Depuis un siècle, des paléontologues ont empiriquement observé une relation entre la dilatation du cerveau et la flexion vers l’avant de la tête des vertébrés. Cette corrélation est visible chez de nombreux mammifères, mais elle intéresse tout particulièrement la lignée humaine, dans laquelle le cerveau devient progressivement très gros, tandis que la tête fléchit vers l’avant et la face recule. Une question disputée est de savoir si ces observations révèlent une sorte de tendance, ou même de déterminisme, ou bien s’il s’agit d’une succession de hasards rectifiés par la sélection naturelle.
Vincent Fleury a repris ce problème à la racine, en étudiant finement le développement embryonnaire d’un vertébré modèle, l’embryon de poulet, avec des méthodes physiques. Dans deux articles successifs publiés à un an et demi d’intervalle dans Scientific Reports, il apporte deux preuves expérimentales de l’existence d’une contrainte physique dans le tissu vivant, qui canalise le développement, et donc l’évolution, vers des animaux à grosse tête, enroulée vers l’avant, avec une face reculée.
Dans un premier travail, en 2024, il a montré qu’en stimulant électriquement le développement embryonnaire, il était possible de produire un enroulement vers l’avant, s’accompagnant d’une dilatation du cerveau, ou, a contrario, un redressement vers l’arrière s’accompagnant d’un rétrécissement du cerveau (en fonction des valeurs des tensions appliquées). Ce travail montre que l’on peut artificiellement modifier les forces développementales et produire, au moins transitoirement, un embryon de poulet qui semble aller vers l’avant, ou vers l’arrière en termes d’évolution. Ainsi, il existerait une structure dans la tête, telle qu’en modifiant simplement les forces de tension, on reproduit la tendance observée au cours de l’évolution.
En 2026 il récidive, avec une découverte remarquable. Au cours de ses recherches, Vincent Fleury a observé qu’une tête de poulet, ou de souris, décapitée, isolée in vitro dans une boîte de Petri, dans des conditions minimales de maintien (37°C, solution de PBS) se met spontanément à osciller d’avant en arrière, et que, au cours de cette oscillation, la tête isolée reproduit les mouvements anticipés par les paléontologues, à savoir une dilatation accompagnée d’un enroulement vers l’avant, ou un rétrécissement avec un déroulement vers l’arrière. Ainsi, dans le contexte le plus éloigné que l’on puisse imaginer de toute interaction avec le biotope, une tête toute seule, isolée du corps, peut spontanément produire les mouvements que l’on attribue à une évolution « au hasard ».
A l’aide d’un modèle physique de développement, notre collègue montre comment les forces de dilatation et les forces de flexion se conjuguent pour produire ce phénomène. L’explication profonde tient au fait que le vivant produit des forces de croissance qui tendent à la dilatation, mais aussi de multiples fibres qui jouent peu de rôle dans la croissance. Les fibres, telles de micro tendons, exercent des forces de traction qui causent des flexions, sans causer de variation de volume.
Ainsi, l’organisation du tissu de la tête, constitué de vésicules cérébrales se dilatant comme des hernies, entre des fibres tirant comme des haubans, limite les formes possibles observées, même lorsqu’on change au hasard les valeurs des forces impliquées. Ceci tient au fait que ce sont les mêmes forces qui contrôlent la tension dans les hernies et dans les haubans.
La différence entre les deux preuves expérimentales est que dans le premier cas une stimulation électrique difficile et méticuleuse permet de produire artificiellement, une fois seulement, un changement de tension dans un embryon donné, ce qui produit peu d’échantillons, alors que les oscillations observées dans le second travail produisent spontanément des centaines de fois le même type de contractions de façon cyclique dans le même embryon.
Ce travail contribue à démontrer que le motif initial de fibres et d’aplats dans le très jeune embryon, se déploie en vésicules cérébrales qui s’enroulent vers l’avant spontanément, en un motif contraint et donc partiellement déterminé.
Il existerait donc bien une tendance vers Homo, au moins au plan morphologique.
Ce travail a fait l’objet d’une actualité sur le site de l’INSIS/CNRS à retrouver ici https://www.insis.cnrs.fr/fr/news-list.
Vincent Fleury a été interviewé à propos de ce travail par « The European Scientist », interview à retrouver ici https://www.europeanscientist.com/fr/.
Un débat avec un philosophe des sciences (Antonio VIeira) a eu lieu récemment à la Maison des Sciences de l’Homme, à retrouver ici https://www.canal-u.tv/chaines/fmsh/ent-revues/soiree-ent-revues-sigila .
Références
Spontaneous cephalic oscillations in vertebrate embryos support the Inside Story scenario of human development and evolution. Vincent Fleury, Scientific Reports (2026) https://www.nature.com/articles/s41598-026-50217-7
Electrical stimulation of chicken embryo development supports the Inside Story scenario of human development and evolution. Vincent Fleury, Scientific Reports 14, 7250 (2024). doi:10.1038/s41598-024-56686-y
Correspondant : Vincent Fleury, vincent.fleury@u-paris.fr
Figure. Simulation numérique d’une série de hernies se dilatant entre des haubans. La forme du jeune cerveau est contrainte par l’existence de vésicules cérébrales séparées par des anneaux fibreux. Au fil de la dilatation, le cerveau embryonnaire fléchit automatiquement vers l’avant.