.-A., Bah, T. M., Kaloustian, S., Lada-Moldovan, L., Rondeau, I., Tompkins, T. A., Godbout, R., et al. (2009). Lactobacillus helveticus and Bifidobacterium longum taken in combination reduce the apoptosis propensity in the limbic system after myocardial infarction in a rat model. The British journal of nutrition, 102(10), 1420–5. doi:10.1017/S0007114509990766

Hawks, J., Wang, E. T., Cochran, G. M., Harpending, H. C., & Moyzis, R. K. (2007). Recent acceleration of human adaptive evolution. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 104(52), 20753–8. doi:10.1073/pnas.0707650104

Heijtz, R. D., Wang, S., Anuar, F., Qian, Y., Björkholm, B., Samuelsson, A., Hibberd, M. L., et al. (2011). Normal gut microbiota modulates brain development and behavior. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 1–6. doi:10.1073/pnas.1010529108

House, P. K., Vyas, A., & Sapolsky, R. (2011). Predator Cat Odors Activate Sexual Arousal Pathways in Brains of Toxoplasma gondii Infected Rats. (G. Chapouthier, Ed.)PLoS ONE, 6(8), e23277. doi:10.1371/journal.pone.0023277

Kohl, J. V. (2012). Human pheromones and food odors: epigenetic influences on the socioaffective nature of evolved behaviors. Socioaffective Neuroscience & Psychology, 2, 1–10. doi:10.3402/snp.v2i0.17338

Lafferty, K. D. (2006). Can the common brain parasite, Toxoplasma gondii, influence human culture? Proceedings. Biological sciences / The Royal Society, 273(1602), 2749–55. doi:10.1098/rspb.2006.3641

Mariat, D., Firmesse, O., Levenez, F., Guimarăes, V., Sokol, H., Doré, J., Corthier, G., et al. (2009). The Firmicutes/Bacteroidetes ratio of the human microbiota changes with age. BMC microbiology, 9, 123. doi:10.1186/1471-2180-9-123

Raison, C. L., Lowry, C. A., & Rook, G. A. W. (2010). Inflammation, sanitation, and consternation: loss of contact with coevolved, tolerogenic microorganisms and the pathophysiology and treatment of major depression. Archives of general psychiatry, 67(12), 1211–24. doi:10.1001/archgenpsychiatry.2010.161

Rice, W. R., Friberg, U., & Gavrilets, S. (2012). Homosexuality as a Consequence of Epigenetically Canalized Sexual Development. The Quarterly Review of Biology, 000–000. doi:10.1086/668167

Sansonetti, P. (2008). Des microbes et des hommes. Guerre et Paix aux surfaces muqueuses. Les leçons inaugurales du Collège de France. Retrieved from http://lecons-cdf.revues.org/197

Seong, K.-H., Li, D., Shimizu, H., Nakamura, R., & Ishii, S. (2011). Inheritance of Stress-Induced, ATF-2-Dependent Epigenetic Change. Cell, 145(7), 1049–1061. doi:10.1016/j.cell.2011.05.029

Uchida, S., Hara, K., Kobayashi, A., Funato, H., Hobara, T., Otsuki, K., Yamagata, H., et al. (2010). Early Life Stress Enhances Behavioral Vulnerability to Stress through the Activation of REST4-Mediated Gene Transcription in the Medial Prefrontal Cortex of Rodents. The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience, 30(45), 15007–18. doi:10.1523/JNEUROSCI.1436-10.2010

Zhang, Y., Träskman-Bendz, L., Janelidze, S., Langenberg, P., Saleh, A., Constantine, N., Okusaga, O., et al. (2012). Toxoplasma gondii immunoglobulin G antibodies and nonfatal suicidal self-directed violence. The Journal of clinical psychiatry, 73(8), 1069–76. doi:10.4088/JCP.11m07532