Biologie - Épistémologie

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Conception : Clarification - Explicitation

Paradigmes en biologie

Il est difficile de comprendre et d'avoir une vision globale de la biologie, et de ses grands débats, sans connaître quelques notions de base en biologie, notamment celles relatives à la définition du vivant, celles liées aux dimensions d'espace et celles en relations au temps biologique et au géologiques.

Dans le cadre épistémologique (théorie philosophique de la science) il existe principalement deux biologies concurrentes avec plusieurs variantes:

Une biologie matérialiste et mécaniste, ce qui peut induire une conception matérialiste ou conception mécaniste de la biologie. De ces deux premières dimensions découle deux problématiques explicatifs (Problématique évolutive et Problématique fonctionnelle) des phénomènes biologique, ou modes de causalités nommés par E. Mayr causes évolutives et causes prochaines:

• Problématique évolutive:

Elle est articulé à une biologie évolutive qui traite des causes évolutives: La biologie évolutive recherche l'origine des nouveaux programmes génétiques et de leurs modifications au cours de l'histoire évolutive ; l'observation constitue sa méthode essentielle jointe à l'expérimentation quand elle est possible. Les analyses révèlent l'origine commune de certaines molécules et le mode de création de nouvelles molécules à la suite de remaniements de structures préexistantes. Pour F. Jacob « l'évolution biologique est fondée sur une sorte de bricolage moléculaire, sur la réutilisation constante du vieux pour faire du neuf ». Il estime que la probabilité de voir une protéine fonctionnelle se former de novo, par association au hasard d'acides aminés, est pratiquement zéro.

La biologie évolutive cherche à répondre à l'éternel Pourquoi ? Dans quel but ?

• Problématique fonctionnelle: Elle est articulé à une biologie fonctionnelle qui étudie les causes prochaines: Les causes prochaines sont régies par le programme génétique ; c'est lui qui détermine le dimorphisme sexuel, ou si un oiseau sera sédentaire ou migrateur, par exemple. La biologie fonctionnelle envisage la traduction, le décodage des programmes génétiques ; sa méthode privilégiée est l'expérimentation ; elle se préoccupe principalement des mécanismes biochimiques, moléculaires, physiologiques.

La biologie fonctionnelle s'efforce de répondre aux questions Comment ? Combien ? et offre ainsi quelque ressemblance avec les sciences physiques. 

Une biologie spiritualiste et vitaliste, ce qui peut induire une conception spiritualiste ou vitaliste de la biologie

Courants de pensées en biologie

En référence aux problématiques de la biologie, aux éléments de réflexion épistémologie et aux différentes écoles de pensées qui se sont succédés au cours de l'histoire de la biologique, il est possible de retracer et de comprendre les conceptions et les pensées qui ont influencé l'étude du vivant.

Noumène - Phénomène

Le Noumène et le Phénomène, sont aux cœurs des grands débats qui tout au long de l'histoire des sciences expérimentales opposent d'une part, les partisans du réalisme et du déductivisme et d'autre part, les partisans de l'empirisme et de l'inductivisme.

• Noumène : Traduit les pensées philosophiques qui défendent le réalisme et qui s'opposent à l'empirisme. Les adeptes de cette philosophique s'attache à penser « la chose en soi », indépendamment du sujet et par là potentiellement universelle. Ils privilégient 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 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.

• Phénomène : Traduit les pensées philosophiques qui défendent l'empirisme et qui s'opposent fortement au réalisme. Les adeptes de cette philosophique s'attachent à penser l'expérience de la perception de la chose par le sujet. Ils sont attentifs 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 fixiste

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).

Ces deux courants de pensées (Lamarkisme et Darwinisme) se développent en parallèle à celui du succès et des arguments en faveur 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

Avec le développement et la compréhension des mécanismes intimes de l’hérédité et la naissance progressive de la génétique mendelienne ((1865):Mendel , (1900): De Vries, Correns et Tschermak)

• Remise en cause de l'hérédité des caractères acquis fortement soutenu par les partisans du Lamarkisme
• Remise en cause de la notion de gemmule, particule représentative des propriétés cellulaires, imaginée par Darwin pour expliquer l'hérédité. (Passage progressif du Darwinisme au Néodarwinisme)
• Développement de la vision et des interprétations particulaires, atomiques des processus et des déterminants de l'hérédité
• Formulation de la « Théorie de l’hérédité » Morgan

Paradigme de la Biologie Moléculaire et du Programme Génétique

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. 

Biologie Moléculaire et Théorie de l’information

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.

Biologie et pensée systémique

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Intermezzo

Si la vie se trouve éliminée par une objectivation de la biologie, où la trouverons-nous ? Serait-ce dans le monde? Ou à l'interface du Bios et de l'Anthropo-Socio-Cosmos ?

Fulgurance de l’individualité biologique : le quantum de vie.

Dans le monde, il est vrai, nous voyons des êtres vivants, des corps vivants, mais jamais la vie. Ce caractère d'être vivant est inhérent à la notion d’organismes , c'est ce caractère vivant, c'est cette signification d'être vivant que nous appréhendons, percevons, jamais la vie car la vie n'appartient pas à l'ordre de ce qui est, ni même à ce qui paraît, mais au paraître lui-même ; elle n'appartient pas à l'ordre des FAITS, mais à celui des FAIRE

Avec pour père spirituel Héraclite, Edgar Morin dégage une conception du vivant centrée sur un processus permanent d’échanges et de transformation et lorsqu’il reconnaît une parcelle de vie, une particule de vie, il la décrit dans ce tourbillon. Par analogie avec le concept de quantum d'énergie de Planck, il désigne l’individualité biologique par quantum de vie.

Edgar Morin renverse les perspectives et nous apprend à raisonner dans le changement, la fuite, la récursivité, ce qui revient à passer d’un paradigme objet à un paradigme action en dégageant les concepts et les fondements qui vont conduire, guider, sous-tendre ces nouvelles représentations, dynamiques et fonctionnelles, du vivant.

La pensée d’Edgar Morin s'exerce en se pensant système. Ceci correspond à une autre logique de penser qui lie au lieu de mutiler, qui intègre au lieu de dissocier, qui actionne au lieu de figer, qui vit. Elle se développe dans un référentiel systémique dont on rappellera les préceptes fondateurs.

A la racine de la complexité : la notion de « système »

Pour Edgar Morin, « les objets font place aux systèmes », c’est-à-dire que la représentation statique, en isolation, indépendamment de son environnement d’une entité quelconque est infondée.

De nombreuses tentatives ont approché la définition du concept de « système », jusqu’à la « Théorie générale des systèmes » Bertalanffy qui, traitant de systèmes, omet d’en établir les fondements. On doit à Edgar Morin d’avoir dégagé la notion de système en la déployant par celle d’ organisation, concept pivot qui lie les relations entre les composants à la totalité. Par sa récursivité, l’idée d’organisation est simultanément constitutive des relations et du système. Les propriétés d’émergence, de contraintes , de (ré)activité permettent d’inférer l’intelligibilité du concept d’organisation.

Une formulation paradoxale de l’émergence la définit comme la propriété du système a être plus que la somme de ses parties, en insistant sur son statut de qualité nouvelle qui lui confère la propriété d’événement. Comme l’observe Edgar Morin  « elle surgit de façon discontinue une fois le système constitué ». La vie elle même est propriété émergente. Autre propriété définitoire des systèmes, la notion de contrainte désigne les lois qui s’appliquent par la subordination des parties au tout; cette propriété est essentielle pour comprendre et rendre compte de la structure d’un système. La troisième notion essentielle est celle de (ré)activité des systèmes, c’est-à-dire leur capacité à adapter leur organisation, la notion de (ré)activité est spécifique aux systèmes ouverts, les systèmes vivants, et est liée à celle d’événement.

On constate que pour définir la notion de système, on doit faire référence à plusieurs concepts articulés entre eux. Pour citer Edgar Morin : « le système est donc conçu comme le concept complexe de base, c’est le concept complexe le plus simple ». Cette assertion évoque les notions d’ouverture et de couplage des systèmes et de systèmes de systèmes, à leur environnement. Dés lors, des heuristiques peuvent être dégagées pour appréhender les systèmes biologiques dans leur dynamique et accomplir la révolution paradigmatique que la révolution biologique impose par une introduction à la pensée complexe.

Introduction à la pensée complexe

Edgar Morin en établit les fondements par la formulation de trois principes.

Le principe de « dialogique » constate la nécessité opératoire d’une pratique simultanée de logiques qui ne sont pas opposées, concurrentes, contraires, c’est-à-dire antagonistes, mais agonistes et concourant à l’intelligibilité des phénomènes, pour en assurer la complétude. Ainsi, le blanc n’est plus le contraire du noir, il le complète, donne au noir sa complétude ; ainsi le bien et le mal se font écho et l’ordre se définit par le chaos. Ainsi, le héron ouvre ses ailes et dans l’ombre qu’il crée décèle les reflets de sa pêche qu’il ne voit pas dans trop de lumière. De même, le raisonnement dialogique développe ce clair-obscur, ce « sfumato » où se développe les phénomènes, quelque part entre les contraires. Dans les systèmes vivants, le monde de l’ADN, de l’engramme, et le monde des protéines, de la phénoménologie, sont nécessaires l’un à l’autre et l’organisation vivante s’établit sur leur intrication.

Le second principe est le principe de « récursivité ». La récursivité est la propriété d’un phénomène dont les produits sont nécessaires à sa propre réalisation, elle a un fort pouvoir organisationnel. En outre, la récursivité figure certains aspects tangibles de la complexité. La linéarisation induit la perte de la récursivité et le passage du complexe au simple ; en particulier, la production du monde des protéines évoqué précédemment est nécessaire à la production du monde de l’ADN et, inversement, le monde de l’ADN est nécessaire à la production du monde des protéines.

Enfin le principe « hologrammatique » exprime le paradoxe suivant lequel le tout est dans la partie et la partie est dans le tout. Ainsi chez l’humain, chaque cellule contient dans son ADN la totalité de l’organisme constitué de milliards de cellules. Donc, non seulement la partie est dans le tout mais le tout est dans la partie. L’idée d’hologramme se rapporte à celle de système et se distingue de celle du réductionnisme qui ne voit que les parties et celle du holisme qui ne voit que le tout. Il convient de reprendre ici la célèbre formulation de Pascal qui immobilise l’esprit linéaire: « je ne peux pas concevoir le tout sans concevoir les parties, et je ne peux pas concevoir les parties sans concevoir le tout ».

L’intégration biologique : l’incompressible paradigme

Ceci posé, Edgar Morin construit précisément une représentation du vivant sur la notion d’individualité biologique.

Appréhender le concept de vie par la singularité biologique revient à affirmer que la vie n’a pas de réalité en dehors de l’individu , qu’elle apparaît et disparaît avec lui ; comme lui, elle est aléatoire et discontinue. Cependant, comme l’individu, elle est rattachée à un continuum abstrait : la vie est limitée et pourtant elle est permanente, la vie est aléatoire et pourtant elle est immanente. Le fini et l’aléatoire de la vie sont tangibles, sa permanence et son immanence sont intangibles, le fini et l’aléatoire sont contingents, la permanence et l’immanence sont nécessaires. Par ce paradoxe d’une vie intangible et nécessaire et d’individualités tangibles et contingentes, Edgar Morin stigmatise l’individualité biologique comme la réalité primordiale de la vie, connaître cette individualité c’est appréhender le concept de vie. Au niveau de ses composants les plus élémentaires, la singularité biologique se définit par son organisation : « ce n’est pas l’organisation vivante qui émane d’un principe vital, c’est la vie qui émerge de l’organisation vivante ».

Edgar Morin dégage les fondements d’un paradigme organisationnel, « l’incompressible paradigme », établis sur les notions de computation, d’information, de communication. La computation opère l'unité fondamentale du physique au biologique et désigne l’opération de traitement de symboles génératrice d’organisation et nécessaire à l’organisation vivante. Par symbole, on entend l’ensemble de signes réalisés par engrammation chimique et qui constituent une marque, un rappel d’un événement, en fait, une information. Edgar Morin appelle ce signe, cette information, information générative car elle est nécessairement associée à une computation génératrice d’organisation. Par exemple, l’information, c’est-à-dire les signes engrammés dans l’ADN, pour se transmettre de génération en génération est assurée par le fonctionnement, la computation, de l’ensemble de l’appareil sur lui-même ; c’est l’ADN qui assure sa propre transmission. L’information générative est un quasi-message qui désigne à la fois l’engrammation de signes et leur traitement. Cette information générative est différente de l’information circulante qui assure la communication entre les êtres vivants qui sont organisés à cet effet. La circulation d’éléments chimiques qui constituent des quasi-signaux, déclenche ou inhibe des activités de computation. Information générative et information circulante sont liées par la computation, elles peuvent être ainsi transformées l’une en l’autre par un « appareil » capable d’enregistrer et de traiter ; la génération et la circulation sont deux moments de l’information dans un circuit récursif entre génotype et phénotype qui compute et produit, l’organisation c’est-à-dire l’individualisation biologique mais aussi les relations entre l’individu et son environnement.

C’est dans le cadre de cet incompressible paradigme de computation-information-communication qu’Edgar Morin donne à entendre la « singularité biologique » comme le produit d’une opération doit intègrer les concepts d’éco-organisation, d’éco-auto-organisation et d’auto(géno-phéno)-organisation.

L’éco-organisation désigne un méta-système (oikos : commun) qui produit ses émergences et ses contraintes; l’individualisation biologique est partie de cette éco-organisation au sein de laquelle elle est immergée. Elle y développe des relations de symbiose et/ou de concurrence avec les autres composants de la biocénose. L’individualisation est entendu ici tant au niveau de l’entité humaine que de l’entité moléculaire. Au sein de la cellule, une individualisation moléculaire est immergée dans une biocénose cellulaire avec laquelle elle interagît et cette activité participe à l’activité de l’ensemble ; la défaillance individuelle tant qualitative que quantitative d’une seule entité peut avoir des incidences sur le comportement de l’ensemble quoique une des propriétés de l’éco-organisation en tant que système c’est de se maintenir en se réorganisant, l’état d’équilibre n’étant atteint qu’au prix de compensations internes, ce qui mesure la « robustesse » de la biocénose. Parfois, il y a changement d’organisation et le système évolue, se différencie, pour s’adapter à d’autres conditions. La variété des cycles d'éco-organisation assure inlassablement l’articulation des entités biologiques, même disloquées par la mort, dans un boucle qui se régénère : « la vie se construit dans le mouvement de sa destruction, s’organise dans le mouvement de sa désorganisation » ; le concept d’éco-organisation donne tout son sens à la maxime clé d’Héraclite : « Vivre de mort, mourir de vie ».

L’éco-auto-organisation : « l’éco-organisation est l’école de l’auto-organisation ». Principe fondateur du paradigme organisationnel, la relation oikos-autos exprime la dynamique de fonctionnement d’une entité biologique décrite par son auto-organisation (occurrences spatio-temporelles et morpho-différentielles) et son évolution (chronique des transitions induites par des changements de l’environnement). Inversement, le fonctionnement et l’évolution d’une entité biologique transforment son environnement ; de sorte, que la relation inter oikos-autos peut être assimilée à une relation de couplage entre systèmes : « Dans un paradoxe qui est propre de la relation éco-auto-organisatrice, c’est dans cette dépendance que se tisse et se constitue l’autonomie des êtres ». Cette relation n’a pas de consistance dans l’univers cartésien peuplé d’objets statiques.

L’auto-(géno-phéno)-organisation. L’individualisation biologique est par essence une entité topologique différentiable de son milieu définie par une organisation autopoïétique qui produit ses propres composants et capable de résister aux déformations dues aux flux de matière et d’énergie qui la renouvelle. Malgré l’utilisation de la métaphore de machine pour appréhender le fonctionnement des entités biologiques, celle-ci s’avère d’une portée limitée sur ce point, les machines ne produisant pas leurs propres constituants. L’autopoïèse est perçue comme un processus géno-phénoménal : c’est la cellule et non le gène qui se reproduit (le gène n’opère que dans la cellule vivante) bien que le génome porte en lui la potentialité de nouvelles entités. La notion d’auto-(géno-phéno)-organization capture l’idée de cette dualité géno-phénoménale : le produit produit son producteur, c’est toute l’organisation phénoménale de la cellule qui est nécessaire à l’action des gènes, l’action des gènes est régulée par l’organisation cellulaire qui est sous le contrôle des gènes. C’est de cette dualité entre organisation générative et organisation phénoménologique dont résulte la singularité vivante.

Aux portes de la complexité

Ayant examiné les principes établissant l’organisation biologique, Edgar Morin s’interroge sur le résultat: « qu’est-ce qu’un individu vivant ? Une unité élémentaire ? Un sous-système ? Un système global ? ».

Comment qualifier d’élémentaire fut-ce la singularité vivante la plus simple, quand celle-ci résulte d’intégrations multidimensionnelles? Comment appeler sous-système « ce en quoi prend forme et corps le phénomène organisationnel et existentiel de la vie » ? Comment donner rang de système à cette singularité sans abandonner aux gènes un déterminisme puissant ? La conciliation de ces vues antagonistes, Edgar Morin l’opère en accompagnant la biologie aux portes de la complexité en constatant que : « la révolution biologique s’est en fait enfoncée dans le royaume de la complexité mais elle ne le sait pas encore ». Cette révolution vise l’introduction de la problématique organisationnelle ainsi que celle de l’auto-éco-causalité contingente au regard du déterminisme linéaire.

Il convient de rappeler qu’Edgar Morin faisait ce constat en 1980, il y a plus de vingt ans, en accomplissant cette réflexion visionnaire que constitue le tome II de La Méthode, la Vie de la Vie. Dans le même temps et pour plus de vingt ans, la biologie s’engageait dans un réductionnisme exacerbé. Certes, parallèlement, François Jacob développait ses réflexions sur un nécessaire changement de paradigme ; mais seul Edgar Morin a ouvert les voies qui y conduisent.

Les thèses développées par Edgar Morin, rapportées trop brièvement ici, pénètrent des groupes « avancés » qui engagent aux USA, au Japon, en Europe, des changements radicaux. Il s’agit désormais de partir, non d’un paradigme atomisant qui s’efforce de concevoir le montage d’un mécano chimique mais d’un paradigme d’organisation active ; il ne s’agit pas d’être pour ou contre ces deux paradigmes, il s’agit d’être localement tantôt l’un, tantôt l’autre. Ces évolutions s’opèrent par la mise en place de groupes transdisciplinaires associant épistémologistes, mathématiciens, informaticiens et bien sûr biologistes.

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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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