La règle de Hamilton, introduite dans les années 1960, dit que l'altruisme – qui fait que les autres à vos frais – peuvent évoluer lorsque les avantages pour les autres, multipliés par la façon dont ils sont étroitement liés à vous, l'emportent sur le coût pour vous-même. En termes simples, nous sommes plus susceptibles de faire des sacrifices pour la famille car cela aide nos gènes partagés à survivre.
Mais depuis qu'elle a été proposée, les scientifiques ont été en désaccord sur la façon dont la règle est réellement générale. Certains ont dit qu'il ne s'applique presque jamais, tandis que d'autres ont fait valoir qu'il était aussi large et fondamental que la sélection naturelle elle-même.
En retravaillant les mathématiques derrière la règle de Hamilton, la nouvelle étude montre qu'une règle qui décrit le moment où l'altruisme est ou n'est pas sélectionné ne devrait pas être une seule formule. La règle d'origine de Hamilton fait en fait partie de toute une famille de règles, chaque version de la règle s'appliquant dans différentes circonstances, selon la façon dont les traits influencent la survie et la reproduction.
« Pendant des années, le débat a été de savoir si la règle de Hamilton est universelle », explique l'auteur de l'étude, le professeur Matthijs Van Veelen. « Ce que je montre, c'est que ce n'est pas une seule règle, mais ce sont en fait de nombreuses versions différentes qui fonctionnent dans différentes situations. Cela signifie que les deux côtés du débat étaient en partie raison. »
Une nouvelle fondation mathématique
La clé de cette découverte est un outil mathématique mis à jour appelé l'équation de prix généralisée. L'équation de prix d'origine a décrit comment les traits changent d'une génération à l'autre, mais il a laissé quelques lacunes importantes. La nouvelle version reconnecte les mathématiques avec les statistiques et montre comment les données peuvent aider à choisir entre différentes façons dont les traits affectent la forme physique, dont il y en a beaucoup. Chaque manière est livrée avec une version de l'équation des prix qui lui est propre.
Cette nouvelle perspective révèle que la règle classique de Hamilton n'est que le cas le plus simple. Des versions plus complexes peuvent expliquer des choses comme plusieurs traits en interaction ou effets non linéaires. Bref, il n'est plus nécessaire de discuter de la question de savoir si la règle de Hamilton « tient » ou non. La vraie question est: quelle version de celui-ci s'applique dans chaque situation?
Cette percée pourrait remodeler la façon dont les scientifiques étudient la coopération et l'altruisme dans la nature. Au lieu de demander si la règle de Hamilton est vraie dans une espèce donnée – une question qui s'avère inutile – les chercheurs peuvent désormais se concentrer sur la détermination de quelle version de la règle correspond à leurs données.
Ce changement pourrait rendre les études de comportement social beaucoup plus claires, que les scientifiques envisagent des microbes qui travaillent ensemble, des oiseaux qui partagent de la nourriture ou des humains qui aident les étrangers.
Mettre fin au débat, ouvrant de nouvelles portes
L'étude publiée dans elife Fournit ce que Van Veelen appelle une « solution constructive » à un argument vieux de décennies. Plutôt que de prendre parti, il recadre la question d'une manière qui rend les progrès possibles. « Ce résultat ne ferme pas seulement le débat », dit-il. « Cela nous donne un cadre plus puissant à utiliser à l'avenir. La coopération est partout dans la nature, et maintenant nous avons une image plus claire des nombreuses façons dont l'évolution peut le produire. »
En résolvant l'un des plus grands différends théoriques de la biologie évolutive, ce travail ouvre la porte à des recherches plus précises et pratiques. Il met en évidence la flexibilité de l'évolution et montre que la coopération n'est pas un mystère – elle peut être expliquée, mais l'explication dépend des détails de chaque cas.
En d'autres termes: il n'y a pas de chemin unique vers la coopération dans l'évolution. Il y en a beaucoup – et maintenant nous avons enfin une carte.
