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Accueil du site > 02 - Livre Deux : SCIENCES > Biologie : Rétroaction de la vie et de la mort > Quelques questions clefs pour le vivant

Quelques questions clefs pour le vivant

jeudi 26 juin 2008, par Robert Paris

Aux diverses questions posées au vivant, mon exposé rencontrera à chaque fois deux grands types de réponses opposées :

* l’une qui dit que la structure du vivant est préexistante, enregistrée à l’avance et que le hasard ne fait que la désordonner.

* et l’autre qui dit que les interactions biochimiques produisent toutes les liaisons possibles et que c’est par la destruction que la structure s’établit. C’est ce qu’Ameisen appelle la mort créatrice.

Dans l’une des conceptions, l’ordre est établi par avance et seulement gêné par le désordre des interactions, par le hasard. Dans l’autre le désordre est la base même de l’apparition, de l’émergence d’un ordre. Les interactions sont le mode de production même de la structure qui se constitue petit à petit, par tâtonnement, et n’est pas conçue par avance.

En ce qui concerne le fonctionnement génétique, la conception de l’être préprogrammé peut sembler s’opposer à celle de l’être conçu par bricolage. En fait, Ameisen en arrive à un mixage des deux. Il s’agit d’un programme de fabrication qui se construit en même temps qu’il est lu : c’est le lecteur qui bâtit l’histoire en lisant la bibliothèque des gènes. Au cours de la vie de l’être vivant, le lecteur met successivement de côté des histoires possibles contenues dans l’ADN et qui sont parfois définitivement écartées au fur et à mesure des destinées cellulaires. Au début les cellules sont dites totipotentes c’est-à-dire qu’elles ont toutes les possibilités d’évolution puis, en franchissant plusieurs seuils d’évolution irréversibles, la cellule ferme des bibliothèques d’information et se spécialise. Ses successeurs seront eux aussi spécialisés. Le même ADN est donc porteur de multiples possibilités qui ne dépendent pas de lui mais de son environnement.

Dans l’une des conceptions la nature est bien faite. Elle fabrique ce qui est nécessaire. Elle sait d’avance comment l’être doit fonctionner, comment il doit être produit, quelles cellules ou quelles molécules sont nécessaires et lesquelles ne le sont pas, quels organes sont nécessaires et comment ils doivent fonctionner. Dans l’autre conception, la nature fabrique tout ce qui est possible en fonction des lois de la biochimie. Ce sont les contraintes liées à ces mêmes lois en détruisant l’essentiel de ce qui a été produit, qui construisent les structures, sur un mode sensible aux conditions initiales donc capable de produire de la nouveauté, de la complexité.

La conception d’un vivant, structure émergente des interactions de molécules inertes suivant un mode non-linéaire que nous exposons ici fait appel à une notion fondamentale : l’auto-organisation ou émergence de structure produite par des chaînes de rétroactions biochimiques. Rétroaction suppose qu’il y a des réactions activatrices ou inhibitrices qui se succèdent en boucle. Auto-organisation suppose que la structuration se fait sur le champ par les réactions biochimiques contrairement à l’idée selon laquelle la structure serait prédéfinie. Cela signifie que la nature bricole et que c’est en tâtonnant qu’elle trouve la bonne structure qui sera conservée après élimination d’un grand nombre d’essais.

La notion de propriété émergente d’une série de réactions biochimiques signifie que l’ensemble a des propriétés qui ne sont pas incluses dans chacun des éléments. Un groupe de cellules a d’autres propriétés que la somme de chacune des cellules, des propriétés collectives, sociales en somme. Une chaîne de réactions biochimiques interactives produit un système qui a des propriétés collectives que chacun des éléments ne possédait pas.

Les mécanismes de rétroaction construisent des situations durables mais qui sont instables. Ainsi la rétroaction de la vie et de la mort permet au vivant d’être un phénomène qui se maintient en vie mais est toujours à la limite de la mort.

Les cinq questions que je vais sélectionner sont les suivantes :

1-d’où vient la diversité ?

2- d’où vient l’individualité et la reconnaissance de soi ?

3- d’où vient l’organisation du vivant ?

4- d’où vient la structure du corps, par exemple celle du cerveau

5- d’où vient la vie et d’où vient la mort ?

1- La variété des cellules

Tout d’abord d’où vient la diversité des cellules puisque toutes ont pour origine la même cellule mère, l’œuf fécondé avec son ADN unique. Comment se fait-il que le processus de reproduction à l’identique de l’ADN et de la cellule produise des cellules spécialisées très diverses, au fonctionnement et au rôle ayant des différences considérables ? Comment expliquer qu’on les trouve exactement dans les zones et les tissus où ces cellules sont nécessaires et pas au hasard ? Qu’est-ce qui dit à la cellule quel type de spécialisation elle doit acquérir ?

2- La reconnaissance de soi

D’où vient que l’individu est capable de reconnaître des molécules à détruire c’est-à-dire la capacité à distinguer le soi et le non-soi. On connaît ainsi le phénomène de rejet des greffes par lequel le système immunitaire rejette le non-soi. Comment sont produits dès la naissance des lymphocytes capables de réagir aux agressions et de les détruire sans se tromper et sans détruire des structures internes indispensables. Comment, très tôt dans le développement de l’individu, ces molécules sont capables de reconnaître tout le capital de molécules du corps qui seront celles de l’adulte ?

3- L’organisation du vivant

Un individu vivant est une colonie de cellules mais ce regroupement ne se fait pas sans attribuer un rôle aux unes et aux autres, des relations et une organisation. Comment chaque cellule sait-elle quel est son rôle ? Autrefois on pensait que c’était une question individuelle concernant chaque cellule. On s’aperçoit maintenant que l’on peut transplanter certaines cellules dans une nouvelle zone. Elles changent alors de nature pour adopter celle des cellules vivantes de cette zone. Comment se fonde cette nature particulière d’une zone, cette propriété collective qui émerge d’un groupe de cellules échangeant des messages ?

4- d’où vient la structure du corps ?

L’exemple le plus étonnant de structure du vivant est certainement le cerveau. Quel processus a pu façonner un tel réseau compliqué de liaisons entre cellules nerveuses, les neurones ? Naissons nous avec un plan de fabrication de tout cet écheveau compliqué ou comment fait notre corps pour le former ? Et cette question peut également se rapporter à chacune des autres parties de notre corps.

5- la vie et la mort

En fait c’est par cette question que je vais débuter : comment fonctionne la biologie de la vie et de la mort. On aurait tendance à penser que la vie et la mort s’excluent mutuellement. Ou une cellule est vivante ou elle est morte. Entre les deux il y a certainement une action extérieure qui vient et détruit la cellule. Ameisen a montré qu’il n’en est rien et que la cellule vivante est une continuelle lutte entre la vie et la mort. Pour le comprendre posons nous d’abord la question du fonctionnement génétique qui décide de la vie ou de la mort d’une cellule.

La suite....

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