Biologie - Épistémologie

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Conception : Clarification - Explicitation

courants de pensées dominants en biologie

Éléments de réflexion épistémologie de la biologie afin de retracer les différentes écoles et courant de pensées qui se sont succédés ainsi que leur conception du vivant jusqu’à présente

Conception Noumène - Phénomène

• Noumène : qui s'attache à penser « la chose en soi », indépendamment du sujet et par là potentiellement universelle.

Cette conception privilégie l'objet en l'isolant et en le décomposant afin de le décrire selon l’ordre formalisé de la logique classique, c’est-à-dire binaire qui ne connaît que deux valeurs de vérité : le vrai et le faux. (Le noumène ne prend de sens qu'a partir de la doctrine de Kant, réalité intelligible qui ne peut être l'objet d'une connaissance empirique. (chose en soi). Toutefois, cette conception est se retrouve avant Kant car elle est très proche du concepts d'Idées de Platon, d'essences d'Aristote, de Dieu de Malebranche ou de Newton, et donc du noumène de Kant)

• Phénomène : qui s'attache à penser l'expérience de la perception de la chose par le sujet. Cette conception est attentive au devenir et ouvre la voie à un élargissement de la rationalité traditionnelle par un assouplissement de la logique binaire au contingent.

• Le phénoménisme est une théorie ou une conviction philosophique concernant la perception, la connaissance et la réalité physique. Pour le phénoméniste, il n'y a pas d'autre réalité que celle des phénomènes et tout ce qui existe, existe en tant que phénomène. Contrairement à l'idéalisme, auquel on l'associe souvent, le phénoménisme admet qu'il existe des objets extérieurs à notre esprit, mais il considère que ces objets se réduisent à leurs apparences sensibles . Il s'agit d'une forme radicale d'empirisme et d'antiréalisme pour laquelle rien ne correspond à la prétendue notion de chose en soi ou de noumène.

La thèse centrale du phénoménisme est qu'il n'y a pas de différence entre le monde et l'expérience que nous en avons. Les objets qui constituent le monde sont des objets de perception qui, comme tels, ne peuvent exister qu'au sein de notre expérience. Il n'existe donc pas d'entités douées d'une existence autonome, ni de monde métaphysique subsistant "en dehors" de notre expérience.

Le phénoménisme soutient également que les objets sont des constructions logiques à partir des nombreuses perceptions que nous en avons.

• Cette thèse trouve son origine dans la philosophie empiriste de George Berkeley et de David Hume. Mais c'est à partir du XIXe siècle au sein de l'école positiviste qu'elle s'est développée, notamment avec les physiciens Ernst Mach et Henri Duhem dans un premier temps, avec le Cercle de Vienne dans un second temps.

Pour Mach, le monde est un complexe de sensations. Dans ce tissu mouvant de couleurs, de sons, de pressions et de diverses sensations disparates, apparaissent des régions plus ou moins stables qui s'impriment dans la mémoire et trouvent leur expression dans le langage. Nous appelons corps ces complexes relativement stables de sensations lumineuses et tactiles associées à des sensations spatiales et temporelles.

Conception finaliste

Le finalisme aristotélicien : Fait correspondre à tout être une « cause finale »,

Conception mécaniste

Succède au finalisme aristotélicien et qui traite le développement des êtres vivants par des rapports de causalité mécanique.

Conception positiviste

Le positivisme scientiste réduit la biologie aux lois de la chimie et la chimie aux lois de la physique.

Conception de la génération spontanée

Conception de la continuité vitale

Conception de la continuité vitale : la vie est produite par la vie et qui s'oppose à la conception de la génération spontanée

Conception évolutionniste et transformiste

Conceptions qui introduisent les notions de temps et d'histoire dans l'étude des êtres vivants

Conception vitaliste

Fortement influencée et défendue par le vitalisme bergsonien opposé au positivisme scientiste contemporain à son époque

Evolutions et révolutions des courants de pensées

Remise en question du naturalisme de la Renaissance

• L'histoire de la naissance de la biologie comme science commence au milieu du 17e
• Les esprits se réveillent et se libèrent tout à la fois d’Aristote et de la Bible. Désormais, on combat la vieille scolastique mais aussi le naturalisme de la Renaissance qui fait de la nature une « boîte à miracles ».
• La biologie ne porte pas son nom, il apparaitra progressivement et de façon indépendante en allemand par Theodor Georg August Roose (1797), Karl Friedrich Burdach (1800), Gottfried Reinhold Treviranus (1804) et en français par Jean-Baptiste de Lamarck (1802 et 1819).

Remise en question de la théorie de la génération spontanée

• Les Partisans de la théorie de la génération spontanée: elle était soutenue par Aristote (384 322 AJC), Galien, Pline ,Jean-Baptiste van Helmont (1577-1644), William Harwey (1578-1657), Etienne Geoffroy Saint-Hilaire (1722-1818), Buffon (1707-1788), Lamarck (1744-1829), Félix Archimède Pouchet (1800-1872) (père de Charles Henri Georges Pouchet (1833 - 1894)) .

• Les Adversaires de la génération spontanée: Francesco Redi (1626 - 1697), Antoine van Leeuwenhoek (1632-1723), Lazzaro Spallanzani (1729-1799), Louis Pasteur (1822-1895)

• La première grande date est 1668, Francesco Redi assène le premier coup contre la théorie de la génération spontanée. A cette époque on admettait la génération spontanée, préjugé séculaire respectable autant par son ancienneté que les illustres personnages qui s’étaient prononcé en sa faveur : Aristote, Galien, Pline. Conforté par l’observation quotidienne de la pourriture, Francesco Redi recours à l’expérience dans une époque encline à préjuger les faits au lieu de les interroger. Il dispose de la viande dans des flacons fermés et compare le résultat à celui de flacons maintenus ouverts, cette expérience a une portée considérable puisqu’elle est à l’origine de la conception de la continuité vitale (la vie est produite par la vie).

Dominance de la théorie du préformatisme germinal

• Un autre fait saillant , Antoine van Leeuwenhoek utilisant des lentilles découvrent les globules du sang (1673), les infusoires (1675) et les bactéries (1683) et en 1677 le spermatozoïde est vu, reconnu et décrit.

• Sur ces bases émerge la théorie du préformatisme germinal : il n’y a plus génération spontanée mais agrandissement, une dilatation du germe. Avec la découverte du sperme, Leeuwenhoek décrit ces animalcules comme les véritables germes animaux et Descartes imagine la formation du fœtus par la fermentation d’un fluide. Pendant un siècle, les partisans du germe maternel (ovistes) et les partisans du germe paternel (animalculistes) débattent sans expliquer l’origine des germes préformés. Les préformistes étaient soit partisans de la dissémination (extérieur) ou de l’emboîtement (le premier homme ou la première femme contenant toute sa postérité). Dans les deux cas, on assiste à la préfiguration du concept de gène.

Confrontation préformatisme et épigènèse

• En biologie du développement, l’épigenèse est une théorie qui stipule qu'un embryon se développe en devenant de plus en plus complexe. Elle est historiquement opposée à la théorie de la préformation qui voit l'embryon comme un être vivant « miniature » où tous les organes sont déjà présents. Aristote, qui la préfère à la préformation, la mentionne dans son Traité de la génération. Pourtant, la préformation est la théorie dominante jusqu'à la fin du XVIIIe siècle.

• Caspar-Frédéric Wolff (né à Berlin en 1733), conduit par ses opinions théoriques qui excluaient toutes idées de préformatisme, entreprenait des études sur le poulet et observait que les structures des organes présent dans l’embryon n’existait pas dans la transparence de l’œuf. Ces observations conduisaient à rompre définitivement avec le préformatisme, c’est-à-dire l’existence d’un animal conçu en miniature dans l’œuf. Il pressentait l’importance du « devenir » mais son intuition se heurtait à la pensée dominante de l’époque de sorte qu’il dut faire appel à une « force essentielle », à une épigénèse vitaliste ou métaphysique pour interpréter ses observations.

• Un débat opposera alors Wolff, Maupertuis ou Buffon, partisans de l'épigénèse, à Bonnet ou Spallanzani, partisans de la préformation.

• Avec Charles Bonnet (né en 1720 à Genève), après avoir penché pour l’hypothèse de la dissémination, c’est celle de d’emboîtement qui prévaut, hypothèse qui « accable l’imagination sans épouvanter la raison » ; la génération résulte de l’accroissement d’un germe préexistant qui contient toute la structure de l’être futur. Ce germe est le fond primordial, l’atome organisé, composé des parties essentielles, élémentaires et originelles de l’animal qui seront distendues par l’apport alimentaire. Bonnet, analysant soigneusement l’idée de germe a l’intuition forte de thèses génétiques et les arguments qu’ils adressent contre l’épigénèse sont pertinents, il combat la notion de « moules intérieurs » de Buffon , il nie qu’une « glue » qui paraît s’organiser, ne soit déjà organisée. Sans doute, le préformatisme postulait un miracle originel mais il dispensait de faire appel chaque fois à un nouveau miracle nécessaire à la génération spontanée. Ainsi Bonnet a su approcher parfois la conception moléculaire de germe tout en restant profondément préformiste et adepte de la génération spontanée.

• Dans cette quête à l’objectivation, ce n’est que plus tard avec la théorie cellulaire, (pourtant formulée par des préformistes (Théodore et Schwann, 1839) et la théorie chromosomique que les intuitions de Wolff et de Bonnet seront démontrées. De nos jours, toutes les observations confirment l'épigénèse.

Conceptions fixistes et pensées transformistes non évolutionnistes

• Au problème de la génération spontanée se rattachait directement celui du fixisme et de l’origine des espèces.

• Carl Linné (né en Suède en 1707) était un classificateur, on lui doit l’introduction de la nomenclature binaire (1753) double nom : un substantif pour désigner le « genre » et un adjectif (substantif employé adjectivement) pour désigner l’espèce. Cette classification (Canis : familiaris, lupus, etc.) rappelle comme dans les familles, la référence au nom patronymique et suggèrerait une origine commune, ce que Linné refusa de prendre en compte.

• Buffon naquit la même année (1707) à Montbard en Bourgogne. La philosophie biologique de Buffon, par son naturisme mécaniste, se rattache à l’esprit des encyclopédistes : les phénomènes de la vie sont la résultante de forces relativement simples, telles que attraction et chaleur. On lui doit, avec son « Histoire de l’Homme », la première anthropologie positive. Buffon se rapproche de l’idée de sélection naturelle de Darwin, en dénonçant les ratages de la nature et l’absence de détermination par des causes finales. La Nature de Buffon témoigne d’une unité remarquable, il y a de la ressemblance sous la dissemblance : “la Nature descend par degré et par nuance imperceptible”. Conception dynamique de la nature, il y a là tous les ingrédients pour constituer une théorie transformiste. Dès le premier volume de son « Histoire des Quadrupèdes », Buffon pose le problème de l’origine des espèces en constatant les analogies entre l’âne et le cheval et se demande si les deux dérivent de la même famille (comme les a rangé Linné, dans le genre « equus ») ou bien s’ils ont toujours été des animaux distincts. Cette question est d’une portée très générale car si on admet que deux espèces peuvent dériver l’une de l’autre, de proche en proche, ce phénomène pourrait être étendu à toutes les espèces jusqu’à ne concevoir qu’une seule origine. Buffon a très bien vu le point car il écrit : « Les naturalistes qui établissent légèrement des familles dans les animaux et les végétaux ne paraissent pas avoir assez senti toutes l’étendue de ces conséquences car s’il était prouvé qu’on put établir ces familles avec raison…, il y eut je ne dis pas plusieurs espèces mais une seule”. Pour sa part, Buffon repousse formellement une telle hypothèse, sans doute sous le coup de ses démêlés avec les théologiens mais aussi pour combattre les nomenclatures de Linné qu’il juge métaphysiques et abstraites ; c’est en s’opposant à Linné qu’il écrit : « La Nature n’a jamais rangé ses ouvrages par tas, ni les êtres par genre ; elle doit représentée par unités et non par agrégats, chaque espèces doit avoir une place isolée et doit avoir son portait à part.” Néanmoins, en esprit positif, il constate que ces espèces ne se reproduisent pas entre elles, et c’est là selon lui le critère qui doit primer, la notion de genre étant l’aptitude au mélange. Néanmoins, il en viendra progressivement à accepter l’idée de genre, c’est-à-dire de souche commune pour les espèces les moins nobles, c’est-à-dire celles dégénérées d’une espèces restées stables et invariables, l’homme étant l’espèce la plus noble. Pour en rester à un transformisme limité ; s’il accepte l’idée de mutation, elle est associée à celle de dégénérescence, dégradation et rien d’une filiation du simple vers le complexe. Pour voir apparaître la grande idée de l’engendrement du complexe par le simple, du supérieur par l’inférieur, il faudra attendre jusqu’à Lamarck.

Pensées transformistes évolutionnistes et transmission héréditaire

• Au problème de la génération spontanée se rattache ceux de l’origine des espèces, ceux de leur variabilité et ceux de l'hérédité.

• La pensée transformiste face à la génération spontannée: Lamarck (Né en 1744 dans une bourgade de la Somme) est soutenu par Buffon qui y voit un allié contre Linné, est nommé professeur au Muséum d’Histoire naturelle en 1791. On lui doit la première théorie positive de l’évolution des êtres vivants (La Philosophie zoologique, ). Pour Lamarck, les êtres vivants n’ont pas été créés tels qu’ils sont, ils ne sont pas fixés dans leurs formes, ils se transforment ; la nature a produit par génération spontané les plus simples et les plus primitifs et elle a produit successivement tous les autres pour finir avec les plus compliqués, les mammifères.

• Lamarck a expliqué l’évolution des espèces par l’effet de l’environnement et la transmission héréditaire de ces variations épigénétiques. La conception transformiste de Lamarck prend son origine dans la notion d’espèce, il est le premier a avoir osé croire à la parenté de l’homme et de l’animal. Mais sa « Philosophie zoologique » n’eut aucun succès, les esprits n’étaient pas préparé à recevoir la grande idée qui, refusée en 1809, renaîtra un demi-siècle plus tard pour triompher définitivement.

Principe de l’unité d’organisation du vivant

• La contribution d’Etienne Geoffroy Saint-Hilaire à l’unité d’organisation du vivant, conduisait presque invinciblement à faire de celui-ci une vaste famille naturelle. Néanmoins, il s’opposa violemment à la généralisation de sa propre doctrine et particulièrement aux idées de Cuvier.

• L’entêtement de Cuvier qui voulu étendre jusqu’au mollusques la doctrine de l’unité d’organisation lui valut de rudes critiques à sa mémoire.

Théorie cellulaire et double réfutations: Théorie de la fibre et théorie préformiste

• Parallèlement à l'évolution des problématiques d'unité d'organisation, se développait la « théorie cellulaire » qui clairement établi que la cellule constitue l’unité vitale, l’élément fondamental de toute vie. Le fait que la cellule constitue la base de l’organisation vitale fut compris vers 1839 quand Schleiden et Schwann formulaire la théorie cellulaire. Dans leur fameux mémoire, ils exposent les idées devenues depuis classiques sur l’unité structurale du règne du vivant. Ce postula réfute la théorie de la fibre qui préexistait depuis plus de 2000 ans.

• La mise en évidence que toutes les cellules d’un même organisme dérivent par division successive d’une cellule unique qui résulte de la fusion de deux cellules, l’ovule et le spermatozoïde. Les répercussions de la théorie cellulaire furent immenses dans tous les domaines, substituant un seul élément constitutif, la cellule. La théorie cellulaire devait, dès lors, permettre d’interpréter les processus de développement embryonnaire et d’en finir définitivement avec l’hypothèse du préformatisme .

Pensées évolutionnistes et généralisation du principe de l’unité d’organisation du vivant

• Publication en 1859 de « L’origine des espèces » par Charles Darwin marqua une date non seulement dans l’histoire de la biologie mais dans l’histoire de la pensée humaine. Ce qui marqua le destin de Darwin, c’est le voyage de 5 ans effectué autour du monde à l’âge 22 ans et dont il rapportera tous les éléments qui serviront d’appui à ses recherches et ses réflexions.

Les deux propositions majeures de la théorie de l’évolution portent sur l’énoncé que :

• Tous les êtres vivants descendent des même ancêtres primitifs;
• Toutes les espèces vivantes sont dérivées par sélection naturelle des meilleurs.

• Lamarkisme et darwinisme

Pour le Lamarckisme l’évolution était déclenchée par la nécessité de s’adapter ;

Pour le Darwinisme, seul le hasard était moteur de l’évolution ; la contingence étant indissociable de la nécessite : un événement s’étant produit (contingence), seuls les plus aptes demeurent (nécessité).

Malgré le succès de la théorie cellulaire, il restait cependant encore beaucoup à faire pour pénétrer les mécanismes intimes de l’hérédité.

Vision héréditaire et mécanismes intimes de l’hérédité , vers une objectivation du vivant

• Remise en cause de l'hérédité des caractère acquis fortement soutenu par les partisants du Lamarkisme
• les mécanismes intimes de l’hérédité
• Mendel naquit en 1822, la même année que Pasteur. Dans le monastère de Brünn où il passa la majorité de sa vie, il conduisit des recherches qui l’amenèrent à dégager les lois générales de l’hybridation. Il publia en 1865 un mémoire présenté à la société d’histoire naturelle de Brunn qui établit deux lois :

• la disjonction des caractères dans les cellules germinales de l’hybride ,
• la loi de l’indépendance des caractères.

Bref rappel des expériences : Mendel croise des pois de race « grande taille » avec des pois de race « petite taille », les hybride sont tous de grande taille, ce que Mendel interprète par l’existence d’un caractère dominant. En laissant faire au hasard, la génération suivante présente un tiers de petite taille ; Mendel explique ces observations par la propriété de disjonction. Croisant entre elles des variétés portant deux caractères différents, Mendel montre que ces caractères ségrègent indépendamment. En déduisant l’existence d’éléments séparables porteurs de caractères héréditaires, Mendel suggère la notion fondamentale de la discontinuité du patrimoine génétique, réalisant ainsi une avancée majeure dans le sens d’une objectivation du vivant. Par ces résultats, Mendel fragmente, morcelle, démonte le phénomène de l’hérédité. Il introduit le point de vue particulaire, atomique. Au lieu de penser race ou individu, il pense caractère. Malgré leur très grande importance historique ces résultats sont demeuré tout à fait ignoré de ses contemporains.

• En 1900, De Vries, Correns et Tschermak, redécouvrent séparément les lois de Mendel. A partir de cette date, l’étude de l’hérédité est devenue extrêmement active.

C’est à Thomas-Hunt Morgan que revient le mérite d’avoir montré la localisation des unités mendéliennes sur les chromosomes. En 1909, le biologiste danois Wilhem Johannsen introduit la notion de gène. Pour un même caractère mendélien, la multiplicité des allèles incite à supposer l’existence de plusieurs sites sur un même gène voire, la localisation d’un caractère sur plusieurs chromosomes, d’où l’hypothèse qu’un caractère mendélien peut être expliqué par plusieurs gènes. En 1933, la découverte des chromosomes géants de la drosophile, permet à Morgan de formuler sa « Théorie de l’hérédité ».

En l’espace de quelques vingt ans se constitue un chapitre tout nouveau et l’essor du groupe de Morgan est celui de la génétique qui va dominer toute la biologie du XXe siècle. Vers la fin des années 20, le débat se concentre sur la question de savoir s’il existe une substance cellulaire, support des gènes, support de l’information héréditaire. Différentes disciplines vont se mobiliser pour tenter de répondre à cette question.

A côté des généticiens, le biochimiste Oswald Avery (après Miescher qui développe en 1869 le concept de nucléine et Richard Altmann qui développe en 1889 celui d'acide nucléique), établit en 1944 la structure chimique des acides nucléiques. En 1953, James Watson et Francis Crick livrent le modèle de la molécule d’ADN en interprétant trois données demeurées jusqu’alors limitantes : la largeur de l'hélice, la distance entre les plateau de paire de base, le pas de l'hélice.

Dès lors émerge une nouvelle conception de la biologie, la biologie moléculaire, dont le terme est trouvé par Waren Weaver. La biologie moléculaire s’intéresse à la synthèse des protéines et des acides nucléiques, prise dans un sens plus large, elle désignera aussi l’élucidation des phénomènes biologiques au niveau moléculaire. De cette extension sémantique résulteront bien des ambiguïtés ultérieures, avec l’utilisation de la notion de programme et ce qu’elle implique de détermination. La biologie moléculaire crée une nouvelle façon de penser le gène qui, de « point sur une ligne » à l’époque de Morgan, devient un univers dans l’univers. Après la résolution de la structure de l'ADN en 1953, après le séquençage des premières protéines entre 1949 et 1955, le problème de la correspondance entre ces deux mondes se trouve posé. La première mention de la notion de code, concept absent de la biochimie, est faite par Erwin Schrödinger en 1944 dans « What is Life ? »

It has been asked how this tiny speck of material, the nucleus of fertilized egg, could contain an elaborate code-script involving all the future development of the organism… to embody a complicated system of « determinations » within a small spatial boundary Indeed, the number of atoms in such a structure need not to be very large to produce an almost unlimited number of possible arrangements.

C’est en 1966, au Cold Spring Harbor Symposium que fut célébrée la résolution complète du code génétique. La découverte du code génétique a suscité les tentatives les plus offensives pour appliquer la théorie de l’information à la biologie ; toutefois, en dehors de fournir des métaphores explicative, la théorie de l’information n’eut pas un grand impact sur les découvertes en biologie moléculaire.

Cependant, l’impact de ces métaphores marque encore la pratique de la biologie. En particulier, la métaphore de programme génétique fondée sur l'ambiguïté sémantique d'une déclaration du type : « les gènes déterminent quels types de protéines seront fabriquées par les cellules », se réfère uniquement au code génétique (c'est-à-dire à la relation entre la séquence des bases de l'ADN et la séquence de son produit protéique). Toutefois, celle-ci laisse faussement à penser le génome comme une série d'instructions (un programme) réglant l'organisation (moléculaire, cellulaire, tissulaire, comportementale…) des systèmes vivants. Elle est d’ailleurs souvent présentée pour justifier l’isolement systématique des gènes. D'autres métaphores comme celle de « livre de la vie » pour le génome, de « mots » pour les gènes, etc. ont pu suggérer que la seule connaissance de la séquence du génome (c'est-à-dire l'enchaînement des bases A, T, G, C) fournirait un accès rapide à l'intelligibilité du vivant. En fait, le programme de séquençage des génomes démarré en 1990 constitue la phase paroxystique de cette objectivation de la biologie conduisant par certains côtés à une sacralisation de la notion de gène avec pour conséquences les débats que l’on connaît sur leur brevetabilité, sur les aspects associés à un renouveau eugénique, etc. Un premier brouillon du génome humain a été délivrée en 2001 et la version finale est prévue pour 2003. De nombreux génomes sont totalement connus (génomes bactériens et divers métazoaires) et cependant tout reste à faire pour accéder à la compréhension du vivant, pour ce qui concerne son fonctionnement.

En effet, cette lente évolution de la biologie qui vient d’être rappelée, a accompli l’objectivation du vivant dont les composants sont désormais connus ou potentiellement connaissables. Mais le plus difficile reste à faire, c’est-à-dire, comprendre le fonctionnement du vivant, simuler ses comportements normaux, prédire et traiter ses comportements pathologiques. Ceci constituent des enjeux majeurs pour la biologie du XXIe siècle. De nouvelles conceptions sont à rechercher pour rendre compte de la complexité fonctionnelle des systèmes vivants ; le gène y perd sa place centrale.

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Concepts ou notions associés

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Bibliographie

Pour citer cette page: (- Épistémologie)

ABROUGUI, M & al, 2018. Biologie - Épistémologie. In Didaquest [en ligne]. <http:www.didaquest.org/wiki/Biologie_-_%C3%89pist%C3%A9mologie>, consulté le 17, juin, 2024

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