Siddhartha Mukherjee

Il était une fois le gène

Traduit de l’anglais (États-Unis) par Pierre Kaldy

The Gene – An Intimate History
Copyright © 2016, Siddhartha Mukherjee. Tous droits réservés.
© Flammarion, 2017, pour la traduction française.
© Flammarion, 2020, pour la présente édition.

ISBN Epub : 9782081517844

ISBN PDF Web : 9782081517868

Le livre a été imprimé sous les références :

ISBN : 9782081422490

Ouvrage composé et converti par Pixellence (59100 Roubaix)

Présentation de l'éditeur

Comment le moine Gregor Mendel élabora-t-il les premières lois de la génétique à travers l’étude des petits pois ? Au nom de quel « crépuscule génétique » la Cour suprême américaine a-t-elle pu autoriser la stérilisation forcée des « faibles d’esprit » ? Et comment expliquer que des jumeaux séparés à la naissance aient tous deux été prénommés Jim par leur famille d’accueil, aient épousé une Linda et engendré un petit James Allan ?

En conteur hors pair, Siddhartha Mukherjee s’attelle à percer les mystères du vivant en analysant toutes les facettes du gène, à travers une somptueuse saga entre récit historique, cours de biologie et enquête personnelle.

Oncologue et professeur à l’université Columbia, Siddhartha Mukherjee a publié de nombreux articles dans des revues scientifiques prestigieuses et dans le New York Times. Son premier livre, L’Empereur de toutes les maladies. Une biographie du cancer (« Champs », 2016), a reçu le prix Pulitzer et le Guardian First Book Award. Il est traduit dans quarante langues.

Libre Champs
Une époque, un récit, l'exactitude des sources racontées à la manière d'un roman

Ken Alder, Mesurer le monde.

Alessandro Barbero, Le Jour des barbares. – Waterloo.

Kate Cambor, Belle Époque.

Edmund de Waal, Le Lièvre aux yeux d’ambre.

Antonia Fraser, Marie-Antoinette.

Stephen Greenblatt, Quattrocento. – Will le Magnifique.

Thomas Harding, Hanns et Rudolf.

David G. Haskell, Un an dans la vie d’une forêt. – Écoute l’arbre et la feuille.

Nathalie Heinich, Une histoire de France.

Laure Hillerin, La Comtesse Greffulhe.

Eric Jager, Le Dernier Duel.

Sam Kean, Quand les atomes racontent le monde.

Manjit Kumar, Le Grand Roman de la physique quantique.

Siddhartha Mukherjee, L’Empereur de toutes les maladies.

Graham Robb, Une histoire buissonnière de la France. – Une histoire de Paris par ceux qui l’ont fait. – Sur les sentiers ignorés du monde celte.

Maxime Rovere, Le Clan Spinoza.

Stacy Schiff, Cléopâtre.

Daphné Sheldrick, Une histoire d’amour africaine.

Géraldine Schwarz, Les Amnésiques.

Guy Walters, La Traque du mal.

Mitchell Zuckoff, Les Disparus de Shangri-La.

Il était une fois le gène

À Priyabala Mukherjee (1906-1985) qui connaissait les dangers ;

À Carrie Buck (1906-1983) qui les a vécus.

« Une détermination précise des lois de l'hérédité va probablement changer plus de choses dans la vision que l'homme a du monde et son pouvoir sur la nature que toute autre avancée prévisible dans la connaissance de la nature11. »

William Bateson

« Les êtres humains ne sont rien d'autre en définitive que des transporteurs, des moyens de passage, pour les gènes. Ils nous chevauchent comme des chevaux de course de génération en génération. Les gènes ne pensent pas à ce qui est bien ou mal. Peu leur importe que nous soyons heureux ou pas. Nous ne sommes qu'un moyen pour eux. Ils ne pensent qu'à une seule chose, ce qui est le plus efficace pour eux22. »33

Haruki Murakami, IQ84

Prologue : des familles

« Le sang de tes parents n'est pas perdu en toi11. »

Ménélas, L'Odyssée

« Ils te foutent ta vie en l'air, ton père et ta mère.

Sans le vouloir, peut-être, mais ils le font.

Ils te remplissent de tous les défauts qu'ils ont

Et en ajoutent un peu plus, juste pour toi22. »

Philip Larkin, « This Be The Verse »

Au cours de l'hiver 2012, j'ai fait le voyage de Delhi à Calcutta pour aller voir mon cousin Moni. Mon père m'accompagnait. Il était maussade et renfermé, perdu dans une angoisse intime que j'avais du mal à cerner. C'était le plus jeune des cinq frères, et Moni avait été son premier neveu, le fils de son frère aîné. En 2004, l'année de ses quarante ans, Moni a été diagnostiqué schizophrène et il est interné depuis dans une institution pour malades mentaux (une « maison de fous » comme dit mon père). Mon cousin est maintenu sous médicaments à hautes doses, plongé dans un bain d'antipsychotiques et de sédatifs, avec une personne chargée de le surveiller, le laver et le nourrir tous les jours.

Mon père n'a jamais accepté le diagnostic posé sur Moni. Durant des années, il a mené une petite campagne solitaire et obstinée contre les psychiatres chargés de soigner son neveu. Pensait-il les convaincre qu'ils avaient fait une énorme erreur de diagnostic, ou bien espérait-il que l'esprit en morceaux de Moni puisse, comme par magie, se réparer tout seul ? Mon père a déjà rendu visite deux fois à Moni, dont une sans prévenir, avec l'espoir de le trouver transformé et vivant en secret une vie normale derrière les portes closes de l'établissement.

Mais mon père savait, tout comme moi, qu'il y avait plus que de la tendresse derrière ces visites. Dans la famille, Moni n'est pas le seul à souffrir d'une maladie mentale. Deux des quatre frères de mon père – pas le père de Moni mais deux de ses oncles – sont également atteints. Chez les Mukherjee, la folie s'avère en fait présente depuis au moins deux générations. Une partie de la réticence de mon père à accepter le diagnostic posé sur son neveu vient de cette angoisse sourde : la prise de conscience qu'une part de la maladie pourrait, un peu comme un déchet toxique, se trouver enfouie au fond de lui-même.

En 1946, Rajesh, le troisième dans la fratrie de mon père, est mort prématurément à Calcutta à l'âge de vingt-deux ans. Il avait apparemment attrapé une pneumonie après deux nuits passées sous la pluie en hiver, mais cet épisode n'était que le point d'orgue d'un autre mal. Rajesh avait été le fils le plus prometteur, le plus vif, le plus malin, le plus charismatique, le plus dynamique, le plus aimé, et le plus idolâtré par mon père et sa famille.

Mon grand-père était décédé dix ans plus tôt, en 1936, assassiné à la suite d'une dispute portant sur des mines de mica. Il laissait ma grand-mère seule pour élever ses cinq jeunes fils. Bien que Rajesh ne fût pas le plus âgé, il avait suivi sans trop d'effort les traces de son père. Il n'avait que douze ans à l'époque, mais il aurait pu en avoir vingt-deux : son intelligence fulgurante était déjà tempérée de gravité, son assurance encore fragile d'adolescent laissait déjà poindre la confiance en soi de l'adulte.

Mais au cours de l'été 1946, se souvient mon père, Rajesh a commencé à se comporter bizarrement, comme si quelque chose s'était déréglé dans son cerveau. Le changement le plus frappant fut son humeur exubérante. Une bonne nouvelle provoquait un accès de joie qui ne s'épuisait que dans une dépense physique de plus en plus astreignante, tandis qu'une mauvaise nouvelle plongeait mon oncle dans un inconsolable désespoir. Ses émotions correspondaient bien au contexte, seul leur caractère extrême était anormal. À la fin de l'année, les fluctuations mentales de Rajesh se rapprochèrent et s'amplifièrent. Les périodes d'exaltation devinrent plus fréquentes et plus violentes, basculant dans la rage et la grandiloquence, et le contrecoup de la tristesse qui suivait était tout aussi profond. Rajesh se mit à s'intéresser à l'occultisme, organisant à la maison des séances de spiritisme ou de planche de Ouija, ou réunissant ses amis dans un crématorium la nuit pour méditer. Je ne sais pas s'il prenait quelque chose pour se soigner. Dans les années 1940, on trouvait facilement de l'opium birman ou du haschich afghan dans les bas-fonds du quartier chinois de Calcutta pour se calmer les nerfs, mais mon père se souvient d'un frère changé, parfois craintif, parfois téméraire, d'humeur versatile, irritable un jour et fou de joie le lendemain. (Cette expression « fou de joie », utilisée oralement, évoque quelque chose d'innocent, une amplification de la joie. Mais elle marque aussi une limite, un avertissement, une frontière à la sobriété. Au-delà du fou de joie, comme nous allons le voir, il n'y a pas de joie en plus, il n'y a que la folie.)

La semaine précédant sa pneumonie, Rajesh apprit qu'il avait brillamment réussi ses examens universitaires ; enchanté, il disparut pendant deux nuits sous le prétexte d'aller « faire de l'exercice » dans un stage de lutte. Lorsqu'il revint, il bouillonnait de fièvre et d'hallucinations.

C'est seulement des années plus tard, en école de médecine, que j'ai réalisé : Rajesh était probablement en plein épisode maniaque. Ses différents symptômes dessinaient un syndrome maniaco-dépressif ou trouble bipolaire – c'était presque un cas d'école.

Jagu, le quatrième de la fratrie de mon père, est venu vivre avec nous à Delhi en 1975 alors que j'avais cinq ans. Son esprit aussi se disloquait. Grand et mince comme un fil, avec une lueur un peu farouche dans les yeux et une grosse tignasse de cheveux emmêlés, il ressemblait à une version bengali de Jim Morrison. Contrairement à Rajesh dont la maladie était apparue à la vingtaine, Jagu avait des problèmes depuis l'enfance. Mal à l'aise en société, renfermé sauf avec ma grand-mère, il était incapable d'avoir un emploi ou de vivre de façon autonome. En 1975, des troubles cognitifs plus profonds étaient apparus. Il avait des visions, des fantômes et des voix dans la tête qui lui disaient ce qu'il fallait faire. Il élaborait des théories de complots par dizaines, imaginant par exemple qu'un vendeur de bananes près de chez nous notait en secret son comportement. Il se parlait souvent à lui-même, avec l'obsession typique de réciter les trajets en train (« De Shimla à Howrah par le train Kalka, puis prendre à Howrah l'express Shri Jagannah pour Puri »). Il était encore capable d'extraordinaires accès de tendresse. Un jour, j'ai cassé sans faire exprès un vase vénitien auquel tenaient mes parents. Jagu m'a caché sous ses draps et a déclaré à ma mère qu'il avait des « montagnes d'argent » planquées ailleurs qui paieraient « un millier » de vases à la place. Cet épisode était pourtant symptomatique, car même dans cet élan affectueux et altruiste émergeaient des manifestations typiques de sa psychose.

Contrairement à Rajesh, dont le trouble ne fut jamais formellement diagnostiqué, Jagu fut examiné à la fin des années 1970 par un médecin à Delhi et le diagnostic d'une schizophrénie fut posé. Mais on ne lui prescrivit aucun médicament. Au lieu de cela, Jagu continua à vivre à la maison, se cachant à moitié dans la chambre de ma grand-mère (elle vivait avec nous, comme dans beaucoup de familles en Inde). Accablée par ce nouveau coup du sort, ma grand-mère prit la défense de Jagu avec une vigueur redoublée. Pendant presque une décennie, elle et mon père ont maintenu une trêve fragile : Jagu vivait par les soins de ma grand-mère, prenant ses repas dans sa chambre et portant des vêtements qu'elle lui avait cousus. La nuit, quand il était particulièrement agité et pris par ses peurs et ses délires, elle le mettait au lit comme un enfant, posant sa main sur son front. Lorsqu'elle est morte en 1985, Jagu est brusquement parti de la maison et n'a jamais accepté de revenir. Il a vécu dans une secte religieuse à Delhi jusqu'à sa mort en 1998.

Mon père tout comme ma grand-mère étaient persuadés que la maladie mentale de Jagu et de Rajesh avait été précipitée, et peut-être même causée, par l'apocalypse de la Partition, le traumatisme politique se sublimant en traumatisme psychique dans leur famille. La Partition, assuraient-ils, avait coupé en deux non seulement une nation mais aussi des esprits. Dans le « Toba Tek Singh » de Saadat Hasan Manto, peut-être le récit le plus connu de cette Partition, le héros est un individu instable qui se tient à cheval sur la frontière entre l'Inde et le Pakistan et en proie à un état mal défini entre folie et santé mentale. Dans le cas de Jagu et Rajesh, ma grand-mère pensait que les soubresauts de la violente séparation du Bengale oriental avaient fait chavirer leur esprit, bien que d'une manière très différente.

Rajesh était arrivé à Calcutta en 1946, juste au moment où la ville perdait elle-même la raison, à bout de nerfs, ayant épuisé sa compassion et sa patience. Un flot continu d'hommes et de femmes venant du Bengale oriental, ceux qui avaient ressenti les premiers troubles politiques avant les autres, commençait déjà à envahir les immeubles et petites habitations près de la gare de Sealdah. Ma grand-mère faisait partie de cette foule misérable. Elle avait loué un trois-pièces sur l'allée Hayat Khan, à quelques pas de la gare. Le loyer mensuel était de cinquante-cinq roupies, environ un dollar de nos jours mais une fortune alors pour sa famille. Les logements, empilés les uns sur les autres, faisaient face à un dépôt d'ordures. L'appartement, bien que minuscule, avait des fenêtres et bénéficiait d'un toit commun d'où les garçons pouvaient voir la naissance d'une nouvelle ville et d'une nouvelle nation. On conçoit que, dans cette époque troublée, des bagarres pouvaient éclater à tous les coins de rue. En août de cette année, un conflit particulièrement horrible entre Musulmans et Hindous (qui fut appelé plus tard la Grande tuerie de Calcutta) se traduisit par le massacre de cinq mille personnes et la mise à la rue d'une centaine de milliers d'autres.

Rajesh avait été témoin du déchaînement de ces foules dans les pires moments de l'été. Les Hindous étaient allés chercher les Musulmans dans leurs boutiques et leurs bureaux à Lalbazar, puis les avaient éventrés dans les rues, les Musulmans faisant de même et avec une pareille férocité en sens opposé dans les marchés aux poissons près de Rajabasar et de la Harrison Road. Les crises de Rajesh étaient apparues rapidement après ces émeutes. La ville a fini par guérir, mais lui en avait gardé les séquelles. Peu après les massacres d'août, il fut sous l'emprise de toute une série d'hallucinations paranoïdes. Il devint de plus en plus craintif. Les sorties à la salle de gym le soir devinrent plus fréquentes. Puis il y eut les épisodes maniaques, les apparitions de fantômes et le cataclysme final de sa maladie.

Si la maladie de Rajesh était celle de l'arrivée, celle de Jagu était, pour ma grand-mère, celle du départ. Dans son village ancestral de Dehergoti, près de Barisal, le psychisme de Jago était encore en lien avec ses amis et sa famille. Il pouvait courir comme un dératé dans les champs de riz, s'amuser dans les flaques, cela pouvait apparaître comme des jeux insouciants propres à n'importe quel enfant, les jeux d'un enfant presque normal. À Calcutta, comme une plante déracinée, Jagu s'était étiolé et disloqué. Il quitta l'université et se planta en permanence à l'une des fenêtres de l'appartement, son regard vide fixant le monde. Ses pensées commencèrent à se brouiller, ses paroles devinrent incohérentes. Alors que l'esprit de Rajesh s'étendait à l'extrême, celui de Jagu se contractait en silence dans sa pièce. Alors que Rajesh parcourait la ville la nuit, Jagu se confinait volontairement chez lui.

Cette étrange taxonomie de la maladie mentale, avec Rajesh dans le rôle du rat des villes et Jagu dans celui du rat des champs, fut commode tant qu'elle put durer mais vola en éclat quand l'esprit de Moni fut à son tour atteint. Moni n'était pas, bien sûr, un « enfant de la Partition ». Il n'avait jamais été déraciné, ayant vécu toute sa vie en sécurité dans sa maison de Calcutta. Pourtant, l'évolution de son psychisme rappelait étrangement celle de Jagu. Les visions et les voix étaient aussi apparues au cours de son adolescence. Le besoin de s'isoler, la grandiloquence de ses fabulations, sa désorientation et sa confusion, tout évoquait sinistrement son oncle. Adolescent, il était venu nous rendre visite à Delhi. Nous devions aller voir un film ensemble mais il s'était enfermé dans la salle de bain à l'étage et avait refusé d'en sortir pendant presque une heure, jusqu'à ce que ma grand-mère arrive à le rejoindre. Elle l'avait trouvé recroquevillé dans un coin, tentant de se cacher.

En 2004, Moni fut battu par des crétins sous prétexte qu'il avait uriné dans un jardin public (il me raconta qu'une voix intérieure lui avait commandé « Pisse ici, pisse ici »). Quelques semaines plus tard, il commit un « crime » qui était tellement flagrant qu'il témoignait à l'évidence de son déséquilibre. Il fut surpris en train de faire la cour à la sœur de l'un de ces imbéciles (il expliqua de nouveau que des voix lui avaient demandé d'agir). Son père essaya vainement d'intervenir, mais cette fois Moni fut sévèrement battu, avec une lèvre déchirée et une blessure au front qui l'envoyèrent à l'hôpital.

Le tabassage était censé le purifier (ses tourmenteurs déclarèrent à la police qu'ils avaient seulement voulu « faire partir les démons de Moni »), mais les commandements pathologiques dans la tête de Moni ne firent que se renforcer, devenant de plus en plus impérieux. Au cours de l'hiver de cette même année, après une nouvelle crise d'hallucinations et de voix intérieures insinuantes, il fut transféré dans un établissement spécialisé.

Le confinement, comme me le confia Moni, était en partie volontaire. Il ne cherchait pas tant un rétablissement mental qu'un refuge physique. On lui prescrivit un ensemble de médicaments antipsychotiques et son état s'améliora peu à peu, mais jamais au point, semble-t-il, qu'il puisse quitter l'institution. Quelques mois plus tard, son père mourut. Sa mère était déjà décédée des années auparavant et son unique sœur vivait au loin. Moni décida donc de rester dans l'établissement, notamment parce qu'il ne savait pas où aller. Les psychiatres découragent l'usage du terme archaïque « d'asile d'aliénés », mais pour Moni cela décrivait bien ce lieu, le seul capable de lui offrir un abri et une protection qui lui avaient manqué toute sa vie. Il était un oiseau qui se serait volontairement mis en cage.

Quand nous lui avons rendu visite, mon père et moi, en 2012, je ne l'avais pas vu depuis près de vingt ans. La personne que j'ai rencontrée dans le parloir ressemblait si peu à l'image que j'avais gardée de mon cousin que je ne l'aurai pas reconnu si l'on ne m'avait confirmé son nom. Il avait beaucoup vieilli. À quarante-huit ans, il en paraissait dix de plus. Les médicaments pour traiter sa schizophrénie avaient modifié son apparence et il marchait sans assurance ni équilibre comme un jeune enfant. Ses paroles, autrefois prononcées rapidement, étaient dites avec hésitation et par à-coups. Les mots surgissaient soudain avec une force surprenante, comme s'il rejetait des morceaux de nourriture mis dans sa bouche. Il ne se souvenait guère de mon père ni de moi. Quand j'ai mentionné le nom de sa sœur, il m'a demandé si je m'étais marié avec elle. Notre conversation se déroula comme si j'étais un journaliste arrivé de nulle part pour l'interroger.

Pourtant, ce qui frappait le plus dans sa maladie, ce n'était pas son discours décousu mais son regard absent. En bengali, le mot moni signifie « pierre précieuse » mais aussi, dans le langage courant, quelque chose d'une beauté ineffable : l'éclat des yeux. C'était précisément ce qui avait disparu chez Moni. L'éclat de ses yeux s'était presque évanoui, comme si quelqu'un y était entré avec un minuscule pinceau et les avait peints en gris.

Durant toute mon enfance puis ma vie d'adulte, Moni, Jagu et Rajesh ont joué un rôle démesuré dans l'imaginaire de ma famille. Lors d'une brève crise d'adolescence, j'ai brusquement cessé de parler à mes parents, refusé de faire mes devoirs et jeté mes vieux bouquins à la poubelle. Mon père, anxieux au plus haut point, me traîna abattu chez le médecin qui avait diagnostiqué la maladie chez Jagu. Son fils allait-il lui aussi perdre la tête ? Ma grand-mère, dont la mémoire donnait des signes de faiblesses à l'orée de ses quatre-vingts ans, commença à m'appeler Rajeshwar, Rajesh, sans le faire exprès. Au départ, elle se reprenait en rougissant d'embarras, mais en perdant peu à peu la tête elle semblait se tromper presque sciemment, comme si elle avait découvert le plaisir illicite de ce fantasme. Lorsque j'ai rencontré Sarah, qui est maintenant ma femme, je lui ai dit à la quatrième ou cinquième rencontre la réalité sur le trouble mental de mon cousin et de mes deux oncles. C'était la moindre des choses, par honnêteté, que d'avertir ma future partenaire dans la vie.

À l'époque, l'hérédité, la maladie, la normalité, la famille et l'identité étaient devenus des thèmes récurrents des discussions familiales. Comme la plupart des Bengalis, mes parents avaient atteint un niveau élevé dans l'art du déni et du refoulement, mais même dans ce cas des questions étaient inévitables sur cette histoire. Moni, Rajesh, Jagu étaient trois vies emportées par des formes diverses de maladie mentale. Il était difficile de ne pas penser à une composante héréditaire dissimulée derrière cette histoire familiale. Moni avait-il hérité d'un ou plusieurs gènes qui l'avaient rendu susceptible de tomber malade, les mêmes que ceux qui avaient affecté ses oncles ? D'autres membres de la famille avaient-ils été touchés par des formes différentes de maladie mentale ? Mon père avait connu deux épisodes psychotiques dans sa vie, précipités chaque fois par la consommation de bhang (des boutons floraux de cannabis écrasés dans du ghi et ajoutés à une boisson moussante lors des fêtes religieuses). Cela avait-il un lien avec les autres cicatrices de notre histoire familiale ?

En 2009, des chercheurs suédois ont publié une étude internationale de grande ampleur, portant sur des milliers de familles et des dizaines de milliers d'hommes et de femmes. L'analyse de ces familles touchées par une maladie mentale sur plusieurs générations a révélé que schizophrénie et trouble bipolaire avaient une grosse part génétique en commun. Les profils de certaines familles ressemblaient douloureusement à celui de la mienne, avec un enfant atteint de schizophrénie, un autre de trouble bipolaire et un neveu ou une nièce également frappé de schizophrénie. En 2012, plusieurs autres études sont venues corroborer ces premiers résultats33, étayant le lien entre ces deux formes de maladie mentale et les histoires familiales correspondantes, renforçant les questions sur leur étiologie, leur épidémiologie, ce qui les déclenche et les entretient.

J'ai lu deux de ces études un matin d'hiver dans le métro à New York, quelque mois après mon retour de Calcutta. Assis en face de moi, un homme avec un chapeau en fourrure grise exigeait que son fils mette un chapeau identique. À la station de la Cinquante-neuvième rue, une maman entra avec une poussette où des jumeaux criaient, me sembla-t-il, sur le même ton.

L'étude m'apporta une étrange consolation, en répondant à certaines questions qui avaient tant obsédé mon père et ma grand-mère. Elle provoqua aussi une rafale d'autres questions. Si la maladie de Moni était génétique, pourquoi avait-elle épargné son père et sa sœur ? Quels facteurs avaient pu conduire ces prédispositions à s'exprimer ? Quelle part de la maladie de Jagu ou de Moni était innée, causée par ces gènes de prédisposition, et quelle part était acquise, due à un milieu bouleversant, agité ou traumatisant ? Mon père était-il susceptible de développer les mêmes maladies que Jagu ou Moni ? Étais-je moi aussi porteur de ces gènes ? Et dans ce cas, que pouvais-je y faire ? Allait-on procéder à des tests génétiques, pour moi ou mes filles ? Et les informer du résultat ? Et que faire si seulement l'une d'elles s'avérait porteuse d'une marque de susceptibilité à la maladie ?

Alors que cette histoire familiale de maladie mentale marquait profondément mon esprit, mon travail scientifique en tant que biologiste du cancer me focalisait lui aussi sur les gènes dans ce qu'ils ont de normal ou pas. Le cancer est peut-être une ultime perversion de la génétique, quand un génome devient obnubilé par sa propre réplication. Le génome prend alors le contrôle de la physiologie, du métabolisme, du comportement et de l'identité d'une cellule. La maladie qui en résulte, protéiforme, défie encore nos capacités à la traiter ou à l'éliminer, même si des progrès significatifs ont été faits contre elle.

Étudier le cancer, c'était aussi considérer son opposé. Comment définir la normalité, cet état des choses qui précède la corruption du cancer ? Que fait vraiment le génome normal ? Comment arrive-t-il à concilier constance et variation, à maintenir ce qui nous rend clairement semblables et à autoriser les écarts qui nous rendent clairement différents ? Et comment cet équilibre délicat entre constance et variation, entre le normal et l'anormal, est-il inscrit dans le génome ?

Et si nous pouvions changer notre patrimoine génétique à volonté ? Si une telle technique était disponible, qui la contrôlerait, qui garantirait son innocuité ? Qui en seraient les maîtres, et qui en seraient les victimes ? Dans quelle mesure l'acquisition et la maîtrise de cette connaissance, avec son incursion inévitable dans nos vies privées et publiques, pourraient-elles modifier notre conception de la société, des enfants et de ce que nous sommes ?

Ce livre retrace la naissance, le développement, l'influence et l'avenir de l'une des idées les plus puissantes et les plus dangereuses de l'histoire des sciences, celle du « gène », unité de base de l'hérédité et de toute information biologique.

J'ai utilisé l'adjectif « dangereuse » en toute connaissance de cause. Trois idées scientifiques profondément déstabilisantes parcourent le XXe siècle et le partagent en trois parties inégales : l'atome, le byte et le gène44. Chacune s'annonce au siècle précédent pour s'épanouir vraiment au XXe. Chacune prend naissance sous la forme d'un concept plutôt abstrait, mais se développe par la suite pour envahir de multiples domaines et transformer la culture, la société, la politique et le langage. Mais ce qui rapproche vraiment ces trois idées, au-delà de leurs histoires comparables, est conceptuel : chacune représente une unité irréductible, une brique élémentaire, un élément de base pour l'organisation d'un ensemble plus vaste. L'atome est l'élément de base de la matière, le byte celui de l'information numérisée, et le gène celui de l'hérédité et de l'information biologique55.

Pourquoi cette propriété – être l'unité indivisible d'un ensemble plus large – confère-t-elle une telle force à ces idées particulaires ? La réponse, toute simple, est que la matière, l'information et le vivant sont organisés d'une manière intrinsèquement hiérarchique, la compréhension de la plus petite partie étant cruciale pour celle de l'ensemble. Lorsque le poète Wallace Stevens écrit : « Dans la somme des parties, il n'y a que les parties66  », il fait allusion au profond mystère de la structure propre au langage. Vous ne pouvez comprendre une phrase qu'en comprenant chacun de ses termes, et pourtant cette phrase signifie plus que chacun d'entre eux. Et il en est de même pour les gènes. Un organisme est bien plus que ses gènes, bien sûr, mais pour l'appréhender il faut déjà comprendre ses gènes. Lorsque dans les années 1880 le biologiste néerlandais Hugo de Vries rencontra le concept de gène, il eut rapidement l'intuition que cette idée allait réorganiser toute notre compréhension du vivant. « Le monde organique résulte d'une quantité incalculable de combinaisons et de réarrangements d'un nombre relativement faible de facteurs […] De même que la physique et la chimie peuvent descendre jusqu'aux niveaux moléculaire et atomique, de même les sciences biologiques doivent-elles aussi arriver jusqu'au niveau de ces unités [les gènes] pour pouvoir expliquer […] les phénomènes du monde vivant77  ».

L'atome, le byte et le gène apportent une compréhension radicalement nouvelle de leur système respectif. Vous ne pouvez expliquer le comportement de la matière – pourquoi l'or brille ou pourquoi l'hydrogène entre en combustion avec l'oxygène – sans invoquer sa nature atomique. Vous ne pouvez pas non plus comprendre la complexité du traitement informatique, la nature des algorithmes, le stockage ou la modification des données, sans percevoir l'anatomie structurale de l'information numérique. « L'alchimie ne pouvait devenir chimie avant que ses unités fondamentales ne soient découvertes » a écrit un scientifique au XVIIIe siècle88. Dans ce livre, j'avance qu'il est de même impossible de comprendre la biologie cellulaire, la biologie des organismes, l'évolution, ou encore, dans le cas de l'homme, les pathologies, le comportement, le caractère, les maladies, la race, la nature ou le destin, sans d'abord tenir compte du concept de gène.

Autre chose est en jeu ici. Comprendre l'atome fut une étape préalable nécessaire à la manipulation de la matière (et par ce biais à l'invention de la bombe atomique). Notre compréhension des gènes nous a permis de manipuler les organismes avec une dextérité et une puissance sans précédents. La nature du code génétique s'avère en fait très peu compliquée, avec une seule molécule portant l'information héréditaire et une seule façon de la lire. « Le fait que les aspects fondamentaux de l'hérédité se soient révélés si extraordinairement simples nous font espérer que la nature puisse, après tout, être entièrement abordable, écrit le fameux généticien Thomas Morgan99. Son caractère impénétrable, tant vanté par le passé, s'est encore une fois avéré être une illusion. »

Notre compréhension des gènes a atteint un tel niveau de complexité et va tellement loin que nous n'étudions plus ni ne modifions les gènes in vitro mais dans leur contexte d'origine au sein des cellules humaines. Les gènes résident sur des chromosomes, de longues structures filamenteuses. Ils y sont disposés linéairement1010 par dizaines de milliers. L'ensemble des instructions génétiques portées par un être vivant est appelé le génome (on peut le concevoir comme une encyclopédie de tous les gènes, avec les notes de bas de page, les annotations, les instructions et les références). Les êtres humains ont quarante-six chromosomes dans le noyau de leurs cellules, vingt-trois hérités du père et vingt-trois de la mère. Le génome humain contient entre vingt et un et vingt-trois mille gènes portant les instructions décisives pour construire, réparer et maintenir notre organisme. Grâce aux progrès techniques incroyablement rapides de la génétique au cours des deux dernières décennies, nous pouvons désormais étudier la façon dont des groupes de gènes agissent dans le temps et l'espace pour assurer ces fonctions complexes. Et nous pouvons, à l'occasion, modifier délibérément certains de ces gènes pour changer leur fonction, ce qui se traduit chez les personnes concernées par des modifications de leur physiologie et de leur être.

Cette transition, de l'explication à la manipulation, est précisément ce qui fait que le domaine de la génétique a des répercussions bien au-delà du domaine de la science. C'est une chose d'essayer de comprendre comment les gènes influent sur notre identité, notre sexualité ou notre caractère. C'en est une toute autre d'imaginer transformer l'identité, la sexualité ou le comportement d'une personne en modifiant ses gènes. La première perspective peut préoccuper des professeurs en psychologie et leurs collègues en neurosciences. La seconde, lourde de promesses et de dangers, doit nous faire tous réfléchir.

Alors même que j'écris ces lignes, des organismes dotés d'un génome apprennent à changer les traits héritables d'autres organismes ayant un génome. Pour être plus concret : au cours des dernières années, entre 2012 et 2016, nous avons inventé des techniques qui nous permettent de modifier intentionnellement et de façon définitive le génome humain (même si l'innocuité et la fiabilité de ces techniques doivent encore être soigneusement évaluées). En même temps, notre capacité à prédire le destin médical d'une personne à partir de son génome a fait des progrès spectaculaires (même si la puissance prédictive réelle de ces techniques reste à évaluer). En résumé, nous pouvons désormais « lire » le génome humain et y « écrire » d'une manière juste inconcevable il y a encore quatre ou cinq ans.

Nul besoin de posséder des connaissances avancées en biologie moléculaire, en philosophie ou en histoire pour voir ce qu'implique la convergence de ces deux innovations : une course tête baissée vers l'abîme. Dès lors que nous pouvons comprendre ce que nous réserve l'avenir en lisant dans notre génome (même s'il s'agit de probabilités plutôt que de certitudes) ; dès lors que nous disposons des techniques pour modifier intentionnellement ces probabilités (même si les techniques utilisées sont encore peu efficaces et peu commodes), notre avenir en est radicalement changé. George Orwell a écrit que dès qu'une personne utilise dans son argumentaire le mot « humain », il lui fait perdre en général toute signification. Je ne crois pas exagérer ici en disant que notre capacité à comprendre et à manipuler le génome humain modifie notre conception de ce que veut dire être « humain ».

Avec l'atome, on a un principe permettant d'organiser la physique moderne, ainsi que la perspective séduisante de maîtriser la matière et l'énergie. Avec le gène, on a un principe d'organisation pour la biologie moderne, et la perspective séduisante de maîtriser notre corps et notre sort. Au sein de l'histoire du gène est nichée « la quête de l'éternelle jeunesse, le mythe faustien du renversement brutal de la destinée, et les tentatives de notre siècle passé de vouloir améliorer l'homme1111  ». Avec le gène vient aussi le désir de déchiffrer le manuel des instructions nécessaires pour construire et faire fonctionner un organisme humain. C'est bien cela que nous retrouverons au centre de cette histoire.

Ce livre est organisé à la fois chronologiquement et thématiquement. La progression est historique. Nous commencerons avec les petits pois du potager de Mendel, dans un obscur monastère de Moravie en 1864 où le « gène » est découvert puis rapidement oublié (le mot n'apparaîtra que des décennies plus tard). Nous croiserons également la théorie de l'évolution de Darwin. Le gène fascine ensuite les réformateurs britanniques et américains qui espèrent manipuler le patrimoine génétique de l'homme pour accélérer son évolution et son émancipation. L'idée progresse jusqu'au zénith macabre de l'Allemagne nazie dans les années 1940, où l'eugénisme est utilisé pour justifier des expériences monstrueuses : au nom de cette idée, on séquestre, stérilise, euthanasie, et l'on pratique des assassinats de masse.

Après la Seconde Guerre mondiale, un enchaînement de découvertes va révolutionner la biologie. Tout d'abord, l'ADN est identifié comme le support matériel de l'information génétique. « L'action » d'un gène est décrite en termes mécanistiques : les gènes codent des messages chimiques pour la fabrication des protéines qui assurent forme et fonction. James Watson, Francis Crick, Maurice Wilkins et Rosalind Franklin résolvent la structure 3D de l'ADN, produisant l'image emblématique de la double hélice. Le code génétique à trois lettres pour passer des gènes aux protéines est découvert.

Deux techniques transforment la génétique dans les années 1970 : il s'agit du séquençage et du clonage, c'est-à-dire respectivement de la « lecture » et de « l'écriture » des gènes (l'expression « clonage de gène » recouvre l'ensemble des techniques utilisées pour extraire les gènes d'un organisme, les manipuler in vitro, créer des gènes recombinants et en produire des millions de copies dans des cellules vivantes). Dans les années 1980, les généticiens commencent à utiliser ces techniques pour cartographier et identifier les gènes liés à des maladies humaines telles que la maladie de Huntington ou la mucoviscidose. Leur découverte inaugure une nouvelle ère en permettant de dépister, en vue d'un éventuel avortement, les fœtus porteurs sur ces gènes de mutations délétères. Toute future mère dont l'enfant à naître a été testé pour la mucoviscidose ou la maladie de Tay-Sachs, ou qui a elle-même été testée pour ses gènes BRCA-1 ou BRCA-21212, est déjà rentrée dans cette ère. La gestion et l'optimisation génétiques n'appartiennent pas à un avenir lointain mais font déjà partie de notre présent.

De nombreuses mutations ont été identifiées dans les cancers humains, ce qui a conduit à une meilleure compréhension de leur causalité génétique. Ces travaux ont connu leur apogée avec le « Projet Génome humain », un effort international pour cartographier, séquencer et « annoter » l'ensemble du génome humain. Une première ébauche de la séquence du génome humain a été publiée en 2001**. Cette percée a en retour suscité de multiples travaux visant à mieux comprendre le polymorphisme génétique humain et le fonctionnement « normal » de l'organisme humain en termes d'expression des gènes.

Dans le même temps, le gène s'est invité dans les discours au sujet des groupes humains, des éventuelles différences intellectuelles entre ces groupes et de la discrimination raciale, apportant des réponses étonnantes aux questions parmi les plus vives posées dans le monde de la politique ou de la culture. Il a aussi bouleversé notre compréhension de la sexualité, du genre, de la préférence sexuelle et du choix, se retrouvant au cœur de questions qui nous taraudent, dans toutes les dimensions de notre intimité.

De nouveaux outils permettant le diagnostic génétique (et donc une discrimination génétique) ont été inventés au milieu des années 2000. En 2015, la bio-informatique et les techniques d'ingénierie du génome, la lecture et la réécriture de génomes humains entiers, annoncent la création de méthodes incroyablement efficaces pour comprendre et intervenir sur les génomes††.

Sur chacun de ces sujets, il y aurait de multiples histoires à raconter, mais ce livre est aussi un récit très personnel, une histoire intime. L'hérédité, le destin et l'avenir ne sont pas des concepts abstraits pour moi. Rajesh et Jagu sont morts. Moni est interné dans un établissement spécialisé à Calcutta. Pourtant, leur vie, leur mort et leur destin ont eu un impact plus grand sur ma réflexion en tant que scientifique, universitaire, historien, médecin, fils et père, que je n'aurais pu l'imaginer. Il ne se passe pratiquement pas un jour dans ma vie d'adulte sans que je ne pense à la famille et à ce qui s'y transmet.

Plus important encore, j'ai une dette envers ma grand-mère. Elle n'a pas survécu – le pouvait-elle ? – au chagrin causé par ce mal qui a couru dans sa descendance, mais elle a accepté et défendu de toutes ses forces le plus fragile de ses enfants. Elle a enduré les vicissitudes de l'histoire avec un grand H, mais face au sort cruel de l'hérédité, elle a montré plus que de la résilience : une grâce dont nous, ses descendants, ne pouvons qu'espérer avoir hérité. C'est à elle que ce livre est dédié.

Partie 1

Cette « science de l'hérédité
qui fait défaut »

La découverte et la redécouverte des gènes
(1865-1935)

« Cette science de l'hérédité qui fait défaut, cette mine inexploitée de connaissances à la frontière entre biologie et anthropologie, qui pour toutes les questions pratiques est aussi peu exploitée aujourd'hui qu'au temps de Platon, est en vérité dix fois plus importante pour l'humanité que toute la chimie, toute la physique, que tout le savoir technique et industriel qui a jamais été ou sera jamais découvert1111. »

Herbert G. Wells, Mankind in the Making

Algernon : « Tu ne peux tout de même pas déjà oublier qu'une personne très proche de toi a failli succomber récemment d'un gros refroidissement à Paris. »

Jack : « Oui, mais tu as dit toi-même qu'un gros refroidissement n'était pas héréditaire. »

Algernon : « Ce n'était pas le cas, je sais, mais je crois bien qu'il l'est maintenant. La science améliore toujours merveilleusement les choses1212. »

Oscar Wilde, L'Importance d'être Constant (The Importance of Being Earnest)

Le jardin clos

« Les étudiants de l'hérédité, en particulier, comprennent tout de leur sujet sauf leur sujet. Ils sont, je suppose, bien familiers de la chose et l'ont réellement étudié sans en arriver au bout. Ils ont tout vu mis à part la question de ce qu'ils étudient11. »

G. K. Chesterton, Eugenics and Other Evils

« Interroge les plantes de la Terre et elles t'enseigneront. »

Job, 12 : 8

À l'origine, leur nouveau monastère appartenait à des moniales. Avant leur déménagement, les moines de l'ordre de Saint Augustin vivaient bien plus fastueusement dans une grande abbaye en pierre située sur une colline du centre de la cité médiévale de Brno (Brünn en allemand). La ville s'était développée autour de la bâtisse pendant quatre siècles, dévalant les pentes puis s'étalant dans un paysage de fermes et de prairies aux alentours. Mais les religieux étaient tombés en disgrâce en 1783, sous l'empereur Joseph II. Celui-ci avait un jour décrété que leur propriété au centre de la ville avait bien trop de prix pour les loger, et les moines avaient été relégués dans une ruine de la vieille ville, au pied de la colline. Et ils avaient subi l'ignominie supplémentaire de devoir vivre dans des locaux prévus à l'origine pour des femmes. Les salles avaient l'odeur vague du mortier humide, le sol était envahi d'herbes folles et de ronces. Le seul bon côté de ce bâtiment du XIVe siècle, aussi froid qu'un abattoir, aussi dénudé qu'une prison, était son jardin rectangulaire avec l'ombre de ses arbres, un chemin de pierre et une longue allée où chaque moine pouvait aller marcher et méditer.

Les religieux tirèrent le meilleur parti de leurs nouveaux locaux. Une bibliothèque fut rétablie au deuxième étage. Une salle d'étude y fut reliée et meublée de tables de lecture en pin, de quelques lampes, dotée de près de dix mille livres qui incluaient les derniers travaux parus en histoire naturelle, en géologie et en astronomie (les Augustiniens, heureusement, ne voyaient aucun motif de conflit entre religion et sciences, considérant même la science comme un autre témoignage de l'ordre divin dans le monde22 ). Un cellier fut creusé en sous-sol et un modeste réfectoire construit au-dessus. Au second étage, chaque moine logeait dans une pièce unique dotée d'un mobilier rudimentaire en bois.

En octobre 1843, un jeune homme de Silésie, fils de paysans, arriva à l'abbaye33. De petite taille, myope, il avait un visage sérieux et une tendance à l'embonpoint. S'il montrait peu de goût pour la vie spirituelle, il était néanmoins d'une grande curiosité intellectuelle, habile de ses mains et doué pour le jardinage. Le monastère lui apporta un lieu pour vivre, lire et s'instruire. Il fut ordonné prêtre le 6 août 1847. Il s'appelait Johann mais les moines le nommèrent Gregor Johann Mendel.

Pour le jeune homme en formation, la vie au monastère devint rapidement une routine. En 1845, il commença des études de théologie, d'histoire et de sciences naturelles au Collège théologique de Brno. Le tumulte de 1848, celui des sanglantes révolutions populaires qui déferlèrent sur les structures religieuses, politiques et sociales en France44, au Danemark, en Allemagne et en Autriche, ne l'atteignit pas, tel le tonnerre qu'on entend au loin. Rien chez Mendel, au cours de ses premières années passées à Brno, ne pouvait laissait soupçonner le scientifique révolutionnaire qu'il allait devenir. Discipliné, laborieux, respectueux, c'était un homme d'habitudes parmi tant d'autres. Son seul défi à l'autorité, semble-t-il, fut de refuser parfois de porter sa toque d'étudiant en cours. Mais rappelé à l'ordre, il avait poliment obtempéré.

Durant l'été 1848, Mendel commença à officier comme curé dans une paroisse de Brno. Il n'était, selon tous les témoignages, pas vraiment doué pour cette tâche. « Pris d'une timidité insurmontable » comme le rapporte son abbé à l'époque55, Mendel parlait mal le tchèque, la langue de la plupart de ses paroissiens ; il était peu charismatique en tant que prêtre, et incapable de supporter la charge émotionnelle d'un travail au contact des pauvres. Un peu plus tard dans l'année, il trouva un très bon moyen d'échapper à cette situation : il postula pour un poste d'enseignant de mathématiques, de sciences naturelles et de grec élémentaire au lycée Znaim66. Soutenu par l'abbé, Mendel fut engagé, mais à une condition cependant. Sachant qu'il n'avait jamais été formé pour enseigner, l'établissement lui demanda de passer l'examen de sciences naturelles des enseignants du second degré.

À la fin du printemps de 1850, Mendel, impatient, présenta l'écrit de l'examen à Brno77. Il échoua, et même d'une manière particulièrement désastreuse, en géologie (un correcteur se plaignit de son travail, le qualifiant « d'aride, d'obscur et de brouillon »). Le 20 juillet, alors qu'une vague de chaleur écrasante frappait l'Autriche, il fit le voyage de Brno à Vienne pour son oral. Le 16 août, il se présenta devant un jury chargé d'évaluer ses connaissances en sciences naturelles88. Cette fois-ci, le résultat fut encore pire, et c'était pourtant en biologie. Quand on lui demanda de décrire et de classer les mammifères, il gribouilla un système taxonomique insensé et incomplet, omettant des catégories, en inventant d'autres, mettant les kangourous avec les castors, les porcs avec les éléphants. « Le candidat semble tout ignorer de la terminologie technique, désigne les animaux dans un allemand familier, évite la nomenclature des systèmes », écrivit l'un des examinateurs. Et Mendel échoua une nouvelle fois.

En août, il revint à Brno avec les résultats de son examen. Le verdict était clair : pour être autorisé à enseigner, Mendel devait suivre un complément de formation en sciences naturelles, ce que ne pouvait offrir le monastère avec sa bibliothèque et son jardin clos de murs. Mendel fit une demande pour aller à l'université de Vienne et y suivre des cours de sciences naturelles. L'abbé envoya des lettres plaidant en sa faveur, et Mendel fut finalement accepté.

Dans l'hiver de 1851, il prit le train pour se rendre à l'université. C'est à ce moment-là que les problèmes de Mendel avec la biologie, et les problèmes de la biologie avec Mendel, commencèrent.

Le train de nuit de Brno à Vienne traverse un paysage vraiment triste en hiver, avec des champs et des vignobles pris dans le givre, des canaux figés en veinules glacées bleues, quelques fermes éparses plongées dans l'obscurité de l'Europe centrale. La rivière Thaya à moitié gelée se fraie avec peine un chemin dans ce décor, les îles du Danube apparaissent. La distance entre les deux villes est d'à peine 150 kilomètres, soit quatre heures de voyage à l'époque de Mendel. Pourtant, le matin de son arrivée, ce fut comme si Mendel abordait un nouveau monde.

À Vienne, la science étincelait, électrique : vivante. À l'université, située à quelques kilomètres à peine de la ruelle de sa pension sur l'Invalidenstrasse, il reçut le baptême intellectuel auquel il avait tant aspiré à Brno. La physique était enseignée par Christian Doppler, le formidable scientifique autrichien qui allait devenir son professeur, son mentor et son idole. En 1842, Doppler, un homme émacié et acerbe de trente-neuf ans, avait utilisé le langage mathématique pour expliquer que la hauteur d'un son, ou la couleur d'un rayon de lumière, n'était pas fixe, mais dépendait du mouvement de la source par rapport à l'observateur99. Si la source se rapproche de vous à vive allure, vous percevrez un son plus aigu – les ondes sonores étant comprimées – que si elle s'éloigne. Certains, sceptiques, s'étaient moqués : comment la même lumière, émise par la même lampe, pouvait-elle apparaître sous une couleur différente à des observateurs différents ? En 1845, Doppler avait alors demandé à des trompettistes de jouer une note dans un train qui passait devant une foule1010. Celle-ci, méfiante, put effectivement entendre à l'approche du train une note aiguë, qui devint plus grave lorsque ce dernier s'éloigna.

Le son et la lumière, affirmait Doppler, se comportent selon des lois naturelles universelles, et ces lois vont contre l'intuition de ceux qui se contentent de voir ou d'écouter dans leur vie quotidienne. Il devenait clair que l'ensemble des phénomènes chaotiques et complexes dans le monde résulte de lois naturelles très structurées. Parfois, on peut en avoir l'intuition ou le percevoir, mais le plus souvent il faut réaliser une expérience très artificielle, comme celle où des trompettistes jouent sur un train qui accélère, pour comprendre et démontrer ces lois.

Pour Mendel, les expériences de Doppler étaient à la fois captivantes et frustrantes. La biologie, son principal domaine, semblait un jardin sauvage, dépourvu de tout principe d'organisation systémique. En surface, il semblait y avoir une profusion d'ordre, ou plutôt d'ordres. La discipline reine à l'époque en biologie était la taxonomie, une tentative assez poussée de ranger tous les êtres vivants dans des groupes emboîtés : règnes, embranchements, classes, ordres, familles, genres et espèces. Mais ces catégories, conçues à l'origine par le botaniste suédois Carl von Linné au milieu du XVIIIe siècle1111, étaient purement descriptives et n'expliquaient rien.

Le système taxinomique donnait la façon de classer les êtres vivants sur notre planète mais ne suggérait aucune logique sous-jacente à cette organisation. Pourquoi, pouvait se demander un biologiste, les êtres vivants se classent-ils ainsi et pas autrement ? Qu'est-ce qui maintient une telle constance au sein des espèces, qui fait qu'un éléphant ne devient pas un cochon, un kangourou un castor ? Quel est le mécanisme de l'hérédité ? Pourquoi, et comment, les chiens ne font-ils pas des chats ?

Cela faisait des siècles que cette question du « semblable » préoccupait les scientifiques et les philosophes. Pythagore, le savant grec à la fois scientifique et mystique qui vivait à Crotone vers 530 avant notre ère, était à l'origine de l'une des théories les plus anciennes et les plus admises sur la similitude entre parents et enfants. Le cœur de cette théorie était que l'information héréditaire (le « semblable ») est portée par le sperme du mâle. Ce dernier recueillerait les instructions en circulant à travers le corps humain pour s'imprégner des vapeurs mystiques de chaque partie du corps, les yeux informant sur leur couleur, la peau sur sa texture, les os sur leur longueur, et ainsi de suite. Au cours de la vie d'un homme, son sperme deviendrait un répertoire mobile de toutes les parties de son corps, la substantifique moelle du soi.

Cette auto-information serait transmise au corps femelle lors de l'accouplement. Une fois dans le ventre, elle se développerait en un fœtus via l'action nourricière de la mère. Dans la reproduction, comme dans toute forme de production, Pythagore distinguait clairement les rôles de l'homme et de la femme. Le père apporterait l'information essentielle à la création du fœtus tandis que le ventre de la mère fournirait de quoi nourrir ce processus pour qu'il puisse prendre la forme d'un enfant. Cette théorie fut finalement appelée « spermisme », ce qui soulignait le rôle central joué par le sperme dans la détermination de toutes les caractéristiques du fœtus.

En 458 avant notre ère, quelques décennies après la mort de Pythagore, l'auteur de théâtre Eschyle se servit de ce curieux raisonnement pour une défense légale du matricide dans l'une des plaidoiries les plus extraordinaires de l'histoire. Le thème central de sa pièce Les Euménides est le procès d'Oreste, prince d'Argos, accusé d'avoir tué sa mère Clytemnestre. Dans la plupart des cultures, le matricide est perçu comme un acte ultime de perversion morale. Dans Les Euménides, Apollon, choisi pour représenter Oreste à son procès, développe une défense très originale en avançant que la mère d'Oreste n'était qu'une étrangère pour lui. Une femme enceinte n'est juste qu'un incubateur humain que l'on célèbre, argumente Apollon, un réservoir d'aliments fournis via le cordon ombilical à son enfant. Le vrai précurseur de chaque humain est son père, dont le sperme porte les caractères de « similitude ». « Ce n'est pas le ventre d'une femme portant un enfant qui est le vrai parent1212, assure Apollon à un groupe de jurés compréhensifs. Elle ne fait que nourrir la graine nouvellement plantée. Le mâle est le parent. Elle ne fait pour lui, d'étranger à étranger, que porter le germe de la vie1313. »

L'évidente asymétrie de cette théorie de l'héritage, le mâle apportant toute la « nature » et la femelle la « nourriture » initiale dans son ventre, ne paraissait pas gêner les disciples de Pythagore. Il semble même qu'elle leur convenait bien. Les Pythagoriciens étaient obsédés par la géométrie mystique des triangles. Pythagore avait appris auprès de géomètres indiens ou babyloniens1414 son fameux théorème énonçant que la longueur d'un côté d'un triangle rectangle peut se déduire mathématiquement à partir de celle des deux autres. Ce théorème, indissolublement attaché à son nom par la suite, était pour ses étudiants la preuve que des relations mathématiques secrètes, les « harmonies », se cachaient partout dans la nature.

Pythagore, qui s'efforçait de voir le monde à travers le prisme des triangles, prétendait qu'une harmonie triangulaire était aussi à l'œuvre dans l'hérédité. Le père et la mère formaient deux côtés indépendants et l'enfant le troisième, soit l'hypoténuse biologique des deux lignes parentales. Et de même que le troisième côté du triangle pouvait découler arithmétiquement des deux autres par une simple formule mathématique, l'enfant pouvait être déduit de la contribution individuelle de ses deux parents, sa nature venant du père et sa nourriture de la mère.

Plus d'un siècle après la mort de Pythagore, en 380 avant notre ère1515, Platon était encore captivé par cette métaphore. Dans l'un des passages les plus curieux de La République, emprunté en partie à Pythagore1616, il avance que si les enfants sont les produits arithmétiques de leurs parents alors, au moins en principe, on peut dire que des enfants parfaits peuvent dériver d'une combinaison parfaite de deux parents se reproduisant à un moment parfaitement programmé. Un « théorème » de l'hérédité existait donc déjà, il attendait simplement d'être révélé. En le reconnaissant et en l'appliquant, n'importe quelle société pouvait s'assurer d'obtenir les meilleurs enfants, fruits d'une sorte d'eugénisme numérologique. « […] s'il advient que par ignorance vos gardiens unissent à contretemps des jeunes femmes à des jeunes hommes, il en résultera des enfants qui ne seront favorisés ni par la nature, ni par la chance1717  » conclut Platon. Les tuteurs de sa république, son élite dirigeante, après avoir reconnu la « loi des naissances », pouvaient assurer que seules de telles unions harmonieuses soient formées. De cette utopie génétique allait par la suite découler une utopie politique.

Il fallut un esprit aussi précis et analytique que celui d'Aristote pour venir à bout de la théorie de l'hérédité de Pythagore. Aristote n'était pas un chaud partisan de la gente féminine, mais il croyait néanmoins que les théories devaient se baser sur des faits. Il soumit le « spermisme » et les problèmes qu'il posait à un examen critique à la lumière des données expérimentales issues du monde biologique. Le résultat, un traité bien dense intitulé La Génération des animaux 1818, allait servir d'ouvrage de référence en génétique humaine, tout comme La République allait l'être pour la philosophie politique.

Aristote rejetait l'idée que l'hérédité soit portée uniquement par la semence mâle. Il notait, avec justesse, que les enfants peuvent aussi hériter de certains traits de leur mère ou de leur grand-mère, et que ces traits sautent parfois une génération. « De parents déficients naissent des enfants déficients1919, écrit-il, par exemple de boiteux des boiteux, d'aveugles des aveugles, et de manière générale, les gens apparentés se ressemblent par leurs traits contre nature en ayant les mêmes signes distinctifs, par exemple des excroissances ou des cicatrices. Il y a déjà eu des phénomènes de cette sorte qui ont été transmis à la troisième génération, ainsi quelqu'un avait une marque sur le bras, que son fils n'avait pas, mais que son petit-fils avait de naissance au même endroit, confuse et noire. […] en Sicile l'amante adultère d'un Éthiopien : sa fille, en effet, n'était pas née avec les caractères d'une Éthiopienne, mais la fille de celle-ci les avait2020  ». Un enfant pouvait naître avec le nez ou la couleur de peau de sa grand-mère sans que ce caractère soit observé chez l'un ou l'autre de ses parents, phénomène qu'il était pratiquement impossible d'expliquer selon le schéma pythagoricien d'une hérédité purement patrilinéaire.

Aristote remit en cause l'idée pythagoricienne de « répertoire mobile » où le sperme récoltait l'information héréditaire en circulant dans le corps pour s'imprégner des « instructions » secrètes de chacune de ses parties. « Et il y a certains traits que les parents ne possèdent pas encore quand ils engendrent, par exemple les cheveux gris ou la barbe2121  » notait Aristote avec sagacité, pourtant ils les transmettent à leurs enfants. Parfois, le trait transmis par l'hérédité n'est pas d'ordre physique mais une manière de marcher, de regarder, par exemple, ou même un état d'esprit. Aristote soutenait que de tels caractères, qui ne sont tout d'abord pas matériels, ne peuvent se matérialiser dans le sperme. Et pour finir, il s'attaqua au plus évident, arguant que l'idée de Pythagore ne peut certainement pas expliquer la formation de l'anatomie féminine. En effet, demanda Aristote, comment le sperme du père pourrait-il « absorber » les instructions pour produire les « parties génératives » de sa fille, alors qu'elles n'existent pas dans son corps ? La théorie de Pythagore pouvait rendre compte de tous les aspects de l'ontogenèse sauf du plus déterminant, le développement des organes génitaux.

Aristote proposa une théorie alternative qui fut un bouleversement pour l'époque2222. Peut-être les femelles, comme les mâles, contribuent-elles à la formation matérielle du fœtus, par une sorte de sperme femelle. Et peut-être le fœtus se développe-t-il avec la contribution mutuelle des parties mâle et femelle. Cherchant des analogies, Aristote nomma la contribution mâle un « principe de mouvement ». Le terme de « mouvement » n'a pas ici le sens de déplacement mais celui d'instruction, ou de code pour employer un terme moderne. La matière effectivement transmise au cours de l'accouplement ne serait en fait que le paravent d'un échange plus obscur et mystérieux. En fait, la matière n'importerait pas vraiment. Ce qui passerait de l'homme à la femme ne serait pas de la matière, mais un message. Comme le plan d'un bâtiment guidant les ouvriers, ou l'esprit du menuisier guidant sa main à l'œuvre sur un morceau de bois, la semence mâle apporterait les instructions pour construire un enfant. « Rien non plus ne quitte le menuisier pour la matière que constituent les morceaux de bois […] mais c'est la configuration et la forme qui proviennent de celui-là par le mouvement qui est dans la matière […], écrivait Aristote, c'est de la même façon aussi […] que la nature qui est dans le mâle fait usage du sperme comme d'un outil2323. »

La semence femelle, au contraire, apporterait le matériau brut pour former le fœtus, comme le bois pour le menuisier, le mortier pour le bâtiment ; elle serait à la fois la matière et l'essence de la vie. Aristote soutenait que le vrai matériau apporté par la femelle est le sang menstruel. Celui-ci serait façonné par la semence mâle pour donner la forme de l'enfant. Cela peut paraître curieux aujourd'hui, mais ici aussi Aristote faisait preuve d'une méticuleuse logique. Comme la disparition des règles coïncide avec la conception, Aristote supposait que le fœtus se forme à partir d'elles.

Si Aristote se trompait sur la répartition des contributions mâle et femelle en « matériau » et « message », il avait bien saisi l'une des vérités essentielles sur la nature de l'hérédité. Il la concevait finalement, de manière moderne, comme la transmission d'une information. Celle-ci est ensuite utilisée pour construire un organisme à partir de zéro, et le message devient bien matière. Et lorsqu'un organisme arrive à maturité, il produit à son tour une semence mâle ou femelle, transformant en retour la matière en message. En fait, ce n'était plus le triangle de Pythagore mais un cercle, un cycle où la forme donne l'information puis l'information la forme. Des siècles plus tard, le biologiste Max Delbrück allait dire, en plaisantant, qu'Aristote devait recevoir le prix Nobel à titre posthume pour la découverte de l'ADN2424.

Mais si l'hérédité est transmise sous forme d'information, comment cette information est-elle codée ? Le mot code vient du latin caudex, la moelle du bois sur laquelle les scribes écrivaient. Quel est alors le caudex de l'hérédité ? Qu'est-ce qui est transcrit, et comment ? Comment la matière du message est-elle conditionnée et transportée d'un corps au suivant ? Qui fait l'encodage, et qui traduit le message codé pour créer un enfant ?

La réponse la plus inventive à ces questions était la plus simple : elle se passait complètement du code. Le sperme, dans cette théorie, contient déjà un être humain en miniature, un minuscule fœtus, complètement formé, ramassé dans une toute petite enveloppe qui attend de devenir un bébé. On retrouve des variantes de cette théorie dans les mythes et folklores médiévaux. Dans les années 1520, l'alchimiste germano-suisse Paracelse2525 partit de cette théorie de l'être humain miniature dans le sperme pour suggérer que le sperme humain, chauffé avec du fumier et enfoui dans de la boue pendant les quarante semaines de la conception normale, pouvait donner un être humain, bien que monstrueux. La conception d'un enfant normal était simplement le transfert de ce minihumain, l'homonculus, du sperme du père dans le ventre de la mère. Il y prenait ensuite la taille d'un fœtus. Il n'y avait pas de code, seulement une miniaturisation.

Le charme propre à cette idée, appelée la « préformation », est sa récursivité. Comme l'homonculus doit grandir et engendrer ses propres enfants, il a nécessairement en lui de mini-homonculus préformés, de minuscules humains incorporés à la manière d'une suite infinie de poupées russes qui remonterait jusqu'au premier homme, Adam, et se perpétuerait dans le futur. Pour les Chrétiens du Moyen Âge, l'existence d'une telle chaîne humaine offrait l'explication la plus convaincante du péché originel. Puisque tous les futurs hommes étaient contenus dans les individus actuels, chacun de nous devait être physiquement présent dans le corps d'Adam lors du premier péché décisif, « flottant […] dans les entrailles de notre Premier Parent2626  » comme le décrivait un théologien. L'essence du péché était donc inscrite en nous des milliers d'années avant notre naissance, directement depuis Adam. Nous portions tous cette marque, non en raison du fait que notre ancêtre éloigné avait été tenté dans ce lointain jardin, mais parce que chacun de nous, logé dans le corps d'Adam, avait bien goûté au fruit défendu.

Autre aspect fascinant de la préformation, cette idée permettait d'éluder le problème du décodage. Si les premiers biologistes pouvaient imaginer le codage, c'est-à-dire la conversion du corps humain en une sorte de code (par osmose, à la Pythagore), l'inverse, c'est-à-dire le déchiffrage de ce code pour redonner un être humain, dépassait carrément l'entendement. Comment quelque chose d'aussi complexe qu'une forme humaine pouvait-elle émerger de l'union du sperme et d'un œuf ? L'homonculus résolvait ce problème conceptuel. Si un enfant arrivait déjà formé, son développement n'était qu'une expansion, une version biologique de la poupée gonflable. Il n'y avait plus besoin de clé ou de code pour la transformation. La genèse d'un être humain se résumait à ajouter de l'eau.

La théorie était tellement séduisante, si malicieusement précise, que même l'invention du microscope ne put y porter un coup fatal. En 1694, Nicolaas Hartsoeker, un médecin et microscopiste néerlandais, produisit l'image d'un tel être humain miniature, sa grosse tête repliée en position fœtale dans le corps d'un spermatozoïde2727. En 1699, un autre microscopiste néerlandais prétendit avoir trouvé des homonculus flottant en abondance dans le sperme…

Comme pour tout fantasme anthropomorphique – voir des faces humaines sur la lune par exemple –, la théorie se développait uniquement sous l'effet grossissant de l'imagination. Du coup, les images d'homonculus proliférèrent au XVIIe siècle, la queue des spermatozoïdes reconvertie en un cheveu, leur corps cellulaire en un minuscule crâne humain. À la fin du XVIIe siècle, la préformation était considérée comme l'explication la plus logique et la plus cohérente de l'hérédité chez l'homme et les animaux. Les hommes proviendraient de petits hommes, comme les grands arbres de petites boutures. « Dans la nature, il n'y a pas de génération, écrivait en 1669 le scientifique néerlandais Jan Swammerdam, mais uniquement de la propagation2828. »

Pourtant, tout le monde n'était pas convaincu que des humains miniatures soient contenus à l'infini dans le corps. La principale alternative à la préformation était qu'au cours de l'embryogenèse quelque chose se produise, capable de donner les parties entièrement nouvelles d'un embryon néoformé. Pour les tenants de cette idée, les humains ne peuvent provenir de versions miniatures prêtes à être agrandies. Ils doivent être construits à partir de zéro, en exploitant les instructions spécifiques contenues dans le spermatozoïde et l'ovule. Les membres, le buste, le cerveau, les yeux, et même le tempérament et les inclinations transmis par les parents, tout cela doit être créé de novo à chaque fois qu'un embryon se développe en fœtus humain. Dans cette optique, l'ontogenèse doit se produire… par genèse.

Mais alors quelle impulsion ou instruction pourrait bien être à l'origine de l'embryon et de l'organisme final ? En 1768, l'embryologiste berlinois Caspar Wolff tenta d'élaborer une réponse en concoctant un principe directeur, une « vis essentialis corporis », qui orienterait progressivement la maturation d'un œuf fécondé en une forme humaine2929. Comme Aristote, Wolff imaginait que l'embryon contienne une sorte d'information, un code, qui ne soit pas une simple version miniature d'un homme mais un ensemble d'instructions pour le fabriquer à partir de rien. Mais mis à part l'invention d'un nom latin pour désigner un principe assez vague, Wolff ne pouvait donner le moindre détail. Les instructions, avançait-il sans s'appesantir, sont réunies dans l'œuf fécondé. La vis essentialis interviendrait alors comme une main invisible, pour organiser cette masse en une forme humaine.

Si, au XVIIIe siècle, biologistes, philosophes, universitaires chrétiens et embryologistes défendaient leurs positions au cours de violents débats entre préformation et « main invisible », on peut comprendre qu'un simple observateur de l'époque y fût resté indifférent. Ce n'était après tout que de vieilles histoires. « Les points de vue qui s'opposent aujourd'hui existent depuis des siècles3030  » se plaignait encore un biologiste au début du XIXe siècle. Et effectivement, la préformation était largement une reprise de la théorie pythagoricienne où le sperme porte toute l'information pour faire un nouvel être humain. Tandis que la « main invisible » était de son côté une version rafraîchie de l'idée d'Aristote selon laquelle l'hérédité est transmise sous la forme de messages pour mettre en forme la matière (la « main » exécutant les instructions pour façonner un embryon).

Selon les époques, chaque théorie pouvait être défendue avec brio ou mise à bas avec la même force. Aristote comme Pythagore, chacun des protagonistes avait en partie raison et en partie tort. Mais au début des années 1800, il semblait que tout le domaine de l'hérédité et de l'embryogenèse se retrouvât dans une impasse conceptuelle. Les plus grands penseurs de la biologie qui s'étaient penchés sur le problème de l'hérédité n'avaient pas plus fait avancer les choses que les réflexions énigmatiques de deux hommes ayant vécu sur deux îles grecques deux mille ans auparavant.

« Le mystère des mystères »

« […] Ils veulent nous dire que tout allait à l'aveugle

Jusqu'à ce que par hasard l'esprit touche

Un singe albinos dans la jungle,

Et encore il a dû tâtonner et errer,

Jusqu'à ce que Darwin arrive sur terre une année […] »

Robert Frost, « Accidentellement à dessein »11

Au cours de l'hiver 1831, alors que Mendel n'était encore qu'un écolier en Silésie, un jeune prêtre, Charles Darwin, embarqua sur un sloop de dix canons, le HMS Beagle, à Plymouth Sound dans le sud-ouest de l'Angleterre22. Darwin, alors âgé de vingt-deux ans, était le fils et le petit-fils de médecins connus. Il avait le beau visage anguleux de son père, le teint porcelaine de sa mère et les épais sourcils des Darwin. Tenté à son tour par une carrière de médecin, il avait commencé ses études médicales à Édimbourg33 mais, horrifié par les « hurlements d'un enfant attaché au milieu du sang et de la sciure sur une table d'opération », il avait fui la médecine pour étudier la théologie au Christ's College à Cambridge44.

Darwin s'intéressait néanmoins à beaucoup d'autres choses que la théologie. Dans sa chambre d'étudiant, au-dessus de l'échoppe d'un marchand de tabac de la Sidney Street55, il avait collectionné les coléoptères, étudié la botanique et la géologie, appris la géométrie et la physique, discuté avec ferveur de Dieu, de l'intervention divine et de la création des animaux. Darwin était plus attiré par l'histoire naturelle que par la théologie ou la philosophie, par l'étude de la nature au travers des principes scientifiques de la systématique. Il recevait son enseignement du pasteur John Henslow : ce botaniste et géologue66 avait créé le jardin botanique de Cambridge, le plus grand musée à ciel ouvert d'histoire naturelle, et continuait de s'en occuper. Ce fut là, sous la houlette de Henslow, que Darwin commença à recueillir, identifier et classer les spécimens de plantes et d'animaux.

Deux livres ont particulièrement enflammé l'imagination de Darwin au cours de ses années d'études. Le premier, Natural Theology, publié en 1802 par William Paley77, exposait un raisonnement qui allait profondément influencer Darwin. Supposez, écrit Paley, qu'un homme se promenant dans la campagne tombe sur une montre par terre. Il la prend, l'ouvre et y trouve un système très sophistiqué de rouages qui tournent à l'intérieur, une mécanique capable de donner l'heure. Ne serait-il pas logique de supposer qu'un tel système n'a pu être fait que par un horloger ? Le même raisonnement devait s'appliquer au monde naturel, pensait Paley. La construction si élaborée des organismes et des organes humains, « l'articulation sur laquelle tourne la tête, le ligament au creux de l'articulation de la hanche », ne pouvaient signifier qu'une seule chose, à savoir que tous les organismes avaient été créés par un être d'une compétence suprême, un horloger divin, c'est-à-dire Dieu.

Le second livre, A Preliminary Discourse on the Study of Natural Philosophy, publié en 1830 par l'astronome Sir John Herschel88, présentait un point de vue radicalement différent. À première vue, reconnaissait Herschel, le monde naturel semble d'une incroyable complexité. Mais la science peut réduire des phénomènes apparemment complexes à des causes et des effets. Le mouvement d'un objet résulte d'une force s'exerçant sur lui, la chaleur comporte un transfert d'énergie, le son est produit par une vibration de l'air. Herschel ne doutait pas qu'on trouve un jour de tels mécanismes de cause et d'effet dans les phénomènes chimiques et finalement biologiques.

Il s'intéressait particulièrement à la création des organismes biologiques, et son esprit méthodique décomposa le problème en deux points fondamentaux. Le premier était la création de la vie à partir de rien, la genèse ex nihilo. Sur ce point, il ne pouvait aller jusqu'à concurrencer la doctrine de la divine création. « Remonter à l'origine des choses et spéculer sur leur création n'est pas l'affaire du philosophe de la nature99  » écrit-il. Les organes et les organismes pouvaient obéir aux lois de la physique ou de la chimie mais la genèse de la vie elle-même ne pouvait être comprise par ces mêmes lois. C'était comme si Dieu avait donné à Adam un joli petit laboratoire au jardin d'Eden pour ensuite lui interdire de regarder au-delà de ses murs.

Mais le second problème, pensait Herschel, était plus accessible. Une fois la vie créée, quel processus avait-il pu engendrer toute la diversité que l'on observe dans le monde naturel ? Comment, par exemple, une nouvelle espèce d'animal pouvait-elle provenir d'une autre ? Les anthropologues qui étudiaient les langues avaient démontré que les nouvelles découlaient des anciennes par la transformation des mots. On pouvait faire remonter les mots du latin et du sanscrit à une vieille langue indo-européenne, l'anglais et le flamand avaient une racine commune. Les géologues avaient théorisé que les formes actuelles de la Terre, ses roches, ses gouffres et ses montagnes, avaient été créées par la transmutation d'éléments antérieurs. « Les vestiges usés des âges passés1010, écrit Herschel, contiennent […] des traces indélébiles qui peuvent être interprétées ». C'était une idée lumineuse. Un scientifique pouvait comprendre le présent et le futur en examinant les « vestiges usés » du passé. Herschel ne connaissait pas le bon mécanisme expliquant l'origine des espèces, mais il posait la bonne question. Il l'appela le « mystère des mystères1111  ».

L'histoire naturelle, la discipline qui passionnait Darwin à Cambridge, n'était pas particulièrement en mesure de résoudre le « mystère des mystères » d'Herschel. Pour les anciens Grecs, mus par une insatiable curiosité, l'étude des êtres vivants était intimement liée à la question de l'origine de la nature. Mais les Chrétiens du Moyen Âge réalisèrent rapidement que cette approche ne pouvait conduire qu'à des théories peu appétissantes. La « Nature » étant une création de Dieu, ses historiens devaient, pour ne pas avoir d'ennuis avec la doctrine chrétienne, l'évoquer dans les termes de la Genèse.

Une approche descriptive de la nature, consistant à identifier, nommer et classer ses éléments, était tout à fait acceptable. Décrire les merveilles de la nature, c'était en effet célébrer l'immense diversité des êtres vivants créés par un Dieu omnipotent. Une approche mécanistique de la nature, en revanche, menaçait les fondements mêmes de la doctrine de la Création. Se demander quand et pourquoi les animaux ont été créés, par quel mécanisme ou quelle force cela s'est produit, revenait à défier le mythe de la Création divine, à se rapprocher dangereusement d'une hérésie.

Il n'est pas surprenant qu'à la fin du XVIIIe siècle, l'histoire naturelle ait été dominée par des hommes d'église1212, vicaires, pasteurs, abbés, diacres et moines qui cultivaient leur jardin et collectionnaient des spécimens de plantes et d'animaux. Tous célébraient les merveilles de la Création divine, tout en évitant soigneusement d'en questionner les fondements. L'église offrait un havre de tranquillité pour ces scientifiques, mais dans le même temps, elle neutralisait efficacement leur curiosité. Les injonctions contre les recherches inappropriées étaient si fortes que les naturalistes ne s'interrogeaient même pas sur les mythes de la Création, dans une séparation parfaite entre foi et raison. Il en résulta une discipline étrangement déformée. Alors même que la classification des êtres vivants – la taxonomie – était en plein essor, la recherche sur leur origine restait au rang des choses défendues. L'histoire naturelle se bornait à l'étude de la nature, sans l'histoire.

C'était ce point de vue statique sur la nature qui troublait Darwin. Un historien de la nature, pensait Darwin, devait être capable de décrire l'état du monde naturel en termes de causes et d'effets, tout comme le physicien peut décrire le mouvement d'un ballon dans l'air. Au cœur du génie révolutionnaire de Darwin, il y avait sa capacité à penser la nature non comme un fait isolé mais comme un processus, une progression, une histoire.

Une qualité qu'il partageait avec Mendel. Tous deux prêtres, tous deux jardiniers, tous deux observateurs infatigables du monde naturel, Darwin et Mendel firent une avancée capitale en se posant la même question sous deux formes différentes : comment la « nature » vient-elle à exister ? La variante de Mendel était microscopique : comment un organisme singulier transmet-il l'information à sa descendance sur une seule génération ? La version de Darwin était macroscopique : comment des organismes transmutent-ils l'information qui résume leurs caractéristiques sur des milliers de générations ? Les deux visions allaient finir par converger et donner naissance à la synthèse la plus importante de la biologie moderne, et à la compréhension la plus aboutie de l'hérédité humaine.

En août 1831, deux mois après avoir obtenu son diplôme de Cambridge1313, Darwin reçut une lettre de son mentor John Henslow. Une « enquête » exploratoire de l'Amérique du Sud avait été commandée et l'expédition nécessitait les services d'un « scientifique gentleman » qui puisse aider à la collecte de spécimens. Bien qu'il fût plus gentleman que scientifique (n'ayant jamais encore publié d'article scientifique majeur), Darwin pensa qu'il était tout désigné pour l'affaire. Il devait voyager à bord du Beagle, non en tant que « naturaliste accompli » mais comme scientifique en formation, « amplement qualifié pour recueillir, observer et noter toute chose digne d'être relevée en histoire naturelle ».

Le 27 décembre 18311414, le Beagle leva l'ancre avec soixante-treize marins à bord, essuya une grosse tempête puis mit le cap au sud vers Tenerife. Début janvier, Darwin était en route vers le Cap-Vert. Le navire était plus petit que ce qu'il avait imaginé, le vent inconstant. La mer remuait constamment sous ses pieds. Il était seul, assailli de nausées, déshydraté, tentant de survivre avec des raisins secs et du pain. C'est au cours de ce mois qu'il commença son journal de bord. Perché dans un hamac au-dessus de cartes imprégnées de sel, il se plongeait dans la lecture des quelques livres qu'il avait emportés pour le voyage, le Paradis perdu de Milton (titre qui semblait bien trop correspondre à sa situation) et les Principes de géologie de Charles Lyell1515 publiés entre 1830 et 1833.

Le travail de Lyell en particulier lui fit forte impression. Lyell y avançait, d'une manière révolutionnaire pour l'époque1616, que les formations géologiques complexes telles que les montagnes ou les chaos rocheux avaient été créées sur de très longues périodes de temps, non par la main de Dieu mais par de lents processus naturels comme l'érosion et la sédimentation. Au lieu d'un Déluge biblique colossal, Lyell suggérait qu'il y avait eu des millions d'inondations. Dieu n'avait pas modelé la Terre par un seul cataclysme mais par des millions de petites secousses. L'idée centrale de Lyell que de lents mouvements naturels avaient dû modeler le relief allait fortement stimuler Darwin dans sa réflexion. En février 1832, encore « affecté et mal à l'aise », il passa dans l'hémisphère sud. Les vents changèrent de direction, et soudain les courants le portèrent vers un nouveau monde.

Darwin, comme ses mentors l'avaient prédit, s'avéra un excellent collecteur et observateur. Tandis que le Beagle cabotait le long de la côte est de l'Amérique du Sud en passant par Montevideo, Bahia Blanca et Port Desire, Darwin explorait les baies, les forêts et les falaises. Il entassa à bord quantité de squelettes, de plantes, de peaux, de roches et de coquilles, « une cargaison de déchets » se plaignait le capitaine. Les terres explorées regorgeaient d'animaux vivants mais aussi de fossiles, et en disposant le tout sur le pont du bateau, Darwin montait son propre musée d'anatomie comparée. En septembre 1832, alors qu'il explorait les falaises grises et les baies creusées dans l'argile près de Punta Alta1717, il découvrit un étonnant cimetière naturel, les ossements fossilisés d'énormes mammifères disparus. Il préleva une mâchoire fossilisée dans la pierre, tel un dentiste fou, puis revint la semaine d'après pour y dégager un crâne géant. Il provenait d'un Megatherium, une version géante du paresseux1818.

Durant ce mois, Darwin mit au jour d'autres ossements parmi les galets et les blocs. En novembre, il acheta pour dix-huit pences à un fermier uruguayen un morceau d'un autre crâne colossal provenant d'un autre mammifère éteint, le Toxodon. Cet animal avait l'apparence d'un rhinocéros, des dents démesurées d'écureuil, et peuplait autrefois les plaines. « J'ai eu une chance extraordinaire, écrit Darwin. Certains mammifères étaient géants et beaucoup parfaitement inconnus. » Il récolta les vestiges d'un cochon d'Inde de la taille d'un sanglier, les écailles d'un tatou de celle d'un tank, et d'autres os de paresseux géants qu'il emballa et expédia en Angleterre.

Le Beagle contourna la pointe du croc formé par la Terre de Feu et remonta la côte ouest de l'Amérique du Sud. En 1835, le navire quitta Lima1919, sur la côte péruvienne, pour un chapelet d'îles volcaniques situé loin au large de la côte de l'Équateur. L'archipel des Galápagos n'était qu'une réunion « de masses noires, lugubres […] de lave irrégulière, formant une terre de chaos » écrit le capitaine. C'était un jardin d'Eden d'un genre infernal, isolé, vierge, desséché, et rocailleux – des déjections de lave figée parcourues par des « iguanes hideux », des tortues et des oiseaux. Le vaisseau alla d'île en île – il y en a dix-huit principales –, et Darwin s'y aventura au milieu des pierres ponces, recueillant des oiseaux, des plantes et des lézards. L'équipage était passé à un régime de viande de tortue, chaque île fournissant une espèce apparemment unique de chélonien. Pendant cinq semaines, Darwin récolta des pinsons, des moqueurs, des merles, des gros-becs, des moineaux, des albatros, des iguanes ainsi qu'une foule de plantes terrestres et marines. Le capitaine faisait la grimace et secouait la tête.

Le 20 octobre, Darwin reprit la mer, direction Tahiti2020. Sur le navire, il commença à examiner systématiquement les corps des oiseaux qu'il avait ramenés. Les moqueurs, notamment, le surprirent. Il y en avait deux ou trois types, mais chacun était bien distinct des autres et endémique, trouvé sur une seule île. Il griffonna alors hâtivement l'une des plus importantes phrases scientifiques qu'il ait écrite : « Chaque variété reste constante sur son île. » Était-ce aussi le cas pour d'autres animaux comme les tortues par exemple ? Il tenta, après coup, de retrouver les types bien particuliers de tortues rencontrés, mais il était trop tard. Lui et l'équipage les avaient déjà mangés.

Lorsque Darwin revint en Angleterre après cinq années passées en mer, il bénéficiait déjà d'une certaine célébrité parmi les naturalistes. Son riche butin de fossiles envoyé d'Amérique du Sud au fil de ses étapes avait été déballé, préservé, catalogué et classé. On aurait pu constituer des musées entiers avec ces échantillons. Le taxidermiste et peintre d'oiseaux John Gould s'était chargé de classer les oiseaux. Lyell lui-même avait présenté des spécimens de Darwin au cours de son discours présidentiel à la Société Géologique. Richard Owen, le paléontologue à la morgue patricienne qui dominait tel un aigle les naturalistes d'Angleterre, arrivait du Collège royal de chirurgie pour vérifier et cataloguer les squelettes fossiles de Darwin.

Mais tandis qu'Owen, Gould et Lyell nommaient et classaient les trésors d'Amérique du Sud, Darwin se penchait sur d'autres problèmes. Son penchant taxinomique n'était pas de subdiviser, mais plutôt de regrouper, de rechercher une unité plus profonde dans l'anatomie. Taxonomie et nomenclature n'étaient pour lui que des moyens d'arriver à une fin. Son génie instinctif résidait dans la mise en évidence des motifs conservés, des plans d'organisation sous-jacents aux spécimens, non seulement dans les règnes, embranchements, classes et ordres mais surtout dans les royaumes d'ordre qui structurent le monde vivant sous la surface. En 1836, Darwin commença à être préoccupé par la même question sur laquelle allait buter Mendel à son oral d'examen à Vienne : pourquoi les êtres vivants sont-ils organisés de cette manière-là ?

Deux faits émergèrent cette année-là. D'abord, Owen et Lyell trouvèrent un motif sous-jacent aux spécimens. Il s'agissait des squelettes de versions géantes et éteintes d'animaux qui vivaient encore à l'endroit même où les fossiles avaient été découverts. Le tatou géant déplaçait jadis son énorme carapace dans la même vallée où de petits tatous circulaient maintenant dans les broussailles. Le paresseux géant avait vécu là où résidait à présent un paresseux plus petit. Les immenses fémurs que Darwin avait mis au jour étaient ceux d'un lama de la taille d'un éléphant. Sa version réduite actuelle se trouvait uniquement en Amérique du Sud.

Le second fait curieux fut relevé par Gould, à qui Darwin avait adressé les diverses variétés de troglodytes, fauvettes, merles et « gros-becs » capturées aux Galápagos. Au début du printemps 1837, le grand ornithologue répondit à Darwin que les oiseaux qu'il lui avait envoyés n'étaient pas si divers. Darwin les avait mal classés, car il s'agissait uniquement de pinsons, de treize espèces surprenantes. Leurs becs, leurs pattes et leurs plumages étaient tellement distincts que seul un œil exercé pouvait discerner leur unité sous-jacente. La « fauvette » à gorge étroite et à l'allure de troglodyte, les « merles » au bec en tenailles étaient des cousins anatomiques, tous étaient des pinsons. La « fauvette » devait se nourrir de fruits et d'insectes, d'où son bec étroit, alors que le pinson au gros bec consommait des graines à terre, d'où son bec en forme de casse-noix. Et les moqueurs endémiques de chaque île représentaient aussi trois espèces différentes. Des pinsons et encore des pinsons. C'était comme si chaque site avait produit sa propre variété, un oiseau code-barre pour chaque situation.

Comment Darwin pouvait-il concilier ces deux faits ? Une idée commençait déjà à germer dans son esprit, si simple et cependant si extrême qu'aucun biologiste n'avait encore osé l'explorer en détail. Et si tous les pinsons étaient issus d'un même pinson ancestral ? Et si les petits tatous actuels provenaient de tatous géants ancestraux ? Lyell avait affirmé que les paysages actuels de la Terre découlent de forces naturelles s'exerçant sur des millions d'années. En 1796, le physicien français Pierre-Simon Laplace avait proposé de même que le système solaire actuel soit né du refroidissement et de la condensation progressive de la matière sur des millions d'années (quand Napoléon avait demandé à Laplace pourquoi Dieu n'était pas mentionné dans sa théorie, Laplace lui avait répondu avec une formidable audace : « Sire, je n'ai pas eu besoin de cette hypothèse »). Et si la forme actuelle des animaux était elle aussi la conséquence de forces naturelles qui s'étaient exercées depuis des millénaires ?

En juillet 1837, dans la chaleur étouffante de son bureau sur la Marlborough Street, Darwin commença à noircir un nouveau calepin (le cahier B), couchant sur le papier ses théories sur la manière dont les animaux pouvaient changer au cours du temps. Ses notes étaient énigmatiques, sur le vif, à l'état brut. Sur une page, il fit un schéma qui allait hanter ses pensées. Les espèces, plutôt que de rayonner depuis le noyau central de la Création divine2121, prenaient peut-être naissance comme les branches à partir d'un arbre, comme une racine originelle qui donnerait des ramifications de plus en plus fines pour arriver aux dizaines de descendants actuels. Comme les langues, les paysages, le lent refroidissement du cosmos, les animaux et les plantes descendaient peut-être de formes antérieures par un changement progressif et continu.

C'était, Darwin le savait, un dessin explicitement profane. Le concept chrétien de spéciation plaçait solidement Dieu au centre, tous les animaux créés par Lui étant dispersés au moment de la Création. Dans le dessin de Darwin, il n'y avait aucun centre. Les treize pinsons n'étaient pas le résultat de quelque lubie divine mais d'une « descendance naturelle », ayant divergé au gré de l'histoire d'un premier pinson ancestral. Le lama actuel était apparu de la même manière, issu d'une bête ancestrale géante. Darwin avait ensuite ajouté « Je pense2222  » au sommet de la page, comme pour indiquer son départ des terres connues des pensées biologique et théologique.

Mais, Dieu mis à part, quelle force pouvait être à l'origine des espèces ? Quel élan pouvait pousser treize formes de pinsons, par exemple, à descendre le long des turbulents ruisseaux de la spéciation ? Au cours du printemps 1838, alors que Darwin entamait un nouveau journal2323, le calepin bordeaux C, il eut de nouvelles idées sur ce que pouvait être cette force agissante.

La première partie de la réponse se trouvait sous son nez, depuis son enfance dans les fermes du Shrewsbury et du Hereford. Darwin avait parcouru plus de douze mille kilomètres sur le globe pour la redécouvrir. Le phénomène s'appelait la variation : les animaux produisent une descendance aux traits parfois différents des leurs. Les éleveurs y avaient eu recours depuis des millénaires, croisant des animaux pour produire des variants naturels, sélectionnant ensuite ces variants sur des générations. En Angleterre, les éleveurs avaient raffiné le processus de création de nouvelles lignées pour en faire une véritable science. Le taureau à cornes courtes de Hereford ressemblait bien peu à celui de Craven à longues cornes. Un naturaliste curieux qui aurait voyagé des Galápagos vers l'Angleterre, un Darwin à l'envers, aurait pu être étonné de trouver que chaque région avait sa propre sorte de vache. Mais comme Darwin ou n'importe quel éleveur de taureau pouvait vous le dire, ces races n'étaient pas nées par accident. Elles avaient été délibérément créées par des hommes, par des croisements sélectifs de variants issus d'une même vache ancestrale.

Une habile combinaison de variation et de sélection artificielle, Darwin le savait, pouvait donner des résultats extraordinaires. Les pigeons pouvaient prendre l'apparence de petits coqs ou de paons, les chiens avoir des pelages longs, courts, unis, bicolores, absents, ou être violents, doux, timides, prudents, agressifs. Cependant, la force qui avait orienté la sélection des vaches, des chiens ou des pigeons était la main de l'homme. Quelle main, se demandait Darwin, avait pu guider la création d'une telle diversité de pinsons sur ces lointaines îles volcaniques, ou réduire les tatous à partir de précurseurs géants dans les plaines de l'Amérique du Sud ?

Darwin savait qu'il longeait maintenant les bords dangereux du monde connu et se rapprochait de l'hérésie. Il aurait pu facilement invoquer la main invisible de Dieu. Mais la réponse qui lui vint en octobre 1838 dans un livre écrit par un autre prêtre, le révérend Thomas Malthus, n'avait rien à voir avec le divin2424.

Le jour, Thomas Malthus était curé à la chapelle Okewood dans le Surrey, mais la nuit il devenait économiste amateur. Sa vraie passion était l'étude des populations et de leur croissance. En 1798, sous un pseudonyme, il avait publié un article incendiaire, An Essay on the Principle of Population2525, dans lequel il avançait que la population humaine était en lutte constante avec des ressources limitées. Plus la population augmentait, pensait Malthus, plus les ressources diminuaient et plus la compétition entre les individus devenait sévère. Le penchant inhérent aux populations à s'accroître était fortement contrebalancé par la limitation des ressources. La coutume naturelle se heurtait à son coût naturel. C'est alors que des forces apocalyptiques, « des saisons malades, des épidémies, des fléaux s'avanceraient dans un ordre terrifiant, et balayeraient les gens par milliers et dizaines de milliers2626  », remettant la « population au niveau de la nourriture du monde ». Ceux qui survivraient à cette « sélection naturelle » recommenceraient alors ce triste cycle, Sisyphe allant d'une famine à l'autre.

Dans l'article de Malthus, Darwin vit immédiatement une solution à son problème. Cette lutte pour la survie était la main responsable du changement des espèces. La mort était l'instrument de la nature pour retenir tel ou tel individu, son sinistre rabot. « Il me vint alors à l'esprit2727, écrit-il, que dans ces circonstances [de la sélection naturelle], des variations favorables auraient tendance à être préservées et les défavorables à être éliminées. Il en résulterait alors la formation d'une nouvelle espèce2828. »

Darwin avait l'axe de sa théorie majeure. Quand les animaux se reproduisent, ils engendrent des variants qui diffèrent de leurs parents**. Les individus au sein d'une espèce sont en constante compétition pour de rares ressources. Lorsque ces dernières arrivent à un seuil critique, au cours de famines par exemple, un variant mieux adapté à l'environnement est « naturellement sélectionné ». Le mieux adapté, le plus apte, survit (l'expression « survie du plus apte » étant empruntée à l'économiste malthusien Herbert Spencer2929 ). Ces survivants se reproduisent ensuite pour donner un plus grand nombre de leurs semblables, ce qui induit les changements évolutifs au sein d'une espèce.

Darwin pouvait presque voir de ses yeux ce processus à l'œuvre dans les baies salées de Punta Alta ou sur les îles des Galápagos, comme si un film à l'échelle des temps géologiques se retrouvait accéléré, un millénaire comprimé en une minute. Résumons ce film.

Des volées de pinsons se nourrissent de fruits jusqu'à ce que leur population explose. Une mauvaise saison s'abat sur l'île, que ce soit des pluies trop abondantes ou un été trop aride, et les ressources en fruits chutent brusquement. Parmi ces oiseaux, un variant nait avec un bec grotesque capable de briser des graines. Alors que la famine déferle sur le monde des pinsons, cet individu survit en se nourrissant de graines dures. Il peut se reproduire et une nouvelle espèce de pinson apparaît. Le marginal devient la norme. Avec d'autres limites malthusiennes, des maladies, des famines, des parasites, de nouvelles lignées se développent et la population évolue encore. Les marginaux deviennent des normes et des normes disparaissent. Monstre après monstre, l'évolution progresse.

Au cours de l'hiver 1839, Darwin avait établi les lignes essentielles de sa théorie. Les années suivantes, il réfléchit encore en long, en large et en travers à ses idées, mais n'en vint jamais à les publier. En 1844, il distilla les points cruciaux de sa thèse dans un essai de 255 pages qu'il envoya à son cercle d'amis3030, sans chercher à le rendre public. Il consacrait plutôt son temps à étudier des petits crustacés à vie fixée nommés cirripèdes, à écrire des articles de géologie, à disséquer des animaux marins et à s'occuper de sa famille. Sa fille Annie, la plus âgée et sa favorite, mourut d'une infection, ce qui l'accabla de chagrin. Une guerre lointaine et brutale éclata sur la péninsule de Crimée. Les hommes furent envoyés sur le front et l'Europe plongea dans une dépression. Comme si Malthus et la lutte pour la survie s'incarnaient dans le monde réel.

Durant l'été 1855, plus de quinze ans après que Darwin eut découvert l'essai de Malthus et forgé ses idées sur la spéciation, un jeune naturaliste du nom d'Alfred Wallace publia dans Annals and Magazine of Natural History un article3131 qui s'approchait dangereusement de la théorie encore non publiée de Darwin. Wallace et Darwin étaient issus de milieux sociaux et idéologiques très différents. Contrairement à Darwin, prêtre de formation, biologiste gentleman, et bientôt le naturaliste le plus encensé d'Angleterre, Wallace venait d'une famille de la classe moyenne du Monmouthshire3232. Il avait aussi lu les articles de Malthus sur les populations, pas dans un fauteuil chez lui mais sur les bancs durs de la bibliothèque de Leicester3333 (le livre de Malthus circulait beaucoup dans les cercles intellectuels britanniques). Comme Darwin3434, Wallace avait fait un long voyage en mer jusqu'au Brésil pour recueillir des spécimens et des fossiles, et il en était revenu transformé.

En 1854, ayant perdu dans un naufrage le peu d'argent qu'il avait ainsi que tous les spécimens qu'il avait collectés, Wallace passa du bassin de l'Amazone3535 à une série d'îles volcaniques éparpillées, non celles des Galápagos mais l'archipel malais qui borde l'Asie du Sud-Est. Là, comme Darwin, il observa des différences étonnantes entre des espèces proches qui étaient restées séparées par des espaces marins. Lors de l'hiver de 1857, Wallace avait commencé à formuler une théorie générale sur le mécanisme conduisant à ces différences entre les îles. Au printemps, cloué au lit avec une fièvre et des hallucinations, il trouva la pièce manquante à sa théorie. Il se rappela l'article de Malthus. « La réponse était claire […] que le variant le mieux adapté vit […] De cette manière, chaque partie de l'organisation d'un animal pouvait être modifiée exactement comme il le fallait3636  ». Même les termes de sa pensée – variation, mutation, survie et sélection – présentaient des similitudes frappantes avec ceux de Darwin. Séparés par des océans et des continents, ballottés par des vents intellectuels très différents, les deux hommes étaient arrivés au même port.

En juin 1858, Wallace envoya à Darwin une ébauche d'article3737 qui décrivait sa théorie générale de l'évolution par la sélection naturelle. Sidéré par la similitude entre la théorie de Wallace et la sienne, Darwin expédia rapidement son propre manuscrit à son vieil ami Lyell. Ce dernier lui conseilla habilement de présenter les deux textes simultanément au congrès d'été de la société linnéenne, de sorte que Darwin et Wallace puissent être reconnus ensemble pour leur découverte. Le 1er juillet 1858, les deux articles furent lus dans la foulée3838 et discutés publiquement à Londres. L'audience ne montra pas d'enthousiasme particulier à leur égard. Le mois de mai suivant, le président de la société releva que l'année passée n'avait pas apporté de découvertes particulièrement notables3939.

Darwin se dépêcha ensuite de finir l'ouvrage monumental qu'il avait voulu initialement publier et qui rassemblait toutes ses découvertes. En 1859, il s'adressa plein d'hésitations à l'éditeur John Murray en ces termes : « J'espère de tout cœur que mon livre ait assez de succès pour que vous ne vous repentiez pas de vous en être chargé4040. » Le 24 novembre 1859, par un sombre jeudi matin, le livre de Charles Darwin On the Origin of Species by Means of Natural Selection sortit dans les librairies anglaises au prix de quinze shillings. Mille deux cent cinquante exemplaires avaient été imprimés. Comme le nota Darwin abasourdi, « tous les exemplaires furent vendus le premier jour4141  ».

Un torrent de commentaires élogieux parut presque immédiatement. Même les tout premiers lecteurs du livre étaient conscients de ses profondes implications. « Les conclusions annoncées par M. Darwin sont telles qu'elles vont, si elles sont établies, causer une révolution complète des doctrines fondamentales de l'histoire naturelle4242, écrit un commentateur. Nous voulons dire que ce travail est l'un des plus importants qui ait été donné à lire depuis longtemps4343. »

Darwin avait aussi alimenté les critiques. Il était resté très évasif sur les implications de sa théorie quant à l'origine de l'homme, et cela était peut-être judicieux. La seule ligne de son ouvrage à ce sujet, « une lumière sera jetée sur l'origine et l'histoire de l'homme4444  » pourrait bien être la litote scientifique du siècle. Mais Richard Owen, le taxonomiste des fossiles et ennemi de Darwin, fut prompt à discerner les implications philosophiques de sa théorie. Si les espèces apparaissaient comme le suggérait Darwin, pensait-il, les conséquences pour l'évolution humaine devenaient évidentes. « L'homme pourrait être un singe transmuté », idée qui révulsait tellement Owen qu'il ne pouvait même pas l'envisager. Darwin avait avancé la théorie la plus audacieuse de la biologie, écrivait Owen, sans preuves expérimentales suffisantes pour l'étayer. Il se plaignit qu'il avait produit une « coque intellectuelle4545  » plutôt qu'un fruit et, citant Darwin lui-même, que « l'imagination doit remplir de très larges blancs4646,4747  ».

« De très larges blancs »

« Maintenant, je me demande si M. Darwin a déjà pris la peine de penser combien de temps cela prendrait pour épuiser tout stock originel de […] gemmules […] Il me semble que s'il y avait pensé une fois il n'aurait certainement jamais rêvé de “pangenèse”11. »

Alexander Wilford Hall, 1880.

L'audace scientifique de Darwin se voit au fait qu'il n'était pas particulièrement préoccupé par l'idée que l'homme puisse avoir des ancêtres proches des singes. Et son intégrité scientifique se repère aussi à ce qui le préoccupait d'abord, et d'une manière bien plus pressante, à savoir la cohérence de sa propre théorie. Un « large blanc » en particulier devait être comblé, celui de l'hérédité.

Une théorie de l'hérédité, réalisa Darwin, n'était pas un détail marginal pour sa théorie de l'évolution. Elle avait plutôt un rôle central. Pour qu'un pinson à gros bec apparaisse par sélection naturelle sur une île des Galápagos, deux faits apparemment contradictoires devaient se vérifier en même temps. Premièrement, un pinson « normal » devait pouvoir parfois engendrer un variant à gros bec – un monstre ou une curiosité de la nature. Deuxièmement, une fois né, il fallait que cet animal transmette le même trait à sa descendance et l'introduise dans les générations suivantes. Si l'un de ces facteurs échouait – si la reproduction n'engendrait pas de variation ou si l'hérédité ne permettait pas sa transmission –, la nature se retrouvait alors embourbée, les rouages de l'évolution bloqués. Pour que la théorie de Darwin fonctionne, l'hérédité devait faire preuve à la fois de constance et d'inconstance, présenter simultanément stabilité et mutation.

Darwin se demandait constamment quel mécanisme de l'hérédité pouvait concilier ces deux propriétés opposées. À son époque, le mécanisme de l'hérédité le plus admis était une théorie proposée par un biologiste français du XVIIIe siècle, Jean-Baptiste Lamarck. Selon ce dernier22, les caractères héréditaires étaient transmis des parents aux enfants de la même manière qu'un message ou qu'une histoire, c'est-à-dire par instruction. Lamarck pensait que les animaux s'adaptent à leur environnement en renforçant ou en affaiblissant certains traits, « avec une force proportionnelle à la durée de leur utilisation33  ». Un pinson contraint de se nourrir de graines dures s'adapterait donc en « renforçant » son bec. Au cours du temps, le bec du pinson deviendrait plus solide et prendrait la forme d'une tenaille. Ce caractère adapté serait alors transmis par une instruction à la progéniture dont son bec se durcirait aussi, ayant été déjà pré-adapté aux graines dures chez ses parents.

Dans une telle logique, les antilopes qui broutent les grands arbres devraient allonger le cou pour atteindre les feuilles les plus hautes. Par « l'usage et le non usage », comme disait Lamarck, leur cou s'étirerait et ces antilopes donneraient des petits à cou plus long, ce qui aurait été à l'origine des girafes (notez les ressemblances entre la théorie de Lamarck, où le corps donne des « instructions » au sperme, et la conception de Pythagore de l'hérédité humaine, où le sperme recueille des messages des organes).

Ce qui séduisait immédiatement dans l'idée de Lamarck était qu'elle donnait une histoire rassurante du progrès. Tous les animaux s'adaptent petit à petit à leur environnement et glissent insensiblement le long de la chaîne de l'évolution vers la perfection. Évolution et adaptation sont liées dans un mécanisme continu : l'adaptation est en fait l'évolution. Le processus n'était pas contre-intuitif et il pouvait aussi relever, de façon opportune, du divin, du moins à distance suffisante pour un travail de biologiste. Bien que créés initialement par Dieu, les animaux avaient encore une chance de se perfectionner dans une nature changeante. La Lignée Divine du Vivant tenait encore bon. Elle était même encore plus directe avec, au bout de la longue chaîne de l'évolution adaptative, le plus adapté, le plus parfait des mammifères : l'homme.

Darwin s'était clairement démarqué des idées évolutionnistes de Lamarck. Les girafes n'étaient pas issues d'antilopes tendant leur cou. Elles étaient apparues, pour faire simple, parce qu'un de leurs ancêtres avait produit un variant au long cou et qu'il avait été progressivement sélectionné par une force naturelle comme une famine. Mais Darwin revenait encore sur le mécanisme de l'hérédité en se demandant ce qui avait fait apparaître en premier lieu une antilope au long cou.

Il tenta d'imaginer une théorie de l'hérédité qui soit compatible avec l'évolution, mais trouva là ses limites car il n'était pas un expérimentateur particulièrement doué. Mendel, comme nous allons le voir, était un jardinier d'instinct, capable de croiser des plantes, de compter des graines, d'identifier des caractères. Darwin, lui, était plus capable d'exploiter un jardin pour en classer les plantes, organiser les spécimens, à la manière du taxonomiste qu'il était. Le don de Mendel résidait dans l'expérimentation : la manipulation des organismes, la fécondation croisée de sous-variétés soigneusement sélectionnées, la vérification d'hypothèses. Darwin avait lui un talent pour l'histoire naturelle, pour reconstruire l'histoire en observant la nature. Mendel, le moine, était là pour isoler les choses, Darwin, le pasteur, pour les rassembler.

Mais si observer la nature est une chose, expérimenter sur elle en est une autre. Rien dans le monde naturel, à première vue, ne suggère l'existence des gènes. En vérité, il faut se livrer à de curieuses contorsions expérimentales pour mettre au jour l'idée de particules finies d'hérédité. Incapable de parvenir à une théorie de l'hérédité par le biais d'expériences, Darwin dut en forger une à partir d'une base purement théorique. Il lutta avec le concept pendant presque deux ans, au point de frôler la dépression nerveuse44, pour enfin arriver à une théorie satisfaisante.

Il imagina que les cellules de tous les organismes produisent de minuscules particules contenant l'information héréditaire, qu'il nomma gemmules55. Ces particules circuleraient dans le corps du parent. Lorsqu'un animal ou une plante atteint l'âge de se reproduire, l'information dans les gemmules serait transmise aux cellules germinales, c'est-à-dire les spermatozoïdes et les ovules. L'information sur « l'état » du corps serait ainsi léguée à la descendance au cours de la conception. Comme pour Pythagore, chaque organisme dans le modèle de Darwin porte l'information sous une forme miniature pour construire les organes, sauf que dans son cas, cette information est décentralisée. Un organisme était construit par suffrage parlementaire. Les gemmules sécrétées par la main porteraient les instructions pour construire une nouvelle main, celles issues de l'oreille transmettraient le code pour une nouvelle oreille.

Mais comment ces instructions des gemmules héritées du père et de la mère agiraient-elles dans le développement du fœtus ? Darwin revenait à une vieille idée où les instructions mâle et femelle se rencontrent simplement dans l'embryon et se mélangent comme des couleurs de peinture. Cette idée de mélange des hérédités était déjà familière à la plupart des biologistes66, puisqu'il s'agissait d'une reformulation de la théorie d'Aristote du mélange des caractères mâle et femelle. Darwin avait, semble-t-il, encore réussi une merveilleuse synthèse entre deux pôles opposés de la biologie. Il avait fusionné l'homonculus pythagoricien (les gemmules) avec la notion aristotélicienne de message et de mélange, pour en faire une nouvelle théorie de l'hérédité.

Darwin baptisa sa nouvelle théorie du nom de « pangenèse », littéralement « la genèse à partir de tout »77, puisque tous les organes contribuaient aux gemmules. En 1867, près d'une décennie après la publication de L'Origine des espèces, il s'attela à un nouveau manuscrit, The Variation of Animals and Plants Under Domestication, dans lequel il allait détailler cette conception de l'hérédité88. « C'est une hypothèse rapide et sommaire99, confessait-il, mais elle m'a énormément soulagé l'esprit. » Il écrivit à son ami Asa Gray « la pangenèse sera qualifiée de mauvais rêve, mais dans le fond de mon esprit, je pense qu'elle contient une grande vérité1010  ».

Le grand soulagement de Darwin n'allait pas durer très longtemps. Il allait bientôt être tiré de son « mauvais rêve ». Cet été-là, alors que son nouveau livre prenait forme, un commentaire de son premier livre, L'Origine des espèces, parut dans le périodique North British Review. Au sein de ce texte se trouvait l'argument le plus solide contre la pangenèse que Darwin allait rencontrer dans sa vie.

L'auteur de ce commentaire était un critique inattendu du travail de Darwin, un ingénieur mathématicien et inventeur écossais appelé Fleeming Jenkin, qui avait rarement écrit sur la biologie. Intelligent, incisif, il s'intéressait à des sujets aussi variés que la linguistique, la mécanique, l'arithmétique, la physique, la chimie et l'économie. Il avait aussi beaucoup lu, que ce soit Dickens, Dumas, Austen, Eliot, Newton, Malthus ou Lamarck. Étant tombé sur l'ouvrage de Darwin, Jenkin en fit une lecture approfondie, réfléchit rapidement à ses implications et trouva immédiatement un défaut majeur dans son argumentaire.

Le problème central de la théorie de Darwin était selon Jenkin que si les traits héréditaires ne cessaient de se mélanger à chaque génération, pourquoi toute nouvelle variation ne se retrouvait-elle pas immédiatement diluée par les croisements ? « Le variant sera submergé par le nombre1111, écrit Jenkin, et après quelques générations sa particularité se sera effacée. » Pour illustrer son argument, il prend l'histoire suivante, teintée par le racisme ambiant de l'époque : « Imaginez qu'un homme blanc échoue sur une île habitée par des noirs […] Notre héros deviendra probablement un roi, il tuera un grand nombre de noirs dans la lutte pour l'existence, il aura un grand nombre de femmes et d'enfants ».

Mais si les gènes se mélangent, alors « l'homme blanc » de Jenkin est condamné dès le départ, du moins dans le sens génétique. Ses enfants issus de femmes noires hériteront probablement de la moitié de son essence génétique. Ses petits-enfants en hériteront d'un quart, ses arrière-petits-enfants d'un huitième, ses arrières arrière-petits-enfants d'un seizième et ainsi de suite, jusqu'à ce que son essence génétique soit complètement diluée en quelques générations et tombe dans l'oubli. Même si « les gènes blancs » étaient supérieurs ou les « mieux adaptés » pour reprendre la terminologie de Darwin, rien ne les protègerait d'une ruine inévitable due au mélange. Pour finir, le roi blanc isolé disparaîtrait de l'histoire génétique de l'île, même s'il avait eu plus d'enfants que tous les autres hommes de sa génération, et même si ses gènes étaient les plus adaptés à la survie.

Les détails de l'histoire de Jenkin étaient sinistres, peut-être à dessein, mais son argument conceptuel était clair. Si l'hérédité n'a aucun moyen de maintenir ou « fixer » le caractère modifié, alors toute modification doit finir par disparaître dans une grande soupe uniforme sous l'effet du mélange. Le marginal le restera toujours, à moins de pouvoir assurer la transmission de son caractère à la prochaine génération. Le mélange des hérédités a pour effet de diluer tout caractère dans la mer de la normalité. Aucune innovation évolutionnaire ne pourrait se maintenir dans la perspective de cette dilution à l'infini. Lorsqu'un peintre commence un tableau, trempant son pinceau pour diluer les pigments, l'eau peut devenir bleue ou jaune au départ. Mais avec le mélange de plus de couleurs, cette eau tourne invariablement à un gris sale. Ajoutez de la couleur, l'eau gardera le même ton trouble. Si le même principe s'applique aux animaux et à l'hérédité, quelle force pourrait maintenir tout caractère marquant apparu chez un organisme ? Jenkin était en droit de demander : pourquoi tous les pinsons de Darwin ne deviennent-ils pas gris petit à petit ?

Darwin fut profondément troublé par le raisonnement de Jenkin. « Fleeming Jenkin m'a donné beaucoup de fil à retordre, écrit-il, mais m'a été plus utile que tout autre commentaire ou revue d'articles. » Il ne servait à rien de nier l'implacable logique de Jenkin1212, et Darwin avait besoin d'une théorie de l'hérédité complémentaire pour sauver sa théorie de l'évolution.

Mais quelles propriétés de l'hérédité pouvaient résoudre le problème de Darwin ? Pour que l'évolution darwinienne fonctionne, le mécanisme de l'hérédité devait conserver l'information sans qu'elle puisse être diluée ou dispersée. Elle ne devait pas se mélanger. Il devait y avoir des atomes d'information, des particules finies, insolubles, inaltérables, passant des parents aux enfants.

La preuve d'une telle constance dans l'hérédité existait-elle ? Si Darwin avait soigneusement consulté les livres de sa grande bibliothèque, il aurait pu trouver la référence à un obscur article écrit par un botaniste peu connu de Brno. Banalement intitulé « Expériences sur l'hybridation des plantes » et publié en 1866 dans une revue à peine lue1313, l'article était écrit dans un allemand dense et rempli de tableaux mathématiques que Darwin méprisait particulièrement. Pourtant, Darwin a vraiment failli le lire. Au début des années 1870, consultant un livre sur les hybrides de plantes, il a écrit d'abondantes notes aux pages 50, 51, 53 et 54, sautant mystérieusement la page 52 où l'article de Brno sur les hybrides de petits pois était discuté en détail1414.

Si Darwin l'avait réellement lu, notamment au moment où il écrivait ses Variations of Animals and Plants Under Domestication et formulait sa théorie de la pangenèse, il aurait peut-être eu l'explication décisive pour comprendre sa propre théorie de l'évolution. Cette étude l'aurait alors fasciné par ses implications, ému par l'ampleur du travail sous-jacent, frappé par son étrange pouvoir d'explication. L'esprit vif de Darwin aurait vite saisi tout son intérêt pour mieux cerner l'évolution. Il aurait peut-être aussi eu le plaisir de voir que l'article était signé par un autre prêtre qui, dans un autre voyage épique de la théologie vers la biologie, avait aussi longé des rivages inconnus, un moine augustin appelé Gregor Johann Mendel.

« Il aimait les fleurs »11

« Nous voulons seulement dévoiler la nature et la force de la matière. La métaphysique ne nous intéresse pas. »

Manifeste de la Société de sciences naturelles de Brno22
où l'article de Mendel a été présenté pour la première fois en 1865

« Tout le monde organique résulte d'innombrables combinaisons et permutations d'un nombre relativement faible de facteurs… Ces facteurs sont des unités qui doivent être étudiées par la science de l'hérédité. De même que la physique et la chimie remontent aux molécules et aux atomes, les sciences biologiques doivent arriver à ces unités pour pouvoir expliquer… les phénomènes du monde vivant33. »

Hugo de Vries

Au moment où Darwin entamait l'écriture de son ouvrage sur l'évolution au printemps 185644, Gregor Mendel décidait de revenir à Vienne pour se présenter de nouveau à l'examen d'enseignant qu'il avait raté en 1850. Cette fois-ci, il se sentait plus en confiance. Il avait passé deux ans à étudier la physique, la chimie, la géologie, la botanique et la zoologie à l'université de Vienne. En 1853, il était retourné au monastère et avait commencé à travailler comme enseignant remplaçant à l'école moderne de Brno. Les moines qui tenaient l'école étant très à cheval sur les tests et les qualifications, c'était le moment de retenter l'examen certifiant. Mendel s'inscrivit pour l'épreuve.

Malheureusement, cette seconde tentative fut encore un désastre. Mendel était malade, probablement d'anxiété. Il arriva à Vienne avec une migraine et, de mauvaise humeur, se disputa même avec l'examinateur de botanique le premier jour de l'examen. L'objet de la discorde n'est pas connu mais concernait probablement la formation des espèces, leur variation et l'hérédité. Mendel ne termina pas l'examen qui s'étalait sur trois jours. Il repartit pour Brno confirmé dans son destin d'enseignant remplaçant. Il n'essaya plus jamais d'obtenir une certification.

Plus tard dans l'été, encore meurtri par son échec, Mendel planta des petits pois. Ce n'était pas la première fois. Cela faisait trois ans environ qu'il les élevait dans la serre. Il avait recueilli trente-quatre lignées des fermes environnantes et les cultivait pour sélectionner les « vraies » lignées, celles où chaque plant donnait toujours exactement la même descendance, avec des fleurs de la même couleur et des graines de la même texture55. Ces plants « restent constants sans exception66  » écrit-il. Les chats font toujours des chats. Il avait désormais le matériel de base pour ses expériences.

Les plants de ces lignées « pures », remarquait-il, possèdent des traits distincts qui sont héréditaires et particuliers. Croisés avec leurs semblables, les plants à grande tige ne donnent que des plants à grande tige, et c'est la même chose pour les plants nains. Certaines lignées ne produisent que des pois lisses alors que d'autres ne font que des pois ridés. Les gousses avant maturité sont soit vertes soit jaune vif ; les gousses à maturité soit bien attachées à la tige soit prêtes à se détacher. Mendel fit la liste des sept caractères de ces lignées pures qu'il souhaitait étudier :

1. la texture du petit pois (lisse ou ridé)

2. la couleur du petit pois (jaune ou vert)

3. la couleur de la fleur (blanche ou violette)

4. la position de la fleur (au bout de la plante ou sur ses rameaux)

5. la couleur de la gousse (verte ou jaune)

6. la forme de la gousse (lisse ou dentelée)

7. la taille de la plante (grande ou petite)

Chaque trait ou caractère, remarquait Mendel, présentait au moins deux états différents. C'était comme deux possibilités d'épeler un même mot, ou de teinter une même veste (Mendel effectuait des expériences avec seulement deux variants du même caractère, mais dans la nature, il peut y en avoir plus, par exemple des fleurs blanches, pourpres, mauve et jaunes). Les biologistes appelleront plus tard ces variants des allèles, du grec allos, qui réfère à deux sous-types différents du même trait général. Le pourpre et le blanc sont deux allèles du même trait : la couleur de la fleur. Les sous-types long et court étaient deux allèles d'un autre caractère : la taille.

Les plantes de lignées pures n'étaient qu'un point de départ pour ses expériences. Pour révéler la nature de l'hérédité, Mendel savait qu'il allait devoir faire des hybrides, car seuls les « bâtards » – mot couramment utilisé par les botanistes allemands dans leurs expériences pour décrire les plantes hybrides – pouvaient dévoiler la nature de la pureté. Contrairement à ce que l'on croyait encore récemment77, il était parfaitement conscient des profondes implications de son étude. La question abordée était cruciale pour « l'histoire de l'évolution des formes organiques88  » écrit-il. En deux ans, de façon stupéfiante, Mendel avait produit une série d'outils qui allaient lui permettre de questionner les aspects les plus importants de l'hérédité. Pour dire les choses simplement, la question de Mendel consistait à savoir si, en croisant une grande plante avec une petite, il allait obtenir une plante de taille moyenne. Les deux allèles, pour la grandeur et la petitesse, allaient-ils se diluer, fusionner ?

La production de plantes hybrides était une tâche pénible. Le petit pois se féconde lui-même, normalement. Les étamines et le pistil mûrissent à l'intérieur d'une carène en forme de fermoir et le pollen passe directement des premières au second. La fécondation croisée était une autre histoire. Pour faire des hybrides, Mendel devait déjà castrer chaque fleur en retirant les étamines, puis apporter la poudre jaune du pollen d'une autre fleur. Il travaillait seul, passant avec son pinceau et ses pinces d'une fleur à l'autre. Il accrochait son chapeau de jardinier à une harpe, de sorte que chaque visite au jardin était ponctuée du son d'une seule note cristalline. C'était sa seule musique.

Il est difficile de savoir dans quelle mesure les autres moines de l'abbaye étaient au courant ou se souciaient des travaux de Mendel. Au début des années 1850, il avait tenté une variante plus audacieuse de ses expériences en utilisant des souris blanches et grises. Il avait élevé en secret les rongeurs dans sa cellule pour essayer de faire des souris hybrides. Mais l'abbé, bien qu'il considérât en général avec indulgence les lubies de Mendel, était cette fois intervenu. Un moine organisant l'accouplement de souris pour comprendre l'hérédité faisait courir un peu trop de risques à l'établissement, même chez les Augustiniens. Mendel s'était rabattu sur les plantes et avait déplacé ses expériences à l'extérieur dans une serre. L'abbé avait acquiescé. Il avait fait obstacle aux souris, mais voulait bien donner une chance aux petits pois.

À la fin de l'été 185799, le premier plant hybride fleurit dans le jardin de l'abbaye en une explosion de fleurs pourpres et blanches. Mendel nota les couleurs et lorsque les gousses furent formées, il les ouvrit pour examiner les graines. Il lança de nouveaux croisements, le grand avec le petit, le jaune avec le vert, le ridé avec le lisse. Et dans un autre élan bien inspiré, il croisa certains hybrides entre eux, faisant des hybrides d'hybrides. Les expériences se poursuivirent ainsi pendant huit ans. Les plantations s'étaient alors étendues de la serre à un lopin de terre à côté, un rectangle de six mètres sur trente qui bordait le réfectoire et était visible de sa chambre. Lorsque le vent faisait ouvrir sa fenêtre, c'était comme si toute la pièce devenait un immense microscope. Le cahier de Mendel se remplissait de tableaux et de notes, accumulait les résultats de milliers de croisements. Ses pouces lui faisaient mal à force de décortiquer les gousses.

« Une pensée même petite peut suffire à remplir toute une vie » a écrit le philosophe Ludwig Wittgenstein1010. En vérité, à première vue, la vie de Mendel semblait remplie des plus petites pensées. Semer, polliniser, laisser fleurir, cueillir, décortiquer, compter, répéter. La procédure était d'une monotonie extrême, mais les petites pensées, Mendel le savait, sont parfois les germes de grands principes. Si la révolution scientifique qui avait balayé l'Europe au XVIIIe siècle avait laissé un message, c'était bien que les lois de la nature sont générales et uniformes. La force qui avait poussé la pomme de Newton à atterrir sur sa tête était la même que celle qui guidait les planètes sur leur orbite céleste. Si l'hérédité obéissait aussi à des lois naturelles universelles, celles-ci devaient agir aussi bien dans la genèse des petits pois que dans celle des hommes. Le lopin de terre de Mendel pouvait bien être petit, son ambition scientifique était d'une tout autre mesure.

« Les expériences avancent lentement, écrit Mendel. Au début, il a fallu une bonne dose de patience, mais j'ai vite trouvé que les choses allaient mieux quand je menais plusieurs expériences en même temps. » En effectuant des croisements en parallèle, les résultats tombèrent à un rythme accéléré. Peu à peu, il se mit à discerner des motifs dans les données, des récurrences inattendues, des rapports constants, des rythmes numériques. Il arrivait, enfin, au cœur de la logique de l'hérédité.

Le premier motif fut facile à déceler. Dans la première génération d'hybrides, les caractères héritables individuels, comme la taille élevée ou réduite, la couleur jaune ou verte des graines, ne fusionnaient pas du tout. Le croisement d'une plante de grande taille avec une plante naine produisait à chaque fois, et uniquement, des plantes de grande taille. Celui d'une plante à graines lisses avec une plante à graines ridées, uniquement des plantes à graines lisses. Les sept caractères suivaient tous ce motif. « Le caractère hybride » n'est pas intermédiaire mais « ressemble à l'une des deux formes parentales », écrit-il. Mendel appela ces états de caractère dominants1111, et ceux qui disparaissaient, récessifs.

Si Mendel avait arrêté là ses expériences, il aurait déjà grandement contribué à la théorie de l'hérédité. L'existence d'allèles dominants ou récessifs pour un trait contredisait les théories du XIXe siècle sur le mélange héréditaire car les hybrides de Mendel ne présentaient pas de caractéristiques intermédiaires. Seul un allèle s'imposait dans l'hybride, forçant l'autre à disparaître.

Mais où avait-il disparu ? Avait-il été complètement éliminé ? Mendel alla plus loin dans son analyse avec une seconde expérience. Il croisa deux hybrides « grand-petit » pour obtenir une deuxième génération. Comme l'allèle « grand » était dominant, tous les plants utilisés comme parents étaient grands. Mais avec ce nouveau croisement, Mendel trouva un résultat totalement inattendu. Dans cette deuxième génération1212, l'état de caractère « petit » réapparut, parfaitement intact, et il retrouva ce motif avec les sept caractères qu'il étudiait. Les fleurs blanches, par exemple, disparaissaient à la première génération d'hybrides, pour réémerger de la même façon à la seconde génération chez certains plants. Un organisme « hybride », réalisa Mendel, était en fait composite, formé d'un allèle dominant et visible allié à un allèle récessif, latent (le mot utilisé par Mendel pour décrire ces variants était « forme », celui d'allèle ne sera forgé par les généticiens que dans les années 1900).

En étudiant les relations mathématiques, les rapports entre les différents types engendrés par les croisements, Mendel pouvait commencer à construire un modèle expliquant le mode d'héritage des caractères1313. Chacun d'entre eux, dans son modèle, était déterminé par une particule indépendante, indivisible, d'information. Ces particules se présentaient sous deux formes, ou allèles : petit ou grand pour la taille, blanc ou violet pour la couleur des fleurs, et ainsi de suite. Chaque plante héritait d'une copie de chaque parent, un allèle du père via le pollen et un de la mère via l'ovule. Lorsqu'un hybride était créé, les deux allèles demeuraient intacts mais un seul se manifestait.

Entre 1857 et 1864, Mendel décortiqua des seaux et des seaux de gousses, notant systématiquement dans des tableaux les résultats de chaque croisement d'hybride (« des graines jaunes, cotylédons verts, fleurs blanches »). Ceux-ci restaient d'une cohérence frappante. Le petit lopin de terre du jardin monacal produisit une avalanche de données à analyser, vingt-huit mille plantes, quarante mille fleurs, et presque quatre cent mille graines. « Cela demande vraiment un certain courage de se lancer dans un travail d'une telle portée » allait écrire Mendel par la suite1414. Mais courage n'est pas le bon mot ici. Plus que le courage, quelque chose d'autre paraît évident dans ce travail, une qualité que l'on ne peut décrire que comme de la tendresse.

Ce n'est pas le genre de mot que l'on utilise en général pour décrire l'activité scientifique ou les scientifiques. Mais il en fallait pour s'occuper des plantes à ce point, malgré un travail souvent ingrat, avec une attention soutenue jour après jour. Mendel était avant tout un jardinier. Son génie ne s'appuyait pas sur une profonde connaissance des conventions de la biologie (ce qui l'avait fait fort heureusement échouer à l'examen d'enseignant, et ce à deux reprises). C'était plutôt sa connaissance instinctive du jardin, jointe à une grande capacité d'observation, qui le conduisit bientôt à des résultats impossibles à expliquer avec ce que l'on savait de l'hérédité à l'époque.

L'hérédité, comme le suggéraient ces résultats, ne peut provenir que de la transmission d'éléments d'information discrets des parents à leur descendance. Le gamète mâle apporte une copie de cette information – un allèle –, le gamète femelle en apporte une autre, et l'organisme hérite ainsi d'un allèle de chaque parent. Quand un organisme produit des gamètes mâles et femelles (dans le cas du pois, les gamètes sont dans les grains de pollen et les ovules), les allèles sont de nouveau séparés, pour former de nouvelles combinaisons à la fécondation suivante. Un allèle peut « dominer » l'autre quand ils se retrouvent ensemble. Quand l'allèle dominant est présent, le récessif semble disparaître, mais quand une plante reçoit deux allèles récessifs, l'état de caractère associé peut s'exprimer à nouveau. Dans tous les cas, l'information portée par un allèle individuel reste indivisible. Les particules demeurent intactes.

Mendel renouait avec l'exemple de Doppler : derrière le bruit se trouvait une musique, derrière le chaos se trouvaient des lois, et seules des expériences profondément artificielles comme de créer des hybrides de lignées pures portant des caractères simples pouvaient révéler ces motifs sous-jacents. Derrière l'incroyable diversité des organismes naturels – grands, petits, ridés, lisses, verts, jaunes, bruns – il y avait des éléments d'information héréditaires qui pouvaient passer d'une génération à une autre. Chaque trait était unitaire, c'est-à-dire distinct, séparé, indélébile. Mendel ne donna pas de nom à cette unité d'hérédité, mais il avait découvert les caractéristiques les plus essentielles du gène1515.

Le 8 février 1865, sept ans après que Darwin et Wallace avaient lu leur article à la société linnéenne à Londres, Mendel présenta le sien, en deux parties, lors d'une réunion beaucoup moins solennelle1616. Il s'exprima devant un groupe de fermiers, de botanistes et de biologistes de la Société de sciences naturelles à Brno. Il existe peu de sources historiques relatant ce moment. La salle était petite, et il n'y avait qu'une quarantaine de personnes présentes. L'article, avec des dizaines de tableaux et de symboles ésotériques pour désigner les traits et les variants, était difficile d'accès, même pour un statisticien. Pour un biologiste, cela devait ressembler à un vrai charabia.

Les botanistes étudient en général la morphologie, pas les statistiques. Le comptage des variants pour les graines et les fleurs sur des dizaines de milliers d'hybrides a dû abasourdir les contemporains de Mendel. Peu après son exposé, un professeur de botanique se leva pour discuter de l'ouvrage de Darwin et de la théorie de l'évolution. Personne dans l'audience n'eut l'idée de faire une relation entre les deux sujets. Même si Mendel était conscient d'un lien potentiel entre ses « unités d'hérédité » et l'évolution – ses notes antérieures révèlent qu'il avait bien cherché un tel lien –, il ne fit aucun commentaire explicite à ce sujet.

L'article de Mendel fut publié dans les Comptes rendus de la Société de sciences naturelles de Brno de l'année1717. Mendel, qui était peu disert, était encore plus concis dans ses écrits. Il avait regroupé presque dix ans de travail en quarante-quatre pages terriblement arides. Des copies de l'article furent envoyées à des dizaines d'institutions dont la Royal Society, la Société linnéenne en Angleterre et à la Smithonian Institution à Washington. Mendel lui-même réclama quarante tirés à part qu'il envoya, lourdement annotés, à de nombreux scientifiques. Il est probable qu'il en ait envoyé un à Darwin1818 mais il n'y a aucune trace que celui-ci l'ait réellement lu.

Ce qui a suivi, comme l'a écrit un généticien, fut « l'un des silences les plus curieux de l'histoire de la biologie1919  ». L'article ne fut cité que quatre fois entre 1866 et 1900 et disparut pratiquement de la littérature scientifique. Entre 1890 et 1900, alors même que les questions sur l'hérédité humaine et sa manipulation devenaient centrales pour les responsables politiques aux États-Unis et en Europe, le nom de Mendel et son travail semblaient à jamais effacés. L'étude qui a fondé la biologie moderne était enfouie dans les pages de l'obscure revue d'une obscure société scientifique, lue essentiellement par des sélectionneurs de plantes dans une ville en déclin d'Europe centrale.

Le jour de l'an de 1866, Mendel écrivit à un physiologiste suisse des végétaux, Karl von Nägeli, à Munich, pour lui décrire ses expériences. Nägeli lui répondit deux mois après, marquant déjà sa distance par sa réponse tardive, avec un mot courtois mais glacial. Botaniste ayant une certaine réputation, Nägeli n'avait pas une grande opinion de Mendel et de son travail. Il nourrissait une défiance instinctive envers les scientifiques amateurs et griffonna un commentaire méprisant sur la lettre : « seulement empirique […] ne peut être prouvé rationnellement2020  », comme si les lois déduites expérimentalement étaient pire que celles crées de novo par la « raison » humaine.

Mendel insista, lettre après lettre. Il cherchait à gagner son estime et son ton prit un tour pressant, presque désespéré. « Je sais que les résultats que j'ai obtenus ne sont pas très compatibles avec la science actuelle2121, écrit-il, [et] une expérience isolée peut être doublement dangereuse2222  ». Nägeli demeurait réticent, souvent laconique. L'idée que Mendel ait pu déduire une loi fondamentale de la nature en compilant les résultats d'hybrides de petits pois lui semblait absurde et tirée par les cheveux. Si Mendel croyait à son sacerdoce, il devait s'y tenir. Nägeli, lui, croyait à celui de la science.

Nägeli étudiait une autre plante, l'épervière aux capitules jaunes, et il exigea de Mendel qu'il tente de reproduire ses résultats avec cette espèce. C'était un choix catastrophique. Mendel avait choisi le petit pois après mûre réflexion, car la plante se reproduit sexuellement, présente des caractères variants clairement identifiables et peut faire l'objet d'une pollinisation croisée si l'on travaille avec soin. L'épervière, Mendel et Nägeli l'ignoraient, peut se reproduire de manière asexuée, c'est-à-dire sans pollen ni ovule. Il est virtuellement impossible de mener des pollinisations croisées de manière contrôlée, et cette fleur fait rarement des hybrides. Comme on pouvait s'y attendre, les résultats furent ininterprétables. Mendel tenta de comprendre ce que donnaient les hybrides (qui n'en étaient pas) mais ne put retrouver aucun des motifs observés chez le petit pois. Entre 1867 et 1871, il s'obstina encore et cultiva des milliers d'épervières dans un autre endroit du jardin, castrant les fleurs avec les mêmes pinces et saupoudrant de pollen avec le même pinceau. Ses lettres à Nägeli prirent un ton de plus en plus déprimé. Nägeli pouvait lui répondre, mais c'était rare et toujours sur un ton condescendant. Il n'allait quand même pas accorder de l'importance aux écrits de plus en plus délirants d'un moine autodidacte de Brno.

En novembre 1873, Mendel envoya sa dernière lettre à Nägeli2323. Il confiait plein de remords qu'il avait été incapable de terminer ses expériences. Il avait été promu abbé du monastère de Brno et ses responsabilités administratives ne lui permettaient plus de continuer ses études sur les plantes. « Je me sens vraiment malheureux de devoir négliger mes plantes […] à ce point2424  » écrivait-il. La science était mise de côté. Les taxes s'empilaient pour le monastère. De nouveaux prêtres devaient être nommés. Facture après facture, lettre après lettre, son imagination scientifique était lentement étouffée par le travail administratif.

Mendel n'avait écrit qu'un seul article monumental sur les hybrides de petit pois. Sa santé déclina dans les années 1880 et il réduisit progressivement sa charge de travail, son jardinage mis à part. Le 6 janvier 18842525, il décéda d'une insuffisance rénale à Brno, les pieds enflés de lymphe. Le journal local publia un avis de décès, mais sans mentionner ses études expérimentales. Un court message laissé par l'un des jeunes moines du monastère lui correspondait sans doute mieux : « Doux, ouvert, et gentil […] Il aimait les fleurs2626  ».

« Un certain Mendel »

« L'origine des espèces est un phénomène naturel11. »

Jean-Baptiste Lamarck

« L'origine des espèces est un sujet d'investigation22. »

Charles Darwin

« L'origine des espèces est un objet de recherche expérimentale. »

Hugo de Vries

Durant l'été 187833, un botaniste néerlandais de 30 ans nommé Hugo de Vries vint trouver Darwin en Angleterre. Il s'agissait plus d'un pèlerinage que d'une simple visite scientifique. Darwin se reposait chez sa sœur à Dorkin, mais de Vries retrouva sa trace et fit le voyage pour le rencontrer. Nerveux, vif, avec les traits émaciés, des yeux perçants à la Raspoutine et une barbe rivalisant avec celle de Darwin, de Vries ressemblait déjà à une version plus jeune de son idole. Il avait aussi sa persévérance. L'entrevue a dû être épuisante car elle ne dura que deux heures, à la suite de quoi Darwin dut s'excuser pour faire une pause. Mais de Vries quitta l'Angleterre transformé. Une brève conversation avec Darwin avait suffi pour ouvrir une nouvelle piste de recherche dans son esprit toujours en mouvement et l'orienter à jamais dans une nouvelle direction. De retour à Amsterdam, de Vries termina rapidement son travail en cours sur le mouvement des vrilles chez les végétaux pour se lancer dans la résolution du mystère de l'hérédité.

À la fin des années 1800, le problème de l'hérédité avait acquis une aura presque mystique, comme une sorte de dernier théorème de Fermat pour les biologistes. L'excentrique mathématicien français avait griffonné qu'il avait trouvé « une preuve remarquable » à son théorème sans prendre la peine de l'écrire parce que son papier avait « une marge trop petite44  ». De même, Darwin avait vaguement fait allusion à une explication du mécanisme de l'hérédité mais ne l'avait jamais publiée. « Dans un autre travail, je discuterai, si le temps et la santé me le permettent, de la variabilité des êtres organiques dans la nature55  » avait-il écrit en 1868.

Darwin saisissait bien tout ce qui était en jeu derrière cette déclaration. Une théorie de l'hérédité était cruciale pour celle de l'évolution. Il savait que sans moyen d'engendrer une variation et de la fixer au fil des générations, aucun organisme ne pouvait développer de nouvelles propriétés. Pourtant, une décennie plus tard, Darwin n'avait toujours pas publié le livre promis sur la genèse de la « variabilité des êtres organiques ». Il mourut en 188266, juste quatre ans après que de Vries lui avait rendu visite. Une génération de jeunes biologistes fouillait désormais les ouvrages de Darwin pour trouver des indices de la théorie manquante.

De Vries s'était aussi penché sur les travaux de Darwin. Il s'était emparé de sa théorie de la pangenèse, l'idée que des « particules d'information » du corps étaient récoltées d'une certaine manière et réunies dans les spermatozoïdes et les ovules. Mais cette notion de messages émanant des cellules et se rassemblant dans les spermatozoïdes en un manuel de construction d'un organisme semblait vraiment tirée par les cheveux. Comme si les spermatozoïdes cherchaient à écrire le patrimoine génétique humain à partir de télégrammes.

Pire encore, des travaux allaient bientôt réfuter l'existence de la pangenèse et des gemmules. En 1883, avec une froide détermination77, l'embryologiste allemand August Weismann avait réalisé une expérience qui remettait directement en cause la théorie des gemmules de Darwin. Weismann avait coupé la queue à des souris sur cinq générations et les avait ensuite croisées pour voir si une descendance sans queue allait naître. Mais les souris, avec la même obstination, génération après génération, naissaient toujours avec une queue parfaitement intacte. Si les gemmules existaient, une souris amputée de sa queue aurait dû engendrer une souris sans queue. Au total, Weismann avait coupé successivement la queue de 901 souris et pourtant elles naissaient toujours avec une queue tout à fait normale, pas même un peu plus courte que celle des souris de départ. Il paraissait impossible d'effacer « l'empreinte héréditaire » (ou du moins la « queue héréditaire »). Pour cruelle qu'elle soit, l'expérience enfonçait bien le clou : Darwin et Lamarck ne pouvaient avoir raison.

Weismann avait proposé une hypothèse alternative radicalement différente : peut-être l'information héréditaire était-elle contenue exclusivement dans les cellules germinales, sans qu'aucun mécanisme direct ne permette aux caractères acquis au cours de la vie de l'individu d'être transmis dans ces cellules. L'ancêtre de la girafe pouvait bien avoir tendu le cou avec ardeur, cela ne transmettait aucune information à son matériel génétique. Weismann appela ce matériel héréditaire le « plasma germinatif »88 et avança que c'était le seul moyen pour un organisme d'en engendrer un autre. Toute l'évolution pouvait alors se concevoir comme un transfert vertical de plasma germinatif d'une génération à la suivante. Un œuf était le seul moyen pour une poule de transférer l'information à une autre poule.

« Mais quelle pouvait être la nature de ce plasma germinatif ? » se demandait de Vries. Était-il comme de la peinture qui peut se diluer ou se mélanger ? Ou une information sous forme d'unités transmises par paquets, un message insécable ? De Vries n'était pas encore tombé sur l'article de Mendel. Cependant, comme lui, il commença à écumer les environs d'Amsterdam pour recueillir des variants de plantes aux formes étranges, ne se limitant pas seulement aux pois mais constituant un grand herbier où se retrouvaient des tiges tordues, des feuilles bifides, des fleurs mouchetées, des anthères poilues, et des graines en forme de raquette. Une vraie ménagerie de monstres. Quand il croisait ces variants avec les formes normales, il trouvait comme Mendel que ces traits ne se dissipaient pas mais se maintenaient au contraire sous une forme indépendante, distincte, d'une génération à l'autre. Chaque plante semblait posséder une collection de traits spécifiques, que ce soit la couleur des fleurs, la forme des feuilles ou l'aspect des graines, et chacun de ces traits semblait codé par un morceau d'information indépendant, discret, qui passait d'une génération à l'autre.

Il manquait cependant à de Vries l'intuition déterminante de Mendel, cette part de raisonnement mathématique qui avait si clairement illuminé les expériences de Mendel sur l'hybridation des petits pois en 1865. Avec ses plantes hybrides, de Vries pouvait vaguement conclure que les différents états de caractères comme la taille de la tige correspondaient à des particules insécables d'information. Mais combien fallait-il de ces particules pour coder un seul trait ? Une seule ? Une centaine ? Un millier ?

Dans les années 1880, ignorant encore tout du travail de Mendel, de Vries s'orienta vers une description plus quantitative de ses expériences sur les plantes. En 1897, dans un article phare intitulé « Hereditary Monstruosities »99, de Vries analysa ses données et en déduisit que chaque trait était gouverné par une seule particule d'information. Chaque hybride héritait de deux particules de ce type, l'une issue du gamète mâle, l'autre du gamète femelle. Et ces particules étaient transmises, intactes, d'une génération à l'autre à travers ces cellules. Rien, à aucun moment, ne se mélangeait. Aucune information ne se perdait. Il appela ces particules des « pangènes »1010. Ce nom témoignait de sa dette à l'égard de Darwin, car même si de Vries avait systématiquement démoli la théorie de la pangenèse de son mentor, il lui rendait ainsi un dernier hommage.

Au cours du printemps de l'année 1900, alors que de Vries était encore plongé dans le croisement de ses plantes, un ami lui envoya une copie d'un vieil article retrouvé dans sa bibliothèque. « Je sais que tu étudies les hybrides1111, lui écrivait-il, alors peut-être que le tiré à part de cet article de 1865 dû à un certain Mendel […] peut encore t'intéresser ».

Difficile de ne pas imaginer de Vries, assis à son bureau à Amsterdam un matin gris de mars, ouvrant son courrier, et parcourant des yeux le premier paragraphe de l'article. En le lisant, il a dû ressentir une impression inévitable de déjà-vu, car le « certain Mendel » en question avait sans conteste devancé de Vries de plus de trente ans. Il découvrit dans l'article de Mendel une réponse à sa question, une confirmation parfaite de ses expériences, et une remise en cause de l'originalité de son travail. C'était comme s'il devait lui aussi revivre la vieille saga qui s'était jouée entre Darwin et Wallace. La découverte scientifique qu'il avait espéré revendiquer à son compte avait déjà été faite, à l'évidence, par quelqu'un d'autre. Dans un accès de panique, de Vries se dépêcha d'envoyer son article sur les plantes hybrides en mars 1900 pour le faire imprimer, en omettant carrément toute mention du travail antérieur de Mendel. Peut-être le monde savant avait-il oublié « un certain Mendel » et son travail sur les petits pois hybrides à Brno. « La modestie est une vertu, écrira-t-il plus tard, mais on s'en passe avec profit.1212  »

De Vries n'était pas le seul à redécouvrir l'idée de Mendel d'instructions héréditaires indivisibles et indépendantes. La même année où il publiait son étude monumentale sur les formes variantes de plantes1313, Carl Correns, un botaniste de Tübingen, fit paraître une étude sur les hybrides du petit pois et du maïs qui récapitulait précisément les résultats de Mendel. Correns, ironie de l'histoire, avait été l'élève de Nägeli à Munich. Mais Nägeli, qui considérait Mendel comme un amateur excentrique, avait négligé de mettre au courant Correns de la volumineuse correspondance sur les hybrides de petit pois qu'il avait jadis reçu d'un « certain Mendel ».

Dans ses jardins expérimentaux à Munich et à Tübingen, à plus de 600 kilomètres du monastère de Mendel, Correns avait ainsi laborieusement croisé des plantes de grande taille avec des petites et fait des croisements entre hybrides, sans savoir qu'il reproduisait méthodiquement le travail antérieur de Mendel. Lorsque Correns eut fini ses expériences et fut prêt à rédiger un article pour publier ses résultats, il retourna en bibliothèque pour les étayer par des références à des travaux antérieurs. C'est ainsi qu'il tomba sur l'article de Mendel enfoui dans la revue de Brno.

Et à Vienne, l'endroit même où Mendel avait échoué en 1856 à son examen de botanique, un autre jeune botaniste, Erich von Tschermak-Seysenegg, redécouvrit également les lois de Mendel. Von Tschermak avait fait ses études à Halle et à Gand où, en travaillant sur les hybrides du petit pois, il avait pareillement observé le déplacement des caractères héréditaires d'une génération à l'autre d'une manière indépendante et finie, comme s'il s'agissait de particules d'information. Tschermak, le plus jeune des trois scientifiques, avait eu connaissance de deux autres études comparables qui corroboraient parfaitement ses résultats, puis s'était penché sur la littérature scientifique antérieure et avait également redécouvert Mendel. Lui aussi avait ressenti ce frisson de déjà-vu en lisant l'introduction de l'article de son prédécesseur. « Je pensais moi aussi avoir quand même trouvé quelque chose de nouveau1414  » écrira-t-il plus tard, avec une pointe d'envie mêlée d'abattement.

Que son travail soit redécouvert est une preuve de prescience pour un scientifique. Que cela se reproduise trois fois est un affront pour la discipline. En effet, cette formidable coïncidence – trois articles convergeant indépendemment en à peine trois mois de l'année 1900 sur le travail de Mendel – démontrait la myopie des biologistes qui avaient ignoré son article pendant presque quarante ans. Même de Vries, qui avait omis de façon aussi flagrante de mentionner Mendel dans sa première étude, fut obligé de reconnaître sa contribution. Au cours du printemps 1900, peu après que de Vries eut publié son article, Carl Correns suggéra que de Vries s'était délibérément approprié le travail du moine, commettant ainsi une espèce de plagiat scientifique (« par une étrange coïncidence » insinuait Correns1515, de Vries avait même incorporé du « vocabulaire de Mendel » dans son article). Finalement, de Vries rentra dans le rang. Dans une analyse ultérieure de ses hybrides, il mit en exergue le travail de Mendel dans son article et reconnut qu'il l'avait simplement « développé ».

Pourtant, de Vries alla plus loin que Mendel. Il avait peut-être été devancé dans la découverte d'unités héritables, mais plus il se plongeait dans la question du lien entre hérédité et évolution, plus il était intrigué par une question qui avait dû aussi rendre perplexe Mendel : comment les formes variantes des plantes étaient-elles générées ? Quelle force faisait que les plants de petit pois étaient grands ou petits, les fleurs blanches ou violettes ?

La réponse, une fois encore, se trouvait dans le jardin. Alors que de Vries parcourait la campagne lors d'une collecte de plantes, il tomba sur un énorme massif d'onagre à sépales rouges1616, une espèce envahissante nommée d'après Lamarck (par une ironie de l'histoire, comme il allait s'en apercevoir) Oenothera lamarckiana. De Vries récolta et planta cinquante mille graines de ce massif. Au fil des ans, alors que la plante proliférait, de Vries trouva que huit cents nouvelles formes variantes étaient apparues spontanément, des plantes qui avaient des feuilles gigantesques, des tiges poilues ou des fleurs à l'aspect anormal. La nature avait spontanément produit des raretés insolites, et ce mécanisme était exactement ce que Darwin avait proposé comme étant le premier pas de l'évolution. Darwin avait appelé ces formes variantes « sports »1717, suggérant une fantaisie, un caprice fugace de la nature. De Vries choisit un mot à la résonance plus sérieuse. Il les appela « mutants »1818, du mot latin pour « changement »**.

De Vries réalisa rapidement l'importance de son observation. Ces mutants devaient être la pièce manquante dans l'énigme de Darwin. Et en effet, l'apparition de mutants spontanés, comme les Oenothera à feuilles géantes par exemple, combinée à la sélection naturelle fait immédiatement comprendre le processus permanent imaginé par Darwin. Les mutations créent des formes variantes dans la nature, des antilopes au cou allongé, des pinsons au bec raccourci, ou des plantes à feuilles énormes qui surgissent spontanément parmi le vaste ensemble des individus normaux. Ces nouvelles formes ne sont pas dues à une nécessité, contrairement à ce que Lamarck avait suggéré, mais le pur produit du hasard. Leurs traits distinctifs sont héréditaires, portés sous la forme d'instructions précises dans les cellules germinales. Au cours de la lutte pour la survie, les formes les plus adaptées, celles dont les caractères sont les plus adéquats au milieu, se trouvent sélectionnées au fur et à mesure. Leur progéniture hérite de ces mutations et la continuation de ce processus engendre finalement de nouvelles espèces : l'évolution est en marche. La sélection naturelle n'agit donc pas sur un organisme mais sur ses éléments héréditaires. Une poule, réalisa de Vries, n'était que le moyen pour un œuf de faire un meilleur œuf.

Il avait fallu deux longues décennies pour que de Vries se convertisse finalement aux idées de Mendel sur l'hérédité. Pour le biologiste anglais William Bateson1919, cette conversion ne prit qu'une heure, le temps mis par le train pour faire la liaison rapide entre Cambridge et Londres en mai 1900**. Ce soir-là, Bateson se rendait dans la capitale pour donner un cours sur l'hérédité à la Société royale d'horticulture. Alors que le train filait à travers la campagne dans la pénombre, Bateson lut l'article de de Vries et fut sur le champ transformé par la notion d'éléments finis héréditaires proposée par Mendel.

Ce fut un trajet déterminant pour la carrière du scientifique, car lorsqu'il arriva au siège de la société à Vincent Square, son idée était faite. « Nous sommes en présence d'un nouveau principe de la plus haute importance2020, indiqua-t-il au cours de sa présentation. On ne peut pas encore prédire toutes les conclusions qui vont pouvoir en être tirées. » En août de la même année, Bateson écrivit à son ami Francis Galton : « Je vous écris pour vous demander de voir l'article de Mendl [sic] [qui] me semble l'enquête la plus remarquable jamais menée sur l'hérédité et il est extraordinaire qu'elle se soit trouvée oubliée2121. »

Bateson eut personnellement à cœur de tout faire pour que Mendel ne soit plus jamais oublié. Il apporta d'abord au travail du moine une confirmation indépendante à Cambridge2222. Bateson rencontra ensuite de Vries à Londres et fut impressionné par sa rigueur expérimentale et son dynamisme scientifique (mais pas par ses habitudes continentales. Bateson se plaignit que de Vries refusât de prendre un bain avant le dîner : « ses vêtements sentent mauvais. Je crois bien qu'il ne change de chemise qu'une fois par semaine2323  »). Convaincu à la fois par les résultats de Mendel et ses propres expériences, Bateson chercha dès lors à convertir son entourage. Surnommé « le bouledogue de Mendel2424  », un animal auquel il ressemblait tant par l'aspect que par le caractère, Bateson voyagea en Allemagne, en France, en Italie et aux États-Unis, donnant à chaque fois des conférences où la découverte de Mendel était soulignée. Bateson savait qu'il était le témoin, ou plutôt l'accoucheur, d'une profonde révolution en biologie. Le déchiffrement des lois de l'hérédité, écrivait-il, allait transformer « la vision de l'homme sur le monde et son pouvoir sur la nature2525  » plus « que toute autre avancée prévisible dans la connaissance de la nature ».

À Cambridge, un groupe de jeunes étudiants se forma autour de Bateson pour étudier cette nouvelle science de l'hérédité. Bateson savait qu'il lui fallait trouver un nom pour cette discipline naissante. La « pangénétique » lui semblait un terme évident, une extension de l'utilisation du mot « pangène » utilisé par de Vries pour désigner les unités héréditaires. Mais ce terme portait la marque de la théorie erronée des instructions héréditaires due à Darwin. « Aucun mot simple courant ne traduit vraiment cette signification alors qu'il serait bien nécessaire2626  » écrit Bateson.

En 1905, cherchant encore un mot adéquat, Bateson forgea un terme à lui2727. Ce serait la « génétique », c'est-à-dire l'étude de l'hérédité et de ses variations, mot issu du grec genno pour « donner naissance ».

Bateson était bien conscient de l'impact politique et social que pouvait avoir sa nouvelle discipline. « Que va-t-il se passer quand […] on aura finalement compris de quoi il s'agit et que les faits dus à l'hérédité seront […] sus par tous ?2828, écrivait-il avec un étonnant pressentiment en 1905. Une chose est sûre, l'humanité va commencer à interférer. Peut-être pas en Angleterre, mais dans un pays plus à même de couper avec le passé et désireux d'avoir une “efficacité nationale“ […] L'ignorance des conséquences éloignées d'une interférence n'a jamais conduit à différer longtemps de telles expériences ».

Mieux que tout autre scientifique avant lui, Bateson comprit que la nature discontinue de l'information génétique allait avoir de profondes implications pour l'avenir de la génétique humaine. Si les gènes étaient bien des particules d'information indépendantes, il devait alors être possible de les sélectionner, de les purifier et de les manipuler indépendamment. Des gènes pour des qualités « désirables » pouvaient être sélectionnés ou augmentés, alors que des gènes indésirables pouvaient être éliminés de l'ensemble génétique. Le scientifique devenait alors capable, en principe, de modifier « la composition des gens » et des pays, et de laisser une marque permanente sur l'identité humaine.

« Quand un pouvoir est découvert, l'homme se tourne toujours vers lui, écrivait Bateson un peu amer. La science de l'hérédité va bientôt donner un pouvoir à une échelle incroyable, et dans un pays, peut-être dans un avenir pas si lointain, ce pouvoir sera appliqué pour déterminer la composition d'une nation. Savoir si la mise en place d'un tel contrôle sera finalement une bonne chose ou pas pour cette nation ou pour l'humanité entière, est encore une autre question. » Il avait anticipé le siècle du gène.