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L'IDENTITÉ DU VIVANT ou une autre logique du vivant

De
343 pages
Ce livre envisage d'une façon non conventionnelle les différents aspects du vivant. Ces vues fournissent les éléments de base d'une modélisation de la vie : définition de la vie, rôle de l'information, analyse de la forme et utilisation des méthodes physiques. Cette modélisation de l'être vivant en tant que tout organisé devait fournir les moyens de comprendre des questions telles que le vieillissement, l'origine des cancers ou les maladies psychosomatiques, le système immunitaire…
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Louis Marie VINCENT Gilles NIBART

L'IDENTITE DU VIVANT

OU UNE AUTRE LOGIQUE DU VIVANT

L'Harmattan 5-7, rue de l'École-Polytechnique 75005 Paris France

L'Harmattan Hongrie Hargita u. 3 1026 Budapest HONGRIE

L'Harmattan Italia Via Bava, 37 10214 Torino ITALIE

AVERTISSEMENT Que signifie ce titre: L'Identité du Vivant? Il est bien connu qu'actuellement la pensée « scientifiquement correcte» consiste à expliquer la vie par un assemblage de molécules réalisé initialement par le hasard puis trié par la sélection naturelle. Il est pourtant non moins bien connu que chaque être vivant et, bien entendu, chaque être humain est unique. Il a une identité, non seulement dans le domaine mental et psychique, mais également une identité tissulaire, une identité immunitaire, assurant la reconnaissance du soi et du non-soi. On peut montrer aisément que cette personnalité ne peut résulter d'un simple assemblage de molécules et qu'elle relève d'une autre logique que celle du hasard. L'être vivant est un tout, organisé pour vivreI. C'est une autre « logique du vivant », une logique non réductionniste, prenant le contrepied des théories darwinistes. On pourra la qualifier de « néovitaliste », bien que, sans nier l'éventualité d'une intelligence à l'origine de l'information, elle ne fasse pas appel à la métaphysique. En partant de faits connus, d'évidences, voire de banalités, nous nous proposons de montrer que le hasard seul est une explication insuffisante et que des données supplémentaires lui sont nécessaires, conférant au vivant une dimension que le rend différent de la matière brute, c'est-à-dire lui confère une identité, et qui, en relation avec le principe anthropique, lui assigne une place cohérente et harmonieuse dans l'univers. 7

Cette opinion est encore actuellement très marginale chez les biologistes. Cela constituera une nouvelle « biologie fondamentale» établie sur des bases non conventionnelles. Pour qu'elle soit acceptée par la communauté scientifique et intégrée aux programmes de recherches, il faudra atteindre une masse critique. C'est essentiellement le but de ce livre qui s'adresse aux biologistes de toutes spécialités et aux tenants des professions touchant à la vie, biochimistes, médecins, etc. qui veulent voir au-delà des limites étroites de leur spécialité. Il s'adresse aussi au grand public cultivé, scientifique ou non scientifique, soucieux des grands problèmes de la vie. Pour éviter des difficultés soulevées par l'emploi de termes techniques* ou de notions spécialisées*, voir le glossaire (chapitre XVI). Toutes les notes signalées par un chifITe en exposant sont rassemblées à la fin de l'ouvrage (chapitre XVII) ainsi que la bibliographie (chapitre XVIII). Il sera nécessaire au lecteur d'aborder ces pages en oubliant un certain nombre de notions qui lui ont été enseignées comme des principes intangibles. Il lui faudra laisser provisoirement de côté les objections ponctuelles lui venant à l'esprit pour se laisser emporter par un courant dont la logique apparaîtra en fin de parcours. Pour employer un langage évolutionniste, il suivra en faisant cela un processus analogue à celui qui a présidé à l'édification de l'œil, dont la fonctionnalité n'apparaît que lorsque l'organogenèse est achevée. Un livre est un travail collectif Pour le mener à bien les auteurs font toujours appel à diverses collaborations. Nous tenons à remercier ici bien entendu notre éditeur qui nous a témoigné sa confiance, mais avant cela M. et MmeVecchioli, Mme Eliane Delobelle, Mme Mireille Faroux, qui ont assuré la mise en forme, la relecture de ce manuscrit et la gestion de notre documentation. Une partie importante de celle-ci (plus 8

d'un millier de documents) est due aux bons soins et au dévouement de notre ami Eric Dolléans, l'un des membres du GREC de la première heure, dont le talent particulier, qui ne doit rien à Internet, a été de débusquer les publications essentielles à l'élaboration de nos idées. On peut dire que sans lui ce livre n'aurait pas vu le jour. Qu'il reçoive ici le témoignage de notre amitié et de notre profonde gratitude.

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CHAPITRE

I

INTRODUCTION Au commencement, il y avait la puissance intelligente aimante et active. Au commencement il y avait le Verbe souverainement capable de s'assujettir et de pétrir toute matière qui naîtrait. Au commencement, il n y avait pas le froid et les ténèbres, il y avait le feu. Voilà la vérité. Teilhard de Chardin Définition de la vie Nous exposons dans ce livre une façon non conventionnelle d'envisager les différents aspects du vivant, non plus à partir de ses constituants (logique réductionniste ascendante, celle de Jacob et de Changeux) mais dans une logique descendante du tout (la logique d'Aristote). Ces vues nous fourniront les éléments de base d'une modélisation de la vie, dont les points clef originaux sont: une définition de la vie, le rôle de l'information, l'analyse de la forme et l'utilisation des méthodes physiques. La modélisation de l'être vivant en tant que tout organisé devrait fournir les moyens de comprendre l'origine de faits relevant de la globalité de l'organisme tel que le vieillissement, l'origine des cancers ou les maladies psychosomatiques, système immunitaire.... Le départ de nos réflexions a été un moucheron. Attiré sans doute par la grande lumière du dehors, par le libre espace, un moucheron s'est posé sur la vitre du bureau. Il est vraiment minuscule. Deux ailes vertes, des pattes, des antennes: deux Il

millimètres en tout, pas plus. Ses antennes vibrent. Il bouge un peu. Il est facile de l'écraser. Après, il ne sera plus qu'une petite salissure brune sur la transparence du verre. Mais nul ne pourra plus le faire revivre. Le chasseur qui dans un safari s'apprête à tuer un éléphant ne pourra pas non plus le faire revivre. Le moucheron et l'éléphant ne sont pas si différents. Ils ont une chose en commun: la vie. La vie qu'on peut leur ôter, mais non leur rendre. Alors, la vie, qu'est-ce que c'est? La nature de la vie est sans doute, avec celle de ses origines et celle de sa finalité, l'une des plus anciennes et des plus fondamentales questions que se soit posées l'humanité. Nous ne nous aventurerons pas dans le domaine philosophique. Nous nous limiterons à celui, plus restreint mais déjà suffisamment vaste, de la biologie, en nous aidant il est vrai, des acquis de la physique. Il serait trop ambitieux de parler d'une « théorie de la vie », mais la synthèse des diverses réflexions objets de nos articles ou conférences depuis un certain nombre d'années, nous a conduit à une modélisation appliquant à la biologie les méthodes de la physique.

Corps

ailes

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Plutôt qu'une théorie, c'est un outil conceptuel, visant à réinterpréter les faits connus en dehors de tout carcan dogmatique, sans se soucier si nos résultats vont cautionner les réductionnistes, vitalistes, finalistes ou autres antidarwinistes. Et, suivant la formule bien connue des romanciers, nous dirons que « toute ressemblance avec une personne existante ne serait (bien sûr!) que le fait du hasard.» Notre modélisation repose essentiellement sur trois points orlgmaux. Le premier point est une définition de la vie. Elle se base sur la notion de propriétés spécifiques. On pourra sans doute trouver de meilleures définitions de la vie, mais celle-ci a du moins le mérite de préciser ce dont on parle alors que les innombrables ouvrages qui traitent des origines de la vie ou de l'évolution n'en ont jamais proposé aucune. Le second point est l'analyse du concept de forme et une distinction entre la nature des formes inertes et celle des formes vivantes. Le troisième point est l'utilisation de la notion d'information non pas selon les théories du même nom mais selon la linguistique et les sciences cognitives. Cette approche inclut, et c'est là un point essentiel, la notion de sens, de signification, qui n'est pas de nature physique dans l'acception habituelle du terme, mais qui appartient au domaine des activités mentales, au domaine de la conscience, entendue ici comme une fonctionnalité du vivant dont elle est inséparable.

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Les retombées Il est un dernier point sur lequel il nous paraît essentiel d'attirer l'attention du lecteur: c'est la fmalité des réflexions que nous exposons au long de ces pages. Certes, proposer une réponse à une question fondamentale et chercher à satisfaire une curiosité légitÏrne sur son être et son devenir est en soi un but valable. Mais il est une autre finalité qui s'est dégagée au fur et à mesure de l'avancement de notre travail et qui nous paraît non moins Ïrnportante. En mettant l'accent sur l'entité organismique, en montrant que la vie n'est comparable qu'à la vie, nous avons l'intÏrne conviction de mettre en évidence l'existence d'un moyen puissant pour comprendre la nature profonde, qui nous échappe encore, de désordres tels que le vieillissement, les maladies psycho-somatiques, les déficiences du système immunitaire et le cancer, qui tous relèvent de la globalité de l'organisme, et pour élaborer de nouvelles thérapies qui ne soient plus basées exclusivement et abusivement sur la biologie moléculaire. Ce faisant on ne fera que retrouver par une démarche rationnelle les bases de la médecine chinoise traditionnelle reposant sur un empirisme millénaire. La médecine chinoise est, on le sait, une médecine globale qui situe l'homme dans l'univers. Pour elle, si l'on ne tient pas compte de ce contexte lorsque l'on examine l'état de santé d'un individu, on ne prend pas en compte tous les paramètres. Contrairement à la médecine occidentale qui se préoccupe de soigner un organe, la médecine chinoise envisage tous les autres organes et l'organisme en entier avec son environnement. En d'autres termes, c'est l'individu qu'elle soigne et non une maladie particulière.

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On est loin, on le voit, des conceptions issues de la pharmacologie et de la biologie moléculaire, dont il n'est pas question, bien entendu de nier les avancées spectaculaires. Il n'en reste pas moins que dans le futur, d'une façon générale, mais tout particulièrement dans le cas des maladies que nous avons évoquées, les thérapies auront intérêt à faire une synthèse entre les voies actuelles, efficaces mais trop étroites et une vision plus globale des choses, à laquelle nous espérons apporter une contribution par les voies rationnelles plus familières aux esprits occidentaux.

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CHAPITRE II BASES ET METHODES DE TRAVAIL Dans ce chapitre préliminaire il a paru nécessaire, pour une bonne compréhension de ce qui va suivre, de préciser certaines bases sur le plan de la biologie et de la physique et de définir les méthodes de travail que nous avons utilisées. LES BASES BIOLOGIQUES Contrairement aux sciences telles que les mathématiques ou la physique, les travaux en biologie sont tributaires, à des degrés divers, des options philosophiques ou métaphysiques des chercheurs. Elles peuvent infléchir leurs interprétations et même leurs directions de recherches. Il y a, à cela, diverses raisons. L'une des principales est, sans aucun doute l'existence d'une fmalité de fait dont nous évoquerons, brièvement, plus loin les principaux aspects. Les différentes doctrines qui orientent, ou ont orienté la pensée des biologistes, sont principalement le mécanisme ou mécanicisme, d'orientation réductionniste et matérialiste; le vitalisme, pour qui la vie ne peut être réduite aux seules lois de la physique. Il faisait appel avec H. Driesch à l'entéléchie, principe non-physique, considéré par son auteur comme n'appartenant pas au domaine scientifique.

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Enfin, à l'inverse du réductionnisme, l'organicisme, et ses apparentés, holisme, (du Grec Holos = le tout), systémisme, émergentisme, largement appuyé sur le concept de champ morpho génétique, et pour lequel le tout est plus que la somme des parties. Le darwinisme Il est considéré classiquement comme LA théorie de l'évolution. Avec ses différentes versions actuelles, son thème central est que l'évolution des espèces est le seul fait du hasard filtré par la sélection naturelle. Même encore à l'heure actuelle, cette théorie fait figure de dogme, et ceux qui osent la critiquer, dans les publications ou dans les congrès, non seulement se font mettre au ban de la recherche institutionnelle, mais risquent de se faire insulter publiquement2. Le réductionnisme Réductionnisme ou réductionniste sont des termes qui vont être fréquemment utilisés, aussi est-il bon de fournIT dès maintenant quelques précisions. Il existe deux réductionnismes: le réductionnisme méthodologique et le réductionnisme de principe. Le premier est l'un des principes de base de la méthode scientifique. Selon la méthode de Descartes, il consiste à décomposer le problème en éléments simples. C'est une logique descendante, celle d'Aristote, allant du tout aux constituants, du constat de la vie et de ses propriétés vers les moyens permettant de les obtenir. Le réductionnisme de principe est, au contraire un mode de pensée autant qu'une position philosophique. Il consiste à admettre que le tout n'est que la somme de ses parties; le tout, ici l'être vivant, est réduit à ses constituants par lesquels 18

il peut être entièrement décrit. C'est une logique ascendante, relevant en général d'une philosophie matérialiste. C'est le seul hasard qui est responsable de l'assemblage de molécules d'où sortira la vie. Le finalisme et la finalité Cela concerne une autre attitude de pensée. La finalité est également un personnage que nous allons rencontrer tout au long de ces lignes. Von Brucker l'a comparée à une maîtresse dont un homme ne peut se passer mais avec laquelle il ne veut pas être vu en public! Les biologistes la formulent de façon courante, souvent inconsciemment, innocemment ou étourdiment, comme le signale G. Torris [4], par des expressions telles que « des organes disposés de façon à ... ou qui servent à.. )} Comme le réductionnisme, la finalité présente deux visages: la finalité de fait et la finalité de principe. La finalité de fait n'est pas une explication philosophique mais une simple constatation, compatible avec un contenu scientifique. Cette finalité là n'est, si l'on peut dire, que la raison d'être de telle chaîne métabolique ou de tel organe dans un être vivant. Elle apparaît comme l'expression d'un principe de cohérence d'un système vivant. Précisons maintenant, pour ne plus avoir à y revenir, que la finalité n'est pas le finalisme. Le finalisme (la finalité de principe) est, contrairement à la finalité de fait, une position philosophique, respectable, sans doute, mais qui n'a pas sa place dans le domaine scientifique. Le finalisme implique, en quelque sorte, une intentionnalité imposée. Elle explique par avance les faits en fonction d'un but poursuivi. C'est, du 19

point de vue scientifique, considéré comme une erreur de méthode qui stériliserait la recherche. Cela correspondrait à l'intervention, de l'extérieur, d'un facteur étranger, par exemple, une intelligence créatrice. C'est la raison pour laquelle le finalisme est considéré comme n'appartenant pas au domaine scientifique. Il est apparenté, philosophiquement au spiritualisme ou même au créationnisme. Il arrive malheureusement que les deux finalités soient assez souvent confondues par les scientifiques et rejetées en bloc inconditionnellement. C'est, suivant la formule bien connue, jeter le bébé avec l'eau du bain. Dans ces conditions on est obligé de faire appel au hasard et de lui attribuer un rôle qui bien souvent défie toute vraisemblance, même en faisant appel à la durée. Vouloir nier à tout prix cette finalité de fait est non seulement vain, mais dangereux. Cela conduit à des interprétations invraisemblables ou à des hypothèses qui conduisent à des impasses. Il faut donc accepter la finalité comme un fait que l'on constate simplement sans savoir l'expliquer. Ainsi comprise, la finalité devient tout à fait « fréquentable» et la compréhension des choses est grandement simplifiée. Elles sont plus simples et plus logiques, si l'on dit qu'un être vivant est organisé « pour» vivre (ce qui est conforme au principe de Willard Gibbs qui dit que de deux hypothèses il faut choisir la plus simple). Rechercher l'origine de cette finalité de fait sera un autre problème. On pourra la rebaptiser « téléonomie » si cela doit apaiser les esprits: une finalité apparente où « tout se passe comme si » mais obtenue fortuitement sans intentionnalité initiale, en d'autres termes, par hasard. Mais cela ne change rien à la chose. 20

Les théories de la morphogenèse La morphogenèse, comprise dans son aspect général, est un processus essentiellement biologique qui concerne l'embryogenèse, l'organogenèse et implique des mécanismes biochimiques et physiologiques complexes (voir chapitre XIII). Toutefois, considérée du point de vue particulier de la forme, la morphogenèse (au sens étymologique du terme) a sa place dans les méthodes physiques. Elle invite les physiciens à proposer des modèles géométriques. Pour cela, il est nécessaire de définir d'abord un référentiel x, y, z, adapté au milieu vivant. Il est alors possible de recourir aux outils mathématiques comme l'a montré René Thom [3]. Les formes des êtres vivants changent au cours de l'embryogenèse et changent d'une espèce à l'autre. Ces changements doivent être représentés par des transformations géométriques afin de pouvoir être quantifiés. C'est seulement ainsi qu'il sera possible d'avoir une théorie quantitative. La biologie fondamentale Que faut-il entendre par la« biologie fondamentale» dont se réclame cet ouvrage? La biologie, fille des « sciences naturelles» est, on le sait, née au début de ce siècle. Au cours du temps, elle s'est diversifiée en différentes branches, dont la plus développée actuellement est la biologie moléculaire; la biologie théorique est l'une d'elles. Elle est consacrée, comme son nom l'indique, à l'établissement de théories. Mais contrairement à ce que peut laisser penser ce terme, ces théories n'ont pas, sauf exception, pour but d'étudier la vie dans sa globalité, mais visent plutôt à établir des mécanismes locaux plus ou moins quantitatifs dans lesquels les formulations de la biologie mathématique tiennent une place importante. Certes, mettre en équation les mécanismes de 21

fonctionnement du rein ou du cœur, n'est pas sans intérêt ni sans utilité pratique. Mais cela ne touche pas le fond du problème. C'est le contraire que se propose de faire la biologie fondamentale qui ne s'est pas encore à présent individualisée comme une discipline à part entière. Elle ne constitue, pour reprendre l'expression de René Thom, que le « domaine d'élaboration purement conceptuel» de la biologie théorique, au sein de laquelle elle est traitée quelque peu en parent pauvre par les biologistes: trop générale, dit-on, voire triviale et peu formalisée sinon formalisable, en d'autres termes, trop molle. Aussi est-elle plus ou moins abandonnée en pâture aux philosophes, anthropologues, sociologues et autres. Cependant, cet abandon est lourd de conséquences. Ignorer le général au profit du particulier conduit tôt ou tard à des impasses. Ainsi, il est absurde de consacrer des livres entiers à rechercher l'origine de la vie sans avoir cherché au préalable à comprendre ou à définir ce qu'elle est. Ou mieux encore, sans avoir défini ce qu'est la vie, vouloir l'expliquer à partir des molécules qui, précisément, ne sont pas considérées comme des éléments vivants. C'est comme si l'on essayait de comprendre ce qu'est une automobile en énumérant toutes les sortes de boulons qu'on y trouve. La biologie fondamentale sera, lorsqu'elle aura atteint sa maturité, consacrée davantage aux grandes synthèses qu'à l'expression des mécanismes locaux et sera effectivement orientée, plus vers le pourquoi que vers le comment, plus vers le qualitatif que le quantitatif Ce dernier ne sera pas cependant négligé, car nous montrerons que certains processus tout à fait généraux peuvent être traités par les formalismes de la mécanique quantique et de la relativité généralisée.

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Nous ouvrirons ainsi une nouvelle discipline: la biologie quantique relativiste. Elle apparaîtra comme un pont indispensable entre les constructions purement philosophiques et les données issues du domaine expérimental. LES BASES PHYSIQUES Dans les bases physiques, nous évoquerons en premier la question de méthodologie, puis les concepts de hasard, de finalité, de champ et le rôle du facteur d'échelle. Méthodologie La méthodologie scientifique s'est progressivement élaborée au cours de l'histoire. S'inspirant des démonstrations de géométrie, R. Descartes a énoncé des règles de résolution de problèmes complexes dans son « Discours de la méthode.» S'appuyant sur la logique d'Aristote, il a défini les règles des démarches de la raison. Plus tard E. Kant fit « la critique de la raison pure.» B. Pascal et G. Galilée ont introduit la méthode expérimentale et ont montré que l'expérimentation devait être utilisée pour tester une théorie ou vérifier une idée. Plus tard G. Bachelard montra que le fait expérimental est construit en laboratoire selon des idées et que par conséquent les idées et les faits ne sont pas complètement dissociables. S. Laplace posa le principe du déterminisme universel selon lequel tout dans l'univers est entièrement déterminé. De cette théorie découle le principe de causalité sans lequel il n'y aurait pas de sciences physiques. Ultérieurement, le déterminisme mécaniste fut brisé: par les auteurs qui introduisirent en science l'idée de hasard; par les processus chaotiques résultant de propriétés d'instabilité et 23

par les propriétés quantiques des niveaux subatomiques. G. Bachelard a dénoncé divers obstacles épistémologiques. Ce sont des résistances au développement de la connaissance. Selon lui, c'est dans l'esprit du chercheur que se trouvent les barrières. Citons notamment la généralisation hâtive, l'attitude pragmatique et l'obstacle verbal. L'obstacle verbal consiste à mettre un mot en guise d'explication théorique; exemple, l'abus du mot «hasard» sans donner un moyen de calculer les probabilités d'un événement. Dans le même esprit, J-M Nicolle [1] dénonce l'abus de la métaphore informatique: « la métaphore informatique fait actuellement des ravages, notamment en biologie; on parle de programme génétique, d'interfaces sensorielles, d'ordinateur cérébral, etc. sans s'interroger sur l'énorme présupposé d'une telle métaphore: tout programme suppose un programmeur, alors, qui serait le programmeur de notre corps? » Le hasard Le hasard n'explique rien et surtout il ne permet pas de calculer de probabilités. L'idée de hasard ne peut donc être retenue pour construire un modèle quantitatif C'est la « déification de l'inintelligence» dit R. Chandebois. L'absence de hasard en mécanique quantique La mécanique quantique n'a jamais postulé d'hypothèse du hasard. Le principe d'incertitude d'Heisenberg n'introduit pas le hasard et d'ailleurs ce n'est plus un postulat mais un théorème, car on le démontre à partir des propriétés des opérateurs non commutatifs. En mécanique quantique, la fonction d'onde n'a pas été définie pour introduire des probabilités, mais elle définit l'onde associée à un système de 24

probabilités, mais elle définit l'onde associée à un système de particules. La dualité onde/corpuscule a été définie en interprétant l'amplitude de l'onde comme une probabilité de la particule. Ainsi la fonction d'onde du photon est équivalente à l'équation de propagation de l'onde électromagnétique: c'est une équation de propagation de la lumière. Bref: l'onde possède des propriétés connues propagation, interférences La fonction d'onde d'un système quantique se calcule de façon très précise qui ne laisse aucune place au hasard. Le mythe du hasard Les expériences de Urey et Miller ont montré que les atomes ont les propriétés requises pour permettre la synthèse de molécules de sucre, d'alcool et d'acides aminés. L'espace interstellaire est vide et froid. Aucune réaction chimique ne nous semblait possible, cependant on a découvert que les rayons cosmiques favorisent des synthèses de molécules à la surface des poussières stellaires. On a détecté dans l'espace: acide cyanhydrique, alcool éthylique, formaldéhyde, eau, micrométéorites, contenant des acides aminés: proline, phénylalanine, cystéine. On ne sait toujours pas comment s'est formée la première cellule vivante. Dans le chapitre « la vie n'est pas improbable» de son livre « Poussières d'étoiles », Hubert Reeves [2] écrit« nous ne pourrons pas calculer la probabilité d'apparition de la vie sur terre tant que nous ne connaîtrons pas tous les processus, tous les mécanismes impliqués dans cette longue évolution. Nous en sommes encore loin.» 25

Les théories de champ

L'hypothèse d'un champ biologique dérive directement du concept physique de champ. En physique, un champ défInit une propriété associée à une région de l'espace. En mathématiques, un champ est représenté par une fonction f (P) d'un point variable dans l'espace. Ce peut être une fonction continue (champ continu) ou un opérateur (champ quantique) de type scalaire*, vectoriel* ou tensoriel*. Les lois physiques sont indépendantes des observateurs. Par conséquent, un champ doit être invariant dans un changement de référentiel. La physique découvre toujours de nouveaux champs: champ d'interaction d'une nouvelle particule par exemple. Elle cherche toujours à intégrer les 4 types de forces (électromagnétisme, gravitation, interaction faible, interaction forte) dans une seule théorie unifiée: le champ unitaire. L'hypothèse d'un champ biologique pourrait permettre de proposer une conception synthétique du milieu vivant, dans lequel se produisent des phénomènes complexes faisant intervenir des propriétés de natures très diverses telles que champs électriques, électrocapillarité, électrophorèse, potentiel chimique, informations génétiques Sans qu'il soit nécessaire d'introduire des forces de natures différentes, le champ biologique doit être envisagé comme un concept d'unification qui est si cher aux physiciens. Le facteur d'échelle Le facteur d'échelle joue un rôle très important en physique. Il correspond en biologie à différents niveaux d'organisation. A l'échelle subatomique, les champs sont discontinus et il faut faire intervenir toutes les interactions des particules. Au contraire, à l'échelle macroscopique les champs sont envisagés comme étant continus. A l'échelle cosmique, des 26

équations de cosmologie peuvent négliger les hétérogénéités dues aux galaxies. De quelle nature est ce quelque chose ? Toute la question est là et nous ne prétendons pas l'avoir résolue. NOS BASES En conclusion, nous pouvons résumer comme suit les démarches adoptées dans cet ouvrage. Pour la biologie Dans le présent travail, nous sommes partis de faits connus voire banaux. Puis, en faisant abstraction des idées reçues, nous en avons proposé des interprétations. Pour ce faire, nous avons évité de faire appel à des théories ou à des considérations de type philosophique. Nous avons utilisé les bases de la physique, et, lorsque c'était possible, les méthodes rigoureuses de calcul qui s'y rattachent. Nous nous sommes appuyés parfois même simplement sur le bon sens. Nous avons tiré nos conclusions et élaboré un modèle de vivant sans nous préoccuper de savoir s'il se rattache à une attitude dogmatique ou à une autre. Cette indépendance nous a conduit à un nouveau questionnement: « qu'est-ce que la vie? » Qu'est-ce qui différencie un être vivant d'un objet, d'une chose? Nous verrons que, en considérant le vivant comme un état de la matière, nous avons intégré « la matière à l'état vivant» dans le champ d'étude de la physique. Nous verrons enfin que, de proche en proche, l'analyse nous conduira finalement à conclure que l'être vivant n'est pas un simple assemblage de molécules, mais qu'il y a « quelque

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chose en plus» qui confère à cet assemblage la qualité de « vivant », c'est la« nouvelle logique du vivant.» Pour la physique Si nous appliquons à la biologie les méthodes de la physique, le facteur d'échelle jouera un rôle analogue, mais la granularité est différente. A l'échelle de la cellule, il faut tenir compte des propriétés des cellules et de tous les mécanismes biochimiques complexes. A l'échelle macroscopique, il est possible d'envisager une modélisation avec des champs continus, c'est une nouvelle démarche. La topologie n'est pas la même à l'échelle cellulaire et à l'échelle organique.

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CHAPITRE

III

QU'EST -CE QUE LA VIE? INTRODUCTION Dans ce chapitre, avant d'exposer nos propres idées, nous ferons un rapide survol de la notion de vie, de la façon dont elle était comprise chez les anciens, et les théories actuelles que nous avons évoquées dans le chapitre précédent. La notion de vie, bien que probablement aussi vieille que l'humanité elle-même, n'est pas encore à l'heure actuelle clairement définie. Peut-être parce qu'elle ne peut s'appuyer, comme la physique, sur une théorie suffisamment générale? C'est en tous cas l'opinion de René Thom [17] qui remarque qu'il n'existe pas de théorie de l'organisme. La responsabilité en revient semble-t-il au dogme réductionniste qui, comme on le sait, constitue actuellement l'approche orthodoxe de la biologie et « réduit» l'être vivant à ses constituants. Cette approche, développée initialement en réaction contre des doctrines vitalistes alors dominantes, a remporté, certes, les succès considérables que nous connaissons, dus essentiellement aux développements de la génétique et de la biologie moléculaire. Mais, aujourd'hui, elle rencontre pourtant ses limites. Les plus connues, qui font mouvement dans l'opinion publique, concernent à l'heure actuelle les organismes génétiquement modifiés et le clonage qui soulèvent de nombreuses et graves questions. Les échecs et les impasses auxquels conduisent cette approche de la vie, 29

sont attribués à une connaissance insuffisante des parties, d'où une recherche de plus en plus poussée (et de plus en plus coûteuse) orientée vers des constituants de plus en plus ultimes, ce qui éloigne d'autant d'une compréhension de la globalité du phénomène « vie.» Nous aurions ici tendance à penser, au contraire, que l'absence d'une théorie scientifique solide de la vie est due, principalement, à la pléthore de doctrines philosophiques et métaphysiques que les penseurs de tous bords ont élaborées sur un concept abstrait. Ils ont ainsi biaisé, dès le départ, l'interprétation des observations effectuées sur les réalités bien concrètes que sont les êtres vivants. Nous n'en ferons, pour mémoire, qu'un bref rappel dans les lignes suivantes, mais il existe d'excellents ouvrages tels que celui d'André Pichot [14], que l'on pourra consulter pour une étude approfondie. Quoi qu'il en soit, il est paradoxal, et d'un certain point de vue assez humoristique, de constater que des milliers de livres et de publications ont été consacrés à l'origine de la vie, à la façon dont elle a évolué depuis son apparition, à son éventuelle existence sur d'autres planètes, et même sur sa résurgence sous forme de résurrection ou de réincarnation. La définition par les propriétés que nous allons proposer, n'est ni la seule ni sans doute la meilleure. Mais elle constituera le fil conducteur qui guidera nos réflexions jusqu'à l'élaboration d'un modèle. LA VIE CHEZ LES ANCIENS Les anciens, qui ne disposaient pas de moyens d'observer l'infiniment petit, examinaient de ce fait les choses à l'échelle macroscopique et les interprétaient de façon plus globale. Pour les présocratiques, la vie découlait de la possession 30

d'une âme, ce terme étant entendu dans le sens général d'entité qui anime. Ce fut Platon qui développa le concept dualiste d'un corps et d'une âme nettement différenciés. Le corps était composé de terre et d'eau; l'âme, plus ou moins prisonnière du corps, était multiple. L'une, immortelle, était l'âme pensante, localisée dans la tête. Une autre âme, mortelle celle-là était située dans le ventre et présidait aux fonctions végétatives. Une âme intermédiaire, située dans la poitrine ou dans le cœur commandait à l'ensemble du corps, en fonction des instructions de l'âme pensante. Mais c'est Aristote, dont environ un tiers des écrits qui nous sont parvenus est consacré au monde vivant et qui est considéré comme le fondateur de la biologie, sinon du terme mais de la science de la vie, qui se différencie de la médecine. On reste confondu par la modernité de ses conceptions, basées sur l'observation et le bon sens. Jugeons en plutôt. Pour Aristote, êtres vivants et objets inanimés sont constitués de la même matière, la qualité de vivant n'est pas à rechercher dans la matière, mais dans la forme, entendue dans son sens le plus général. Nous dirions aujourd'hui dans sa structure ou son organisation. La forme, cause formelle et cause finale, constitue l'âme, dans le sens général. Aujourd'hui, le mot âme a pris une signification purement religieuse, et de ce fait, a été bannie du domaine scientifique, comme tout ce qui relève de la métaphysique. Pourtant, à son propos, Erwin Schrodinger [16] disait « il faut limiter son rôle dans la science mais la préserver en même temps, en tant que soutien indispensable de notre connaissance.» Mais ceci est une autre histoire. « La vie est un fait élémentaire qui détermine la limite de l'intellection accessible par un processus expérimental. Fait élémentaire qui limite lui-même la précision de nos expériences» Niels Bohr.

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LES DOCTRINES Ces différentes visions se sont cristallisées à l'heure actuelle sous la forme de quatre doctrines principales: le mécanicisme, le darwinisme, le vitalisme et l'organicisme. La conception de l'évolution, telle qu'elle est développée dans le darwinisme, se rattache en fait au mécanicisme de sorte que, pour expliquer la vie, on reste en présence seulement de deux attitudes idéologiques:

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La première, actuellement dominante dans la recherche institutionnelle, est le réductionnisme matérialiste, pour lequel le tout, l'organisme, n'est que la somme des parties qui le composent c'est le mécanicisme (ou mécanisme). Les théories qui en découlent ont aussi été appelées théories sommatives.

- La seconde consiste à considérer que le tout est plus que la somme de ses parties. Cette seconde option, dans laquelle se range le vitalisme qui admet l'existence d'un « principe vital» et l'organicisme, comporte beaucoup de nuances d'interprétations depuis un matérialisme non réductionniste, jusqu'au spiritualisme pur (à ne pas confondre avec le créationnisme), avec de nombreuses variantes systémistes, émergentistes, holistes ou néovitalistes. Le mécanicisme (ou mécanisme) L'école mécaniste se réfère plus ou moins implicitement au rationalisme matérialiste. C'est la science cartésienne qui inspirera la pensée rationaliste dont le but est de se débarrasser des entités ou des choses mystérieuses et de les rendre analysables. C'est, suivant la formule de Jean Perrin 32

« chercher à expliquer le visible compliqué par l'invisible simple.» Le mécanicisme s'est appliqué au corps humain: Harvey découvrait la circulation sanguine et assimilait le cœur à une pompe. Lavoisier comparait l'animal à une machine à vapeur. La théorie atomiste trouvait son équivalent avec la théorie cellulaire. Ce que Maupertuis appelle les « particules vivantes» déterminent les propriétés des organismes. Il initie la pensée réductionniste. Le mécanisme réductionniste prétend que la connaissance intime des propriétés de la matière doit permettre d'expliquer tous les phénomènes de l'univers, y compris celui de la vie. Pour les mécanistes, si certaines choses paraissent inexplicables, c'est que nos connaissances sont encore insuffisantes. C'est là un réductionnisme méthodologique, voisin de la méthode cartésienne. Mais peu à peu il s'est produit une dérive qui a conduit à un réductionnisme plus fondamental, qui voudrait rendre compte de l'univers dans sa totalité, dont le comportement du vivant, à partir de constituants matériels élémentaires. Ce n'est plus une méthode de travail, mais une idéologie. Claude Bernard, que l'on considère à tort comme un positiviste alors que sa pensée est beaucoup plus nuancée, écrit à ce propos: «les vitalistes se sont toujours retranchés derrière l'impossibilité d'expliquer mécaniquement ou physiquement les phénomènes de la vie.» Leurs adversaires ont toujours répondu en réduisant un grand nombre de ces manifestations vitales à des explications physico-chimiques bien démontrées. A cela, d'éminents scientifiques tels que le chimiste Liebig [13] ou le physiologiste Driesch, rétorquaient que les phénomènes vitaux se déroulent de façon « téléologique» c'est-à-dire qu'ils sont orientés vers une finalité. Il n'est pas possible de retracer ici les nombreuses et 33

souvent violentes controverses qui opposèrent, au siècle dernier, les partisans et les adversaires du vitalisme. Il faut avouer que ceux-ci ont toujours gagné du terrain et la notion vitaliste d'entéléchie fut abandonnée. Aillsi, les expériences de Benedikt [2] montrèrent qu'il n'existait pas d'énergie vitale au sens de la physique. L'expérience, bien connue, consistait à faire pédaler un homme dans une enceinte isolée. Les efforts mécaniques étaient mesurés au moyen d'un dynamomètre, pendant que la chaleur dégagée par le corps en action était déterminée par calorimétrie. Le bilan respiratoire était établi par analyse chimique, et ainsi de suite. On pouvait démontrer de la sorte que le bilan énergétique entre ce qui entrait et ce qui sortait, était équilibré. De la même manière, les progrès de la chimie dite organique, c'est-à-dire de la chimie du carbone, permettaient d'établir les formules d'un nombre de plus en plus grand de composés comme l'urée, considérés comme « vitaux» et d'en effectuer la synthèse en laboratoire. Il est donc bien établi qu'il n'existe pas de « matière vivante» à proprement parler, puisque l'on retrouve intégralement dans celle-ci les mêmes composants que dans la matière dite inerte. En 1925, le chimiste Frédéric Hopkins écrivait (en anglais) [11] «il n'existe pas de matière vivante, au sens spécifique du terme. Les propriétés spéciales de tels systèmes, du point de vue du chimiste, reposent sur le fait que ces réactions sont organisées et non que les molécules soient d'une espèce fondamentalement différente de celles que le chimiste rencontre par ailleurs.» Un tel constat était supposé clore définitivement le débat en faveur des mécanistes réductionnistes. Mais ceux-ci devaient bien expliquer cette

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tinalisation des organismes vivants, tinalisation qui est un fait d'évidence. Le hasard, d'abord invoqué, ne parvenait pas seul, à l'expliquer. C'est pourquoi il a fallu faire appel à un nouveau facteur, la nécessité ou plus précisément la sélection naturelle introduite par Darwin. Le hasard et la nécessité sont alors censés nous dispenser de faire appel à une intelligence créatrice. Le darwinisme Ce n'est pas une théorie de la vie à proprement parler, mais une théorie de l'évolution. Pour expliquer l'énorme diversité des espèces, vivantes ou disparues, elle repose sur la notion de modifications individuelles spontanées, plus ou moins importantes, au sein d'une espèce. Cette théorie, qui, en expliquant tout par le hasard, visait à éliminer l'intervention d'une intelligence créatrice, a fait, on le sait, et fait encore, l'objet d'une véritable guerre idéologique. Avec « L'origine des espèces» parue en 1859, Darwin formulait une théorie pour expliquer « l'évolution» face au « fixisme» qui était alors la théorie dominante, suivant laquelle les diverses espèces vivantes étaient restées inchangées depuis leur apparition, entendez par-là leur création conformément à la bible. Depuis cette date, la théorie originale de Darwin a subi bien des avatars et les théories actuelles sont sensiblement différentes de la version d'origine. La théorie de l'évolution ayant actuellement cours est le « néodarwinisme » qui, comme les précédentes, fait appel au hasard en tant que moteur de l'évolution. Elle explique celle-ci par le jeu des mutations aléatoires des gènes qui entraîne des modifications plus ou moins profondes de l'individu. Simultanément, la sélection naturelle assure la survivance du plus apte. Les mutations au hasard sont un fait bien établi de la génétique 35

mendélienne. Leur rôle dans les transformations des organismes est cependant plus limité que ne le laisse prévoir la théorie. Ainsi, on connaît bien l'exemple de la mouche drosophile dont l'espèce, malgré les incessantes mutations qui en ont fait le sujet de choix des généticiens, est restée inchangée depuis plus d'un million d'années. Les partisans eux-mêmes du néodarwinisme reconnaissent que les mutations observées ne concernent que des variations relativement secondaires, désignées sous le terme de micro-évolution. On n'a pas de preuve que de telles mutations soient responsables de changements au niveau taxinomiques supérieurs des genres, famille ou embranchements: passage d'un insecte à un vertébré, par exemple, c'est-à-dire au niveau de la macroévolution. Toutefois l'argument massue de ces partisans est que même si cette théorie est critiquable, il n'en existe actuellement pas d'autre (ce qui n'est pas exact). Les adversaires en soulignent la fragilité: il existe de nombreux exemples qui montrent, en dehors même de celui de la drosophile, que les mutations ne sont pas nécessairement le moteur de l'évolution. D'autre part, la sélection n'a jamais créé de nouveaux organes, et il a été souligné, notamment par Waddington « The strategy of the genes London 1957 » que la survivance du plus apte est une tautologie qui se ramène à une fécondité différentielle et revient à dire que « les individus qui laissent le plus de descendance sont précisément ceux qui laissent le plus de descendance !» ou encore, en d'autres termes [5,6], à postuler la survivance des survivants. Cette théorie laisse encore de nombreux points inexpliqués et, bien qu'elle ait des lacunes et repose sur des bases peu solides, elle est encore considérée par beaucoup de ses dévots comme LA THEORIE. Ces différents points ont fait l'objet d'une littérature considérable pour ou contre le darwinisme à laquelle nous renvoyons nos lecteurs. 36

Le vitalisme Depuis Aristote, le vitalisme était la position philosophique dominante selon laquelle les êtres vivants étaient animés d'une force spirituelle, d'un « principe vital », pouvant seul expliquer le vivant, dont il assurait la cohésion et l'unité. Il faisait du vivant un tout insécable et non explicable par les lois de la physique et de la chimie. Après la révolution apportée en physique par Newton, ce principe sera désigné sous le nom de « force vitale.» Pour Xavier Bichat, le célèbre médecin, vitaliste convaincu, les « lois vitales» étaient différentes des lois physiques et de la mécanique de Newton. La physiologie ne pouvait y être assimilée. Au XVIIIe et XIXe siècle le vitalisme apparaît comme une réaction contre l'univers de Descartes, entièrement mécanisé y compris le corps humain, dont l'âme est considérée séparément. La chimie naissante de cette époque ne connaît essentiellement que ce qu'il est convenu d'appeler «la chimie minérale.» Les composants de l'être vivant échappent encore largement à l'analyse. Cela appuie les théories vitalistes, pour lesquelles la «matière vivante» et « l'énergie vitale» ou « force vitale », échappent aux lois de la matière inerte. On considère actuellement que le vivant n'est pas entièrement réductible à la physique inorganique et qu'il existe un facteur causal supplémentaire dans les organismes vivants susceptible, en particulier, de rendre compte des phénomènes de régulation et de régénération. Si le déroulement normal est perturbé, le système atteindra tout de même son objectif: c'est le dessein, le but. Ce facteur était 37

considéré par Hans Driesch [9] comme résultant d'un principe non physique et a été nommé par lui « entéléchie.» L'entéléchie agit au niveau global de l'organisme. On considère actuellement qu'il s'agirait d'un facteur causal naturel, non métaphysique ou mystique, mais non énergétique et non spatial et agissant cependant sur l'espace et sur le système physique mais n'en faisant pas partie intégrante. L'entéléchie produirait l'agencement lui-même en organisant et en contrôlant les processus physico-chimiques: dans ce processus, les gènes fournissent les moyens matériels. Ce qui, actuellement, fait rejeter le vitalisme et le concept d'entéléchie comme non scientifique, ce ne sont pas les propriétés spatio-temporelles qui lui sont attribuées, mais la finalité, sinon le finalisme qu'il implique, puisque suivant le paradigme institutionnel, le seul hasard est acceptable. L'organicisme A la suite de Frédéric Hopkins, Pierre Lecomte Du Nouy [12] écrivait « n'importe quelle machine, n'importe quelle œuvre d'art, peut se réduire sous le pilon à une quantité donnée de produits chimiques et d'éléments définis. Mais une machine, une œuvre d'art, un organisme vivant, n'existe comme tel qu'en raison d'une organisation à une échelle supérieure à celle des grandeurs moléculaires. A cette échelle, les propriétés des molécules constituantes semblent s'effacer pour laisser éclore des propriétés nouvelles dues à leur conjonction dans l'espace et dans le temps, en proportions définies, suivant un ordre, un plan, qui les rend toutes solidaires et qui crée la raison d'être et l'harmonie.» Cette citation contient pratiquement l'essentiel d'une troisième théorie, l'organicisme, qui a pris naissance plus récemment après le vitalisme. C'est la doctrine qui consiste, à l'opposé du réductionnisme, à considérer l'organisme comme un tout 38