Epistémologie de la biologie VS physique

[Ryuujin]

Je vais essayer de recadrer ... Prenons la biologie évolutive, non expérimentale! (Pour beaucoup de gens, et j'en fait partie, parler de fitness en laboratoire est absurde).
Dans cette discipline, on a quasiment aucun modèle prédictif solide pour traduire le devenir évolutif des populations. Donc bien souvent, on va sur le terrain, on échantillonne, on fait quelque statistiques, et on fait un papier, qui permettra d'affiner les modèles.
Mais je vois très peu souvent des gens qui commencent leur articles en mentionnant un modèle, et en disant "on va tester une prédiction du modèle dans la population de etc ...", bref l'inverse d'un démarche déductive, non?

Bien souvent, en biologie, les modèles sont formulés de façon non-mathématique, voire sont implicites.
Faire des mesures, faire des stats, ça implique bel et bien l'existence d'un modèle sous-jacent. Mais on fini souvent par l'oublier, et c'est malheureux.
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[ansset]

... Prenons la biologie évolutive, non expérimentale! (Pour beaucoup de gens, et j'en fait partie, parler de fitness en laboratoire est absurde).
Dans cette discipline, on a quasiment aucun modèle prédictif solide pour traduire le devenir évolutif des populations.
J'ai le sentiment que la nature vivante (une population, un écosystème, etc ...) est tellement complexe que faire une prédiction solide devient un véritable parcours du combattant, réduisant la démarche déductive.
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ne nous heurtons pas plutôt à un pb de timing.
l'évolution est trop lente pour l'observer en temps réel .
donc faire une prédiction qui serait ensuite vérifiable sur le terrain.
en revanche on peut observer un embranchement par exemple ( pas forcement nouveau ) mais qui s'avère totalement compatible avec la théorie.

[shmikkki]

Bien sûr que faire des statistiques inférentielles c'est faire un modèle, mais n'ayant bien souvent aucun pouvoir prédictif (d'ou la faiblesse de la démarche au sens Popperien).
Exemple classique, on veut aller voir dans une population d'oiseau si il y a de la sélection sur la taille des ailes. On a absolument aucun a priori, et la démarche se résume à aller faire plein de mesures d'un grand échantillon d'oiseaux de la population, et puis faire un modèle linéaire (entre la fitness et le trait, ici la taille de l'aile). On regarde les p-value associées, et puis suivant le risque qu'on s'autorise à prendre (souvent alpha = 5%) on en conclu a un effet ou pas de la taille de l'aile sur la fitness, donc s'il y a oui ou non de la sélection sur la taille de l'aile. Bref, tout ça pour dire que avant de faire l'étude, aucun modèle, aucune théorie n'a permit de faire une prédiction. Notre démarche ne s'est pas situé dans une envie de tester la prédiction de telle ou telle théorie (comme le voudrait la démarche déductive), car ... finalement ... le pouvoir prédictif de la théorie de l'évolution in natura est extrèmement faible.

[shmikkki]

ne nous heurtons pas plutôt à un pb de timing.
l'évolution est trop lente pour l'observer en temps réel .
donc faire une prédiction qui serait ensuite vérifiable sur le terrain.
en revanche on peut observer un embranchement par exemple ( pas forcement nouveau ) mais qui s'avère totalement compatible avec la théorie.

Pas tout à fait, on connait des cas de spéciation extrèmement rapide (à l'echelle de quelque dizaine d'année): Le moustique du métro, les araignées de je ne sais plus quelle île, les lézards, etc ...
Mais le problème c'est que encore une fois, ces découvertes ont été faites, et puis on est venu après dire que ça confirme la théorie de l'évolution (aucun a priori avant). D'ou mon questionnement sur la déduction / induction ...

[ansset]

car ... finalement ... le pouvoir prédictif de la théorie de l'évolution in natura est extrèmement faible.

c'est un constat tout à fait exact, malheureusement.
mais il en va de même pour beaucoup de théories.

[shmikkki]

c'est un constat tout à fait exact, malheureusement.
mais il en va de même pour beaucoup de théories.

Mais alors ... la possibilité de réfutabilité par une expérience empirique d'une théorie ne dépend que de la précision de ces prédictions, non? Donc, toujours dans une démarche Popperienne, le caractère scientifique d'une théorie ne dépend que de son pouvoir prédictif, non?

[invite7863222222222]

Petite question : êtes vous sûr qu'il y ait un sens de se demander si la biologie utilise des modèles mathématiques ou pas ?

N'est-ce pas plus pertinent de se baser sur le principe qu'autre contraire; dans la biologie, il y a les deux aspects et que les modèles mathématiques sont sensés, ne pas avoir aucun lien avec les modèles non mathématiques (et inversement) ? Les deux aspects étant des reformulations "équivalentes" l'une de l'autre.

Tout en gardant à l'esprit qu'il y a un petit vide entre les deux, mais par rapport auquel, il faut se faire une raison, et qu'il faut savoir l'accepter en tant que tel.

[ansset]

l'existence de spéciations très rapides comme tu le mentionnes et plus largement les radiations évolutives après chaque extinctions par exemple montre bien que les évolutions sont tout sauf d'une belle linéarité.; ( ce qui fait le jeu des créationnistes d'ailleurs ) mais ce n'est pas incompatible avec la théorie de l'évolution.

quand à la réfutatibilité, doit elle forcement passer par l'expérimentation ?

[shmikkki]

Petite question : êtes vous sûr qu'il y ait un sens de se demander si la biologie utilise des modèles mathématiques ou pas ?

Personnellement ce n'est pas ma question. J'utilise des modèles mathématiques tout les jours en biologie.

quand à la réfutatibilité, doit elle forcement passer par l'expérimentation ?

Ben, il faut bien confronter les modèles à la nature non? Enfin, c'est ça que j'entends quand je parle de possibilité de réfutabilité d'une théorie.

[invite7863222222222]

J'utilise des modèles mathématiques tout les jours en biologie.

Donc, il y a bien des aspects mathématiques mais aussi qualitatifs plus en relation avec l'expérience.

Avec un petit blanc entre les deux, qu'il faut accepter comme faisant partie de la biologie.

Et il n'y a pas de sens à vouloir donner une préférence aux aspects mathématiques au profit des aspects plus expérimentaux, ou inversement, car ce sont en quelque sorte des reformulations différentes d'une même chose (exemple : théorie de l'évolution).

[ansset]

Ben, il faut bien confronter les modèles à la nature non? Enfin, c'est ça que j'entends quand je parle de possibilité de réfutabilité d'une théorie.

l'observation fait partie de l'expérimentation, non?
sinon , en cosmologie par exemple tout est réfutable.

[Ryuujin]

Exemple classique, on veut aller voir dans une population d'oiseau si il y a de la sélection sur la taille des ailes. On a absolument aucun a priori, et la démarche se résume à aller faire plein de mesures d'un grand échantillon d'oiseaux de la population, et puis faire un modèle linéaire (entre la fitness et le trait, ici la taille de l'aile). On regarde les p-value associées, et puis suivant le risque qu'on s'autorise à prendre (souvent alpha = 5%) on en conclu a un effet ou pas de la taille de l'aile sur la fitness, donc s'il y a oui ou non de la sélection sur la taille de l'aile. Bref, tout ça pour dire que avant de faire l'étude, aucun modèle, aucune théorie n'a permit de faire une prédiction. Notre démarche ne s'est pas situé dans une envie de tester la prédiction de telle ou telle théorie (comme le voudrait la démarche déductive), car ... finalement ... le pouvoir prédictif de la théorie de l'évolution in natura est extrèmement faible.

Présenté comme ça, c'est pas très scientifique ton truc. On dirait plutôt de la pêche à la ligne statistique.
Au passage, la fitness est l'exemple type de variable basée sur un modèle sous-jacent.

Si tu constates que les piafs ayant des ailes plus longue ont une survie et une repro plus importante, tu ne peut pas en conclure qu'il y a sélection de la taille des ailes sans avoir recours à la théorie de l'évolution. Tu n'en es peut-être pas conscient, mais c'est un modèle dérivé de cette théorie que tu testes en l'occurence.

[shmikkki]

Si tu constates que les piafs ayant des ailes plus longue ont une survie et une repro plus importante, tu ne peut pas en conclure qu'il y a sélection de la taille des ailes sans avoir recours à la théorie de l'évolution.

Je ne comprends pas pourquoi ...

Enfin, je ne veux pas rentrer dans des discussion ciblées sur la sélection, la fitness, etc ...
Je vois juste que le caractère prédictif de la théorie de l'évolution est quasiment nul ... non? Et j'ai le profond sentiment que cela réduit le pouvoir déductif de cette théorie ... ce qui me fait penser à une différence flagrante entre la physique (dont les découvertes découlent bien souvent d'une expérience résultant de la prédiction d'une théorie) et la biologie évolutive.

[Amanuensis]

Je vois juste que le caractère prédictif de la théorie de l'évolution est quasiment nul ... non?

Cela dépend de ce qu'on met dans "théorie de l'évolution", non? J'ai eu l'impression plusieurs fois dans cette discussion que c'était plus ou moins "sélection naturelle".

Si on y inclut la structure phylogénique, l'origine commune de tout le vivant (ou de clades de tailles petites à grandes), le caractère prédictif est clair. Trop clair, peut-être, caché derrière un nominalisme rampant ?

[shmikkki]

Cela dépend de ce qu'on met dans "théorie de l'évolution", non? J'ai eu l'impression plusieurs fois dans cette discussion que c'était plus ou moins "sélection naturelle".

Si on y inclut la structure phylogénique, l'origine commune de tout le vivant (ou de clades de tailles petites à grandes), le caractère prédictif est clair. Trop clair, peut-être, caché derrière un nominalisme rampant ?

Oui c'est vrai je suis d'accord. Lorsque on pense aux analyses phylogénétiques et le domaine en général de la reconstruction du "passé", le caractère prédictif est bien là.

En fait je voulais surtout parler de l'écologie (L'écologie évolutive en fait). C'est clairement une branche de la science ou les prédictions sont extrêmement faibles. En écologie par exemple, on ne trouve quasiment aucune lois prédictives (même les théories de biogéographie de Mac Arthur et Wilson sont très peu prédictives).
Mon sentiment de différences épistémologiques entre physique et biologie est surement biaisé par mon intérêt pour l'écologie.

Mais que répondre par exemple lorsque Karl Popper disait que la théorie de l'évolution est presque une tautologie ("les espèces sont adaptées car elles sont là, et elles sont là car elles sont adaptées")? On a par exemple la même tautologie dans le principe d'exclusion compétitive des espèces ("2 espèces ne peuvent occuper la même niche écologique. Mais la niche écologique est elle même définit par l'espèce qui l'occupe". On retombe toujours sur nos pattes en faite).

Je n'ai pas compris par contre votre dernière remarque, c'est quoi un "nominalisme rampant"?

[Amanuensis]

Mais que répondre par exemple lorsque Karl Popper disait que la théorie de l'évolution est presque une tautologie ("les espèces sont adaptées car elles sont là, et elles sont là car elles sont adaptées")?

C'est clairement limité à la sélection, ça, non? Et oui, il a raison, la sélection naturelle est une tautologie si on l'exprime ainsi (ou autres versions incluant à la fois le terme sélection et adapté, ce qui est bien trop courant). Il existe d'autres formulations.

Du point de vue prédictif, la sélection pose effectivement un problème parce que c'est essentiellement un constat a posteriori (en gros, on constate des situations où l'évolution d'une population est telle que l'explication par dérive neutre est très peu probable, et on appelle cela "sélection").

La seule prédiction (non négligeable, mais frustrante) est : on observera très couramment de telles situations.

Je n'ai pas compris par contre votre dernière remarque, c'est quoi un "nominalisme rampant"?

C'est n'importe quoi. À oublier, désolé.

L'idée que j'avais en tête est que, quand on écrit par exemple "on a découvert une nouvelle espèce de mammifères", les gens n'ont pas conscience des aspects prédictifs cachés derrière le mot "mammifère". Le nom est vu comme décrivant "l'essence de ce qu'est un mammifère", pas comme un ensemble de prédictions.

[Alhec]

Il y a quand même une certaine capacité de prédiction. Ca fait combien de décennies que les microbiologistes tentent d'expliquer au monde médical et agricole "arrêtez avec vos antibiotiques de cette façon, ça va mal finir". Ces avertissements, non seulement étaient basés sur les mécanismes généraux de l'évolution, mais aussi sur la connaissance de la façon dont les bactéries s'échangent du matériel génétique. Cela dit, je concède que c'était pas du tout quantitatif. Mais ça aurait dû être assez. Bon, personne n'a écouté, mais ça c'est autre chose

Je veux dire, des dizaine de milliers de personne en meurt. Ca me semble un argument (douloureux) en faveur du pouvoir prédictif de la théorie de l'évolution.

[Amanuensis]

Je veux dire, des dizaine de milliers de personne en meurt.

Sans antibiotiques c'eût été bien pire. Le choix n'est pas simple, quoi que vous en dites.

On devrait plutôt se réjouir que les antibiotiques existent, même s'il n'auront servi qu'un temps, même si on peut dire, après coup, "on aurait pu mieux faire".

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Ceci dit, l'exemple que vous donnez tombe pour moi dans la catégorie "on observera couramment de la sélection". Comme vous dites, ce n'est pas quantitatif, cela ne permet pas d'anticiper exactement ce qui va se passer. Rien ne prouve en fait que la résistance à un produit donné ne pourra qu'arriver, même si on peut imaginer que "cela arrivera couramment". L'éradication de la variole (un virus, certes) montre qu'une lignée ne peut pas toujours "s'adapter", c'est à dire avoir une porte de sortie qui sera trouvée par sélection par une partie de ses descendants.

[Alhec]

Je n'ai jamais dit qu'il ne fallait pas se servir d'antibiotiques???

Les gènes de résistance aux antibiotiques existaient déjà de manière courante dans certaines populations, et on le savait (pas pour tout les antibiotiques, c'est vrai). Tout comme on connait depuis longtemps la faculté qu'ont les bactéries à s'échanger de l'ADN. La problématique n'a justement rien à voir avec "on observera couramment de la sélection". Pour moi, on est bel et bien devant un exemple de capacité prédictive beaucoup plus précise, même si ça reste non quantitatif.

[Amanuensis]

Les gènes de résistance aux antibiotiques existaient déjà de manière courante dans certaines populations, et on le savait

Comment le savait-on ?

Était-ce par un moyen autre que de constater le non effet de ces antibiotiques sur certaines lignées, c'est-à-dire de constater une corrélation entre environnement et un caractère transmis par hérédité ?

Qu'un tel constat permette de prédire la sélection, c'est à dire l'évolution de la population dans le sens d'une augmentation de la proportion de ces lignées dans la population totale, OK.

Mais avait-on prédit l'existence d'une telle corrélation avant de l'avoir constatée ?

[Alhec]

Je ne suis pas sûr d'avoir compris ta question.

On a effectivement commencé par constater que des souches étaient résistantes. Je ne sais pas si dans l'absolu, quelqu'un avait publié dans les années 1930 un article disant "je pense qu'il existe des bactéries résistantes", avant d'en avoir observé. Les prédictions de ce genre ne sont pas très courante, parce que assez inutiles en effet. D'ailleurs, assez ironiquement, une partie de la communauté scientifique pensait que les bactéries multirésistantes ne pouvaient pas poser problème, parce que ça demanderait trop d'énergie à la bactérie. On a pu constaté que c'était faux et que les dites bactéries s'en tirent très bien, même en absence de sélection...

Tout ça n'était effectivement pas prédit.

[shmikkki]

Mais ce que je trouve quand même toujours étrange c'est qu'il a fallut trouver ces souches résistance pour rendre compte du phénomène sélectif ... Mais ces souches ne pouvaient être qualifiées de "résistantes" seulement après avoir théorisé la sélection naturelle ...
D'un point de vue épistémologique on retombe encore sur nos pattes ...

[Alhec]

Mais ce que je trouve quand même toujours étrange c'est qu'il a fallut trouver ces souches résistance pour rendre compte du phénomène sélectif .

Je ne comprends pas ta remarque. Comment veux-tu faire autrement?
Cela dit, ces souches pré-existaient à l'usage massif d'antibiotiques...