Avatar : dialogue avec la science

[Pluton9]

Dans « Avatar », le peuple des Cendres a une peau grise, idéale pour se protéger de la chaleur.

« Avatar : de feu et de cendres », troisième volet de la saga, sort au cinéma. Écologues et biologistes se penchent sur les ressorts scientifiques du film et sur les liens entre science et imagination artistique. Alors, la biodiversité luxuriante de la lune Pandora est-elle plausible ?

Pandora. Dès les premières images d’Avatar, le spectateur est saisi par la beauté de ce monde imaginaire. Les créatures y évoluent de manière naturelle, les paysages semblent respirer, et chaque interaction entre espèces paraît cohérente. Cette impression de réalisme ne tient pas qu’à l’imagination du réalisateur James Cameron : elle résulte d’un subtil mélange entre intuition artistique et connaissances biologiques. Derrière l’émerveillement se cache une question : comment l’imagination, guidée par la science, peut-elle créer un monde fictif crédible, tout en nous invitant à redécouvrir la vie sur Terre ?

Eywa ou la poésie d’un réseau vivant

Au cœur de Pandora, la divinité Eywa incarne une conscience globale reliant toutes les formes de vie à travers la flore. L’idée est spectaculaire, mais elle s’inspire en partie de notions réellement utilisées par les scientifiques. Sur la Terre, c’est notamment le cas des champignons mycorhiziens qui vivent en symbiose avec les racines des plantes, échangeant les nutriments présents dans le sol contre du carbone.

Conscience végétale de la planète Pandora, la divinité Eywa plonge ses racines dans les réseaux de champignons mycorhiziens (comme ici, à gauche), qui vivent en symbiose avec les racines des plantes. En surface, cette symbiose donne naissance à une forêt luxuriante (à droite, dans « Avatar : la voie de l’eau »).

Le « réseau des plantes » de Pandora évoque parfois l’« Internet végétal », hypothèse proposée par certains scientifiques anglo-saxons, selon laquelle les plantes communiqueraient par l’intermédiaire de champignons mycorhiziens. Comme l’explique le biologiste Pierre-Marc Delaux, à l’Institut de systématique, évolution, biodiversité, « aucune preuve solide n’existe aujourd’hui pour confirmer cette vision très romantisée ». Pourtant, cette vision poétique illustre un point clé : en science, certaines idées s’imposent dans l’imaginaire avant d’être vérifiées.

Une chose est sûre : même si cet « Internet végétal » reste spéculatif, les plantes communiquent bel et bien entre elles. Certaines libèrent des molécules dans le sol pour nuire à la croissance de leurs voisines (allélopathie), d’autres émettent des signaux chimiques pour avertir leurs voisines d’une attaque d’animaux herbivores. Eywa n’est donc pas un miroir exact de la nature, mais elle rappelle avec force que le monde végétal est actif, réactif et complexe, loin de l’image d’un simple décor vert.

Inventer des créatures plausibles

Les animaux de Pandora n’ont pas été inventés au hasard. Leur conception repose sur une discipline créative : l’évolution spéculative. Artistes et scientifiques utilisent cette approche pour imaginer des formes de vie plausibles en respectant les contraintes physiques et biologiques.

Le grand léonoptéryx, l’une des créatures mythiques de la saga, fait son retour dans le troisième opus. Entre oiseau et dragon, il figure parmi les animaux plausibles imaginés dès le premier film.

Comme le souligne le paléoartiste Marc Boulay, qui collabore régulièrement avec des scientifiques et dont les travaux ont été largement publiés dans la presse, l’art spéculatif « développe une approche fondée sur l’observation du vivant réel pour formuler des hypothèses biologiques plausibles, en respectant les logiques évolutives ».

L’idée n’est pas de rêver sans limite, mais de se demander : si certaines conditions changeaient (gravité plus faible, atmosphère différente, écosystèmes plus denses, etc.), quels animaux pourraient apparaître ? Le systémicien Guillaume Lecointre, l’un des scientifiques qui travaillent avec Marc Boulay, rappelle que « l’évolution n’offre pas une infinité d’options : certaines choses sont possibles, d’autres ne le seront jamais ».

La biologiste Virginie Courtier-Orgogozo, à l’Institut Jacques Monod, prend pour exemple les libellules de 70 cm d’envergure qui peuplaient les forêts du Carbonifère il y a 350 à 300 millions d’années, lorsque le taux d’oxygène approchait 30 %, contre 21 % aujourd’hui : « Ce qui paraît aujourd’hui incroyable a donc déjà été possible, et l’évolution spéculative explore ces zones d’imagination plausibles ».

Les merveilles fictionnelles de la biodiversité sur Pandora empruntent parfois aux espèces disparues sur la Terre, tels les insectes du genre Meganeura. D’une envergure de 70 cm et apparentés aux libellules actuelles, ceux-ci vivaient dans les forêts de fougères du Carbonifère, voilà plus de 300 millions d’années (illustration).

Pour autant, Pandora ne respecte pas toutes les règles de la biologie. La plus grande partie de sa faune possède six membres, quand les Na’vi, l’espèce humanoïde qui peuple Pandora, n’en ont que quatre. Sur la Terre, l’essentiel des animaux vertébrés (dont les humains) ont quatre membres, car ils descendent d’un ancêtre tétrapode commun, apparu il y a environ 360 millions d’années. Un tel décalage laisse supposer que les Na’vi, tétrapodes, et les autres espèces de Pandora, hexapodes, n’auraient pas le même ancêtre commun. Pour un biologiste, cette incohérence est difficile à justifier.

Cinquante nuances de peaux

Guillaume Lecointre relève un autre point important : le bleu intense de la peau des Na’vi. « Sur la Terre, cette couleur provient généralement d’effets optiques, car produire un pigment qui renvoie la couleur bleue demande beaucoup d’énergie, explique l’écologue. Une espèce entièrement pigmentée en bleu serait donc très coûteuse à entretenir biologiquement. »

À l’inverse, dans le dernier épisode de la saga, le clan des Volcans arbore une peau grise, idéale aussi bien pour se camoufler dans son environnement minéral que pour se protéger contre la chaleur et les poussières. L’influence du milieu volcanique va plus loin qu’une simple question de couleur de peau. À la différence des clans de la Forêt et de la Mer, le clan des Volcans est présenté dans la fiction comme plus rude, plus impulsif. Un trait de caractère qui contraste étonnamment avec la réalité scientifique. En Indonésie, des scientifiques du CNRS ont montré que les populations vivant sur les flancs dangereux des volcans ont développé, au fil des générations, une plus grande prudence. Une situation que Virginie Courtier-Orgogozo résume d’un mot : « un milieu instable peut influer aussi bien sur le comportement que sur la physiologie ».

Habiter les flancs d’un volcan – comme c’est le cas des Peaux grises, dans le troisième volet de la saga « Avatar » – modifie sur le long terme le comportement des populations locales. C’est ce qu’a montré une étude menée en Indonésie, un archipel volcanique (ici, le volcan Sinabung, dans le nord de Sumatra).

L’imagination comme outil scientifique

Loin d’être opposées, science et créativité sont intimement liées. Guillaume Lecointre soutient ainsi que « les biologistes utilisent l’imagination comme un véritable outil de travail ». Il prend pour exemple le cas de Proavis, un animal fictif imaginé au début du XXᵉ siècle pour comprendre l’origine du vol chez les oiseaux. Les scientifiques le dessinaient en envisageant deux scénarios. Dans le premier, un petit reptile sautait d’arbre en arbre, ses écailles s’allongeant en prémices de plumes ; dans le second, un animal terrestre courant après ses proies développait peu à peu une capacité à planer.

Ces représentations n’étaient pas de simples fantaisies, mais de véritables prototypes de réflexion. On sait aujourd’hui que la plume est apparue avant le vol, d’abord pour conserver la chaleur ou pour séduire un partenaire. L’exemple de Proavis illustre comment l’imagination peut guider la science, même quand la réponse finale surgit d’une autre voie. « Les scientifiques s’étaient représenté ce “chaînon manquant” comme conjecture, bien avant que la paléontologie n’y apporte des réponses solides », précise Guillaume Lecointre.

La force d’Avatar n’a jamais été de livrer un monde scientifiquement parfait. Comme le défend Virginie Courtier-Orgogozo, « ce qui émerveille tant, c’est cette façon qu’a le film d’éveiller notre curiosité sur les mécanismes du vivant ». Avec la sortie d’Avatar : de feu et de cendres, le troisième volet de la saga, ce voyage sur Pandora promet de rappeler au public que la frontière entre science et fiction est poreuse : l’imagination peut inspirer la rigueur scientifique, la guider, la stimuler. Les scientifiques le disent eux-mêmes : comme souvent, c’est dans le rêve que naissent les idées les plus fertiles.

Source: https://lejournal.cnrs.fr/articles/avatar-dialogue-avec-la-science