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Le vivant, c’est la continuité ou la discontinuité ?

lundi 29 novembre 2010, par Robert Paris

L’illusion du continu dans l’évolution des espèces

Constatant à quel point toutes les formes du vivant sur terre montrent des origines communes, on a souvent entendu parler de la "continuité du vivant". On remarque ainsi que des formes de vie qui sont très dissemblables ont des éléments biochimiques communs ou capables d’agir l’un sur l’autre. Les gènes homéotiques par exemple, fondamentaux dans la construction de structure d’un individu en développement, sont communs et mettables en commun. Cependant, nous allons essayer de montrer que parler de continuité du vivant est un contre-sens scientifique et philosophique. Et cela pour deux raisons : le changement n’est pas continu et ce que l’on appelle l’opposé de la discontinuité n’est pas la continuité mais la fixité.

Pendant un grand nombre d’années, les scientifiques ont tenu à la notion de continuité pour détruire les idées religieuses de création. Cela ne donne pas à la continuité une valeur incontestable. Bien entendu, nous ne souhaitons nullement voir réapparaitre le créationnisme religieux mais la vie est cependant émergente au sein de l’agitation des interactions.

Pas de continuité d’une espèce à l’autre et pas vraiment de continuité des êtres vivants à leurs descendants d’une nouvelle espèce : la spéciation est une rupture

Et tout d’abord, il faut en effet rappeler que la vie n’est pas un ordre de la matière mais une structure émergente c’est-à-dire un échange permanent entre ordre et désordre, sans cesse en construction au sein des désordre. C’est un point fondamental. Un changement d’espèce n’est pas dès lors le passage d’un ordre à un autre ordre.

Il faut aussi rappeler que la vie n’est pas une structure à une seule échelle hiérarchique mais à plusieurs niveaux disjoints les uns des autres, sans continuité. Il y a le niveau de l’agitation brownienne des molécules. Il y a le niveau des liens au sein des macromolécules comme protéines, ADN ou ARN. Il y a les cellules vivantes. Il y a les organes et organismes. Il y a l’individu. Il y a les groupes et espèces. Il y a les groupes d’espèces en interaction.

C’est une première discontinuité et une première non-linéarité.

Au sein des ces structures apparaissent de nouvelles discontinuités dans l’histoire du développement de ces structures.

Ainsi, une cellule au départ non différenciée (totipotente) va devenir en quelques étapes une cellule du sang, de la peau ou des muscles ou encore un neurone. Ces étapes sont autant de discontinuités. Et elles n’étaient pas inscrites d’avance dans le contenu de la cellule puisque ces transformations dépendent du milieu. On a ainsi des divergences dans l’histoire des "destinées cellulaires" qui sont des discontinuités manifestes de l’histoire de la cellule qui se spécialise.

Voici par exemple le tableau de la différenciation des cellules sanguines et on constate qu’il n’y a aucune étape intermédiaire entre celles-ci, et donc aucune continuité.

En ce qui concerne la cellule vivante, une autre discontinuité fondamentale est à l’oeuvre en permanence : le combat entre la vie et la mort ou phénomène d’apoptose avec des gènes et protéines de vie et de mort sans cesse en lutte...

N’oublions pas que c’est l’apoptose qui sculpte le corps humain par des brusques disparitions massives de cellules qui se suicident pour laisser place à des cavités dans des organes ou sculpter les doigts, comme l’expose Ameisen, ou encore pour sculpter la structure des liaisons du cerveau en supprimant tous les circuits inutiles.

La mort en masse a aussi montré son importance dans l’histoire du vivant avec les grandes extinctions et leur rôle dans l’orientation de l’évolution. Sans la disparition des dinosaures, pas de grands mammifères et pas d’homme...

Découverte dans le schiste de Burgess d’embranchements disparus

Un autre changement de perspective concernant le vivant est celui de la génétique. Au lieu de considérer que les propriétés de l’être vivant sont déterminés par le contenu moléculaire de l’ADN, nous savons aujourd’hui qu’il est question d’expression des gènes et non seulement de leur existence. En effet, tous les gènes de l’ADN sont inhibés au sein de la molécule et ne s’expriment que si leur inhibiteur est désactivé.

Un autre point souligne encore la discontinuité : celle d’évolution. A tous les niveaux de structure du vivant, de la molécule à l’écosystème, les changements sont brutaux et discontinus, qu’il s’agisse de ceux reliés à des changements brutaux du milieu ou de ceux liés à la spéciation (l’isolement par exemple est une discontinuité).

Les modifications historiques du vivant sont des ruptures sans continuité possible, qu’il s’agisse de l’apparition de la bactérie, de l’apparition de la cellule eucaryote, de l’apparition des êtres pluricellulaires, de l’apparition de la respiration à oxygène, de l’apparition de la sexualité, de l’apparition des vertèbres, du cerveau et de bien d’autres transformations fondamentales de la structure de l’individu.

Une nouvelle émergence va surgir lorsque les cellules eucaryotes vont à leur tour découvrir l’intérêt de s’associer entre elles pour former une nouvelle société de cellules, comme l’avaient fait les bactéries après 2 milliards d’années de tâtonnement pour aboutir à la cellule eucaryote.

Comme précédemment, il fallait que se forment des cellules spécialisées complémentaires pour qu’au lieu d’aller vivre sa vie chacune pour soi, ces cellules vivent en communauté et collaborent pour former une autre forme de vie dont la complexité se situe à un niveau encore supérieur. Pour réussir cet exploit, il fallait des cellules très sophistiquées, eucaryotes certes, mais aussi totipotentes, c’est-à-dire avec un si large champ de potentialités qu’elles puissent chacune se développer différemment selon l’environnement qui lui serait proposé à l’intérieur du nouvel organisme ! Il fallait aussi que se développent des facteurs de cohésion, d’organisation, de synchronisation, de communication tous indispensables pour que soit viable cette forme de vie des milliards de fois plus complexe que la précédente. Ces facteurs vont devenir prépondérants car la reproduction, la survie ne se fait plus au niveau de la cellule mais de l’organisme multicellulaire tout entier. Toutes les cellules ont le même matériel génétique, mais l’organisme se reproduit globalement grâce à ses gamètes. La sélection va jouer sur l’organisme résultant de l’association de cellules, pas sur les cellules elles-mêmes. C’est donc ces propriétés émergentes qui vont maintenant faire la différence et qui seront l’objet de la diversité sélective. Les cellules eucaryotes sont maintenant performantes, adaptables, totipotentes pour certaines. Ce qui va compter, c’est leur organisation, leur synchronisation, la performance de leur association pour s’adapter aux situations nouvelles et pour se multiplier.

L’embryologie est un nouveau domaine de découverte pour la discontinuité du vivant : celle du développement d’un individu. Dans le cas de l’homme nous en connaissons les étapes qui sont des ruptures et sont multiples. De la nidation de l’oeuf fécondé à l’adolescence de l’individu, on assiste à de multiples étapes fondamentales qui sont des discontinuités indispensables à la fabrication d’un individu. La formation du cerveau en nécessite à elle seule un très grand nombre, à commencer par la fermeture du tube neural, le lancement de fabrication des premiers neurones puis al différenciation de le moelle épinière et du cerveau, puis l’apparition du cortex, la myellinisation de la moelle épinière et du cerveau, etc, etc.

Aucune de ces étapes ne s’est déroulée "en continu". Chacune est un saut, une nouvelle organisation, avec d’ailleurs des risques de succès ou d’échec... On entre dès lors dans une nouvelle étape appelée par Piaget les discontinuités du développement psychologique de l’individu.

En termes d’évolution des espèces, Stephen Jay Gould a contesté la continuité parlant plutôt de ponctuation de l’évolution, des transformations rapides de spéciation succédant à des paliers de fixité.

A gauche la notion d’évolution continue, à droite la conception de Gould de ponctuation : sauts brutaux et rapides intercalés entre des périodes de fixité

Chaline écrit : "L’évolution des espèces est un domaine où se sont opposées durant deux siècles les notions de continu et de discontinu. Qu’en est-il réellement aujourd’hui entre continuité versus discontinuité dans l’évolution biologique ? La distribution des apparitions et disparitions d’espèces chez les rongeurs campagnols suit des lois de puissance qui suggère l’existence de modèles non-linéaires et de structures fractales dans le vivant. Le champ de l’évolution du vivant est élargi, au travers des phénomènes physiques critiques, à l’analyse des phénomènes biologiques déterministes linéaires versus non déterministes non linéaires. Ces observations sont cohérentes avec la nouvelle théorie de la relativité d’échelle de Nottale qui prévoit plusieurs domaines de résolution dans la nature, séparant des domaines de dépendance ou d’indépendance d’échelle. La dépendance d’échelle explicite qui caractérise les échelles du vivant dans le cadre de la théorie de la relativité d’échelle rend ainsi tout à fait envisageable, qu’elles puissent être décrites par des lois fondamentales nouvelles, qui manifesteraient leurs caractères fractal et irréversible. À proximité du temps critique, propre à chaque système, le système devient instable et fractal et présente des événements précurseurs selon un rythme accéléré. Après le temps critique, le système montre des répliques selon un mode décéléré. Les apparences discontinues de clades chez les quelques groupes testés suivent une loi log-périodique de rapport d’échelle d’environ 1,73. "

la suite...

Des espèces "humaines" qui ont des ruptures entre elles

3 Messages de forum

  • Pas de continuité d’une espèce à l’autre et pas vraiment de continuité des êtres vivants à leurs descendants d’une nouvelle espèce : la spéciation est une rupture

    Et tout d’abord, il faut en effet rappeler que la vie n’est pas un ordre de la matière mais une structure émergente c’est-à-dire un échange permanent entre ordre et désordre, sans cesse en construction au sein des désordre. C’est un point fondamental. Un changement d’espèce n’est pas dès lors le passage d’un ordre à un autre ordre.

    Il faut aussi rappeler que la vie n’est pas une structure à une seule échelle hiérarchique mais à plusieurs niveaux disjoints les uns des autres, sans continuité. Il y a le niveau de l’agitation brownienne des molécules. Il y a le niveau des liens au sein des macromolécules comme protéines, ADN ou ARN. Il y a les cellules vivantes. Il y a les organes et organismes. Il y a l’individu. Il y a les groupes et espèces. Il y a les groupes d’espèces en interaction.

    C’est une première discontinuité et une première non-linéarité.

    Au sein des ces structures apparaissent de nouvelles discontinuités dans l’histoire du développement de ces structures.

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  • Le vivant, c’est la continuité ou la discontinuité ? 9 mai 2015 09:19, par Robert Paris

    Il convient de constater que l’homme est un produit de l’histoire et pas seulement de l’histoire de son cerveau. En effet, tous les éléments qui caractérisent notre physiologie sont nés à des époques diverses (apparus chez divers ancêtres de l’homme). Prenons simplement quelques éléments de son squelette :

    a – la formule dentaire de base il y a 3,5 millions d’années

    b – le bassin il y a 3,5 millions d’années

    c – l’extrémité du scrotum il y a 2,5 millions d’années

    d – le genou et le pied il y a 1,8 millions d’années

    e – le coude il y a 1,5 millions d’années

    f – la position du crâne par rapport à la colonne il y a 250.000 ans

    g – le poignet et la forme sphérique du crâne il y a 100.000 ans qui est la dernière évolution importante du squelette.

    Citons plus en détails ce patchwork historique qu’est un homme issu d’une succession de révolutions qui n’ont rien d’une progression continue ni linéaire :

    15 milliards d’années, les particules qui constituent notre corps

    3,5 milliards d’années, la vie, les protéines, l’ARN et l’ADN

    2,8 milliards d’années, la vie utilisant l’oxygène

    2,2 milliards d’années, notre noyau cellulaire

    1 milliard d’années, la sexualité

    670 millions, notre fonctionnement pluricellulaire

    500 millions d’années, la vie hors de l’eau

    450 millions d’années, les débuts de notre système vertébral

    400 millions d’années, notre vie terrestre et formation de la mâchoire

    200 millions d’années, notre fonctionnement de mammifères avec notamment l’invention de la mamelle

    100 millions d’années, le placenta

    60 millions d’années, vision trichromatique des primates

    environ 10 millions d’années, ancêtre commun des primates et des hominidés

    6 millions d’années, notre apparition en Afrique en tant qu’être ressemblant à l’homme (australopithèque)

    5 millions d’années, notre bipédie

    3,8 millions d’années, notre voûte plantaire

    3,5 millions d’années, notre formule dentaire de base et notre bassin

    3 millions d’années, notre utilisation des outils

    2,5 millions d’années, notre scrotum

    2 millions d’années, notre fonctionnement chromosomique et la grande phase de céphalisation

    environ 2 millions d’années, notre pharynx notre larynx et nos zones du cerveau permettant le prélangage (lallation) puis le langage

    1,8 millions d’années, de nouvelles étapes vers notre configuration actuelle : face plus aplatie, front relevé, incisives et canines plus développées, molaires et prémolaires plus petites, bourrelet au dessus des yeux disparu, agrandissement du cerveau (homo habilis)

    plus d’un million d’années, libération du front des muscles qui retenaient le crâne

    1,8 millions d’années, nos os du pied et notre genou

    1,5 millions d’années, notre coude

    400.000 ans, notre os sphénoïde du crâne

    338.000 ans, une génétique très proche de celle de l’homme actuel

    250.000 ans, notre trou occipital dans le prolongement de la colonne vertébrale

    200.000 ans, le premier homo sapiens en Afrique

    100.000 ans, la forme sphérique du crâne et le poignet ; c’est-à-dire homo sapiens sapiens (moderne)

    10.000 ans, l’homme agriculteur Les datations précédentes sont indiquées à titre tout à fait indicatif et seulement pour montrer combien l’homme est fait de briques de toutes époques….

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  • Le vivant, c’est la continuité ou la discontinuité ? 9 mai 2015 09:20, par Robert Paris

    Jean-Claude Ameisen dans "La sculpture du vivant" :

    "L’évolution est une succession infinie d’accidents, construisant, déconstruisant, et reconstruisant sans cesse, faisant naître de la nouveauté."

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