Un certain nombre de lois régissent les systèmes complexes. Ces lois ne déterminent pas un programme défini et n'ont pas de but prévu à l'avance. Elles apportent à la compréhension du vivant, une logique, en fixant les possibilités et les contraintes des systèmes. Ces lois confortées par les travaux récents des mathématiciens et des physiciens, sont hors du domaine de la biologie moléculaire et de la génétique. Elles marquent la fin du tout-génétique dans la compréhension du vivant et suscitent un intérêt croissant de la part communauté scientifique. Relevant de l'approche systémique, et basées sur des concepts tels que l'émergence, l'auto-organisation, la complexité, la dynamique, la coopération ces nouvelles théories dépassent les modèles darwiniens et expliquent l'auto-organisation et l'adaptabilité du système. L'être vivant se situe alors dans un état d'équilibre entre stabilité et dynamique, entre l'homéostasie et la variabilité, entre l'ordre et chaos. Dans cet ouvrage, Eugène Angelier propose aux biologistes une autre vision de leur discipline que celle du réductionnisme et de la conception causale et mécaniste des processus du vivant. Son mérite est d'avoir su rassembler et synthétiser des différentes facettes de cette nouvelle approche du vivant dispersées dans de nombreuses publications, souvent très spécialisées, tout évitant un langage mathématique trop complexe. Les sciences de la complexité et le vivant bénéficie d'une approche pédagogique qui résulte d'une grande expérience de l'enseignement universitaire. Les biologistes, agronomes, médecins et les étudiants y puiseront des données inédites sur une nouvelle approche de la biologie qui complète et enrichit la compréhension des mécanismes du vivant. Avant-propos. L'émergence de la complexité : du big-bang aux molécules organiques. Première partie - Les propriétés du vivant. La thermodynamique du vivant. La photosynthèse et le métabolisme. La mémoire et sa réplication. La reproduction, l'adaptation et l'évolution biologique. Deuxième partie - Les systèmes complexes et l'autorégulation. La théorie générale des systèmes et les systèmes complexes. Les systèmes à but et l'autorégulation. La fiabilité de l'information. Organisation hiérarchique et stabilité des systèmes complexes. Troisième partie - L'auto-organisation et la dynamique des systèmes complexes. De l'émergence de l'ordre à l'intelligence collective : l'auto-organisation. Les systèmes dynamiques et l'évolution du vivant. Les changements d'état. La théorie des jeux. Des phénomènes critiques auto-organisés aux paysages adaptatifs. Les fractales. Le chaos déterministe. Le jeu de la vie. Conclusions. Bibliographie. Index.
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Extrait
Les sciences de la complexité et le vivant
Eugène Angelier professeur émérite à l’Université Paul Sabatier, Toulouse
11, rue Lavoisier F-75008 Paris
Chez le même éditeur Les biomarqueurs dans l’évaluation de l’état écologique des milieux aquatiques J.-C. Amiard, Cl. Amiard-Triquet, coord., 2008 Introduction au droit de l’environnement e P. Malingrey, 3 édition, 2007 Introduction à l’écotoxicologie – Fondements et applications F. Ramade, 2007 Gestion des habitats naturels et biodiversité J.-B. Bouzillé, 2007 Biologie cellulaire – Biologie du développement Collection « Rapports sur la science et la technologie », n° 19 Académie des sciences, 2005 Communications et signalisations cellulaires – Hormones, neuromédiateurs, cytokines, facteurs de croissance e Y. Combarnous, 3 édition, 2004 Introduction à l’écologie – Des écosystèmes naturels à l’écosystème humain E. Angelier, 2002 Écologie — Approche scientifique et pratique e C. Faurie, C. Ferra, P. Médori, J. Dévaux, J.-L. Hemptinne, 5 édition, 2002 Écologie des eaux courantes E. Angelier, 2000
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Bien souvent, dans l’ histoire des sciences, des progrès importants sont dus à des généralisations nouvelles qui permettent d’unifier ce qui, jusque-là, paraissait former des domaines séparés. François Jacob
e La science dux xa progressé siècle en combinant l’un à l’autre le détermi-nisme et l’indétermination, le hasard et la nécessité, l’algorithmique et la stochastique, la théorie des machines et la théorie des jeux. Edgar Morin
Face à la méthode analytique, les concepts holistiques des sciences de la complexité s’imposèrent difficilement. La perception des systèmes complexes est malaisée, souvent contre-intuitive. Nombre d’auteurs pionniers ont vu leurs premières publications refusées par les revues scientifiques — Belousov, Lorenz, Feigenbaum, Ruelle… Les travaux de R. May sur le chaos déterministe ne s’im-posèrent pas immédiatement aux écologistes ; ils considéraient plutôt que le chaos était dû à des perturbations environnementales et n’était pas inhérent aux systèmes eux-mêmes. Les travaux de mathématiciens et physiciens modernes se sont finalement imposés aux biologistes (ainsi qu’à d’autres disciplines, comme les sciences e humaines, l’économie…) à la fin dux xsiècle. L’École d’Ilya Prigogine (prix Nobel de chimie 1977), à Bruxelles, en a été le moteur avec l’étude des struc-tures dissipatives et la publication, en 1979, de la « Nouvelle alliance ». En France, Edgar Morin et Joël de Rosnay ont contribué à diffuser les concepts des sciences de la complexité. Des ouvrages collectifs de biologistes, comme ceux de E. Bonabeau et G. Théraulaz (1994) et G. Théraulaz et F. Spitz (1997) sont fondés sur l’auto-organisation du vivant. Les sciences de la complexité ont maintenant pignon sur rue, au même titre que la biologie moléculaire et la génétique. Avec les « Sciences de la complexité et le vivant », l’auteur n’apporte aucun concept nouveau. Plus modestement, il a tenté de rassembler et de faire la synthèse des différentes facettes de ces nouvelles disciplines, dispersées dans de nombreuses publications, souvent très spécialisées. Élaboré par des mathématiciens et des physiciens, l’arsenal mathématique peut présenter des difficultés pour un biologiste ou un public non averti. Cet arsenal a été réduit au minimum indispensable et l’accent a été mis sur le concret et l’apport à la biologie. De la même façon que dans son enseignement dispensé au cours des années 1980, l’auteur a voulu montrer aux biologistes une autre vision de leur disci-pline que celle du réductionnisme et de la conception causale et mécaniste des processus du vivant. Le but de cet ouvrage sera atteint s’il permet aux étudiants, chercheurs et à toute personne désirant compléter sa culture, de connaître et comprendre une autre conception de la biologie.