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Conference sur l’individu et ses dimensions

Bibliotheque Nationale 19 Nov 2003

Pierre Sonigo Directeur de Recherche INSERM, Génétique des Virus, département des maladies infectieuses. Institut Cochin, Paris

Entretien avec Emile Noel

Les dimensions du vivant

La génétique, la biologie d’une façon plus générale est un domaine extérieur à la physique, même si elle peut y plonger quelques racines. Mais, en l’occurrence, autour d’un thème comme “ Le réel et ses dimensions ”, elle peut se sentir concernée. Avant tout, que peut bien signifier le concept de réel et de ses éventuelles dimensions dans le monde du vivant ?

En biologie, la question des dimensions n’a pas été soulevée comme en physique. Mais on peut lier la question des dimensions à celle des échelles d’observation. Un nombre plus élevé de niveaux d’observation possibles distingue le vivant de la physique : molécule, cellule, individu, espèce, écosystème. Des questions différentes se posent selon l’échelle choisie pour observer, décrire et comprendre la vie.

En quoi la question des échelles d’observation est-elle différente pour la biologie ?

Le problème de l’observateur a été soulevé en physique. La biologie aussi est confrontée à cette difficulté. Les notions importantes qui structurent la biologie, comme celle d’individu ou celle d’environnement, sont très liées au point de vue de l’observateur et à ses choix. Par exemple : devant des cellules qui poussent dans un milieu de culture, vous pouvez adopter un point de vue extérieur, décider que ces cellules forment un tout. Un « individu » est défini par l’ensemble de ces cellules. Le milieu de culture est alors le milieu intérieur de cet individu. Vous pouvez aussi adopter un autre point de vue, par exemple celui des cellules. Cette fois l’individu est la cellule isolée et non l’ensemble. Ce qui était milieu intérieur devient environnement. C’est donc le point de vue et non une caractéristique absolue qui définit ce qui est organisme individuel et ce qui est environnement.

Quel serait le meilleur point de vue ?

Cette question pose problème. Nous, humains, avons tendance à considérer que le bon point de vue c’est le nôtre ! D’ailleurs, le vrai individu, celui qui compte, que nous appelons individu dans notre langage naturel, c’est notre personne, c’est-à-dire vous ou moi. Ce qui est à l’intérieur de nous est appelé milieu intérieur, et ce qui est à l’extérieur de nous est appelé environnement. Cela nous semble une évidence. Or ce choix qu’on pourrait dire anthropocentrique est très structurant par rapport aux théories et aux descriptions qu’on va pouvoir faire du vivant.

Ce statut particulier de l’individu est relativement récent dans l’Histoire de l’humanité. Certaines civilisations n’ont pas toujours eu, dit-on, cette conscience de l’individu. Pour revenir à la biologie moderne, à quel niveau, autrement dit sur quel individu, doit-on porter le regard pour comprendre les processus de l’évolution.

La théorie de l’évolution a besoin de définir une entité de référence, une « unité » de mesure du vivant. En effet, la sélection naturelle évalue la reproduction de cette entité. Mais en biologie, tout se reproduit de manière enchevêtrée. Il en résulte que selon l’unité choisie, les résultats ne sont pas les mêmes. Comme si les lois de la physique variaient selon que l’on effectue les mesures en mètres ou en pieds. Selon que l’on choisit les molécules, les cellules, les organismes, les espèces comme entités de référence, on obtient des théories différentes : les biologistes parlent de gène égoïste, darwinisme cellulaire, darwinisme classique, sélection de groupe, etc. Pour illustrer cette question difficile, on peut prendre l’exemple du cancer. On peut décider que l’entité à prendre en compte pour la sélection naturelle est la cellule. Comme les cellules cancéreuses se multiplient plus vite que les cellules normales, la sélection naturelle doit favoriser le cancer. Du point de vue de la cellule, le cancer est donc une bonne chose. Maintenant, si l’on prend comme entité de référence le corps humain dans son entier, le cancer est une mauvaise chose. En fonction du point de vue de l’observation, du choix fait, le cancer va être favorisé ou défavorisé par la sélection naturelle. Ainsi, la théorie de l’évolution prédit deux résultats opposés, en fonction d’un choix d’observation.

D’un point de vue strictement objectif, la question se pose de savoir quel est le meilleur point de vue. Difficilement décidable, de l’individu ou du groupe, de l’altruisme ou de l’égoïsme. En l’occurrence la cellule cancéreuse est égoïste.

Si l’on considère que ce qui compte finalement est le corps dans son ensemble, les cellules ne sont que des parties de ce groupe. On attend alors des cellules qu’elles soient altruistes, d’une certaine manière, qu’au lieu de se reproduire pour elles-mêmes, elles se conforment aux intérêts du groupe auquel elles appartiennent. Au contraire, si ces cellules sont considérées comme des individus, elles développeront un comportement de reproduction égoïste, entre guillemets, c’est-à-dire du point de vue de la sélection naturelle.

Il semble qu’il y ait des cellules qui programment leur propre suicide, pour permettre à l’organisme de survivre.

C’est un cas extrême d’altruisme cellulaire, qui va jusqu’au suicide pour le bien du développement de l’organisme. Ici, la biologie a fait des choix radicaux en terme de définition de l’individu. L’individu qui compte dans ce cas, c’est clairement le corps humain, ou un niveau équivalent chez les plantes et les animaux. Les cellules, en allant jusqu’au suicide, ne sont que les esclaves des intérêts de ce corps. Si l’on observe la mort d’une cellule, le suicide n’en est qu’une interprétation possible. Cette interprétation n’est pas anodine. Il n’y a que pour les cellules qu’elle est admise. Si on change d’échelle et si l’on considère les cellules comme des “ animaux ” à part entière, la vision change et le suicide n’apparaît pas comme une interprétation raisonnable. Dans la nature, si l’on voit des animaux mourir, même si la cause de la mort reste mystérieuse, personne ne va songer à interpréter cela comme un suicide. Pour les cellules, l’hypothèse est encore plus audacieuse : ce n’est pas un suicide de désespoir qui est proposé, mais un suicide altruiste nécessaire à la survie de la collectivité. Les animaux ne se suicident pas pour le bien de leur collectivité. Même chez l’homme, le bien collectif n’est pas une motivation fréquente de suicide. Malgré tout, pour des cellules, des animaux aussi dérisoires que cela, la biologie arrive à invoquer ce type d’explication. Ce n’est qu’une métaphore, bien sûr, mais une métaphore très forte, très structurante sur le plan théorique.

C’est interprétatif, pour faire image d’une certaine façon. Cela fait apparaître un autre problème, que l’on pourrait qualifier de “ conflit évolutif ”, dans la constitution et la survie d’un groupe. La question de l’individu et du groupe se repose alors du point de vue de ce type de conflit.

La nature est un emboîtement de groupes et d’individus : un atome est un groupe de particules, une molécule un groupe d’atomes, une cellule un groupe de molécules, un organe un groupe de cellules, un individu un groupe d’organes. Question : peut on définir ce qui est individu et ce qui est groupe dans l’absolu ? Réponse : bien sûr que non, cela ne peut relever que d’un choix, d’une définition, avec tout le côté arbitraire d’une définition, d’une convention. Mais à partir du moment où l’on fait un choix de ce type, on renonce au relativisme de l’observation. Ici, un choix peut être plus ou moins adapté à ce que l’on va étudier mais il ne peut pas être un choix absolu. L’on ne voit pas au nom de quoi décider que ce groupe qu’on a favorisé dans la théorie est le groupe de référence pour la biologie. Cela semble quand même une étrange coïncidence, un peu troublante, que le bon groupe soit toujours nous. L’individu à mesurer, c’est celui qui nous semble une évidence, c’est notre organisme. Autrement dit à l’intérieur de notre corps, les cellules ne seraient que des pièces détachées, pas des êtres vivants à part entière. Elles n’obéiraient pas à leurs intérêts propres, mais à l’intérêt du corps dans son ensemble. Elles se “ suicideraient ”, elles seraient altruistes. On va même jusqu’à se demander si à l’intérieur des cellules, la chimie ne serait pas différente de ce qu’elle est à l’extérieur. Autrement dit, y aurait-il aussi une sorte de chimie altruiste, de sacrifice de la chimie pour le bien-être de la cellule ? Une telle proposition est-elle vraiment acceptable ?

A partir d’une même observation de phénomènes de mort au niveau des cellules, est-il possible de comprendre autrement. De proposer une interprétation qui ne fasse pas appel à une forme ou une autre d’altruisme cellulaire ?

La notion de “ suicide altruiste des cellules ” a été proposée parce que la mort cellulaire présente parfois des caractéristiques surprenantes. D’abord, si on inhibe les réactions biochimiques cellulaires, les cellules ne meurent pas. Une cellule qu’on “ endort ” ne va pas mourir dans l’embryon, un peu comme si elle devait agir elle-même pour provoquer sa propre mort. Mais c’est surtout la seconde observation qui allait dans le même sens et a imposé l’idée de suicide cellulaire. Quand on inactive expérimentalement certains gènes, la cellule ne meurt pas. Cela a été documenté notamment dans l’embryon d’un petit ver, un nématode qui s’appelle C. elegans. Cette observation extraordinaire a valu un Prix Nobel récemment à Brenner, Sulton et Horwitz. Donc, quand on inactive un gène la cellule ne meurt pas. Dans le cadre classique du déterminisme génétique, où le gène produit les fonctions, on en déduit logiquement que la fonction du gène en question est de causer la mort cellulaire. Ce gène a été qualifié de gène « exécuteur ». Il représenterait un programme génétique de mort qui peut être mis en œuvre pour les besoins du développement embryonnaire. Il était assez difficile d’avaler cette histoire de suicide cellulaire, mais ces deux observations ont finalement convaincu la communauté scientifique d’accepter cette étrange idée de programme de mort. C’est certainement parce qu’il s’agissait de cellules, dont l’altruisme à l’égard du corps entier, si possible notre propre corps, est souvent invoqué, que l’on a admis une telle interprétation. A une autre échelle, on ne pourrait proposer une telle idée. Imaginons des renards, très voraces, qui dévorent des lapins. S’ils dévorent tous les lapins, ils vont finir par mourir de l’épuisement de leurs ressources. Imaginons maintenant que l’on enlève une dent aux renards. Les renards avec une dent en moins vont être un peu moins efficaces dans la consommation des lapins. Les lapins vont vivre plus longtemps et les renards, par là même, vivront aussi plus longtemps. Dans cet exemple, personne n’ira proposer que la consommation des lapins correspond à un suicide ou à un programme de mort chez les renards. On ne dira pas non plus que la dent était l’organe de suicide des renards, au constat que lorsqu’on l’enlève, les renards vont vivre plus longtemps. L’interprétation proposée pour les cellules ne le serait certainement pas pour les renards. Pourtant, la survie est prolongée de la même façon si l’on enlève la dent du renard ou le gène de la cellule. Pour des phénomènes similaires, les interprétations diffèrent radicalement selon l’échelle à laquelle ils surviennent. De plus, le gène des cellules correspond presque à une dent. Le gène produit un enzyme qui consomme les protéines dont la cellule a besoin. De même que la dent croque les lapins qui nourrissent les renards, le gène croque les protéines qui nourrissent les cellules. Les observations sont très similaires ? Pourquoi ne pas interpréter ce fameux suicide cellulaire comme on le ferait dans l’exemple des renards ? C’est la surconsommation des ressources dont la cellule a besoin, et non un suicide programmé, qui aboutit à sa mort. Pourtant, ce n’est pas cette interprétation que l’on a choisi de retenir, on a préféré une forme d’altruiste extrême. Cela souligne qu’on a toujours un point de vue anthropocentrique sur la biologie et que les cellules ne peuvent être que les esclaves des intérêts de l’organisme dans son ensemble.

On retrouve une forme de contradiction dans l’exemple d’une population qui se développe, qui va épuiser son environnement et disparaître, alors que le darwinisme classique dit que ce sont ceux qui se développent le plus qui vont être sélectionnés.

En effet, le darwinisme prévoit que les populations qui se reproduisent le plus vite sont sélectionnées. Mais, le fait qu’un développement trop rapide puisse aboutir ultérieurement à l’extinction de la population n’est pas en contradiction avec le darwinisme. La sélection naturelle n’agit que dans le présent, ici et maintenant. Elle ne prévoit pas l’avenir. La sélection ne peut permettre de renoncer à un avantage immédiat pour éviter une catastrophe à venir. Dans le cas de cellules comme dans le cas des renards, on peut tout à fait imaginer que la sélection naturelle, à force de favoriser la prédation et la capture des ressources, aboutit à une situation catastrophique. La reproduction rapide est sélectionnée tout de suite et la catastrophe ne survient que plus tard. La sélection naturelle ne peut pas anticiper la catastrophe et envoyer un message du genre : “ Attention les cellules, il faut vous multiplier moins vite. C’est indispensable pour votre avenir et celui de votre collectivité ”. C’est pour cela qu’il est difficile de concilier l’altruisme, voire le suicide cellulaire, avec le concept de sélection naturelle.

C’est là où les notions d’espace et de temps s’introduisent. Le vivant fonctionne, dans un environnement défini et pour une durée potentielle qui se développe sur une courbe temporelle en amont et en aval du moment présent. Une démarche qui considère un individu seul, autonome, coupé de son environnement spatio-temporel est erronée.

Le problème de l’individu ou du groupe peut être formulé en termes de connexions dans l’espace et le temps. Par définition, l’individu, est local et immédiat et le groupe est plus grand et arrive plus tard. Les dimensions spatio-temporelles sont plus étendues dans le groupe que dans l’individu. En génétique moderne, très inspirée de la cybernétique, le corps est un système commandé par un programme centralisé qui doit distribuer des informations. Si le groupe est gouverné par un intérêt commun, il faut que la voie à suivre pour préserver cet intérêt commun, qui n’est pas perceptible directement par les parties, leur soit indiquée d’une façon ou d’une autre. Cela prend toujours un certain temps de distribuer à distance les informations issues d’un système central. En conséquence, les interactions de groupe sont plus lentes que les interactions locales qui sont plus immédiates. Tout se passe comme si, pour faire passer le groupe avant l’individu, il fallait faire passer le distant avant le proche, ou le futur avant le présent. Si la logique du groupe est invoquée pour expliquer les phénomènes observés au niveau des parties, cela revient à inverser la causalité, puisque le futur explique alors le présent. Le recours au corps dans son ensemble pour justifier l’explication biologique revient donc à une cause finale. Pour comprendre le corps sans recourir au finalisme, il faut commencer par l’oublier, c’est-à-dire adopter un autre point de vue. Pour se débarrasser une fois pour toutes du finalisme en biologie, il faut avant tout régler le problème de l’individu et du groupe.

L’intérêt de l’individu relève de la tactique immédiate alors que l’intérêt du groupe suppose une stratégie à moyen, voire à long terme. Comment envisager alors l’émergence de structures nouvelles. S’agit-il de l’exécution d’une programmation ou de tout autre chose ?

Tous ces problèmes sont liés. Comme on l’a vu, si l’on considère le corps humain comme un tout, il faut bien qu’il y ait quelque part une vision de ce tout. On est dans la métaphore du corps robot où un programme centralisé envoie des informations à chaque partie du corps. Au contraire, si on accorde l’autonomie individuelle à chaque partie, par exemple à chaque molécule ou à chaque cellule, il faut rendre compte du phénomène de groupe autrement qu’en considérant le groupe en question comme une finalité. Le phénomène de groupe n’est plus quelque chose qui est préconçu et imposé à chacun des éléments. En fait, le groupe émerge du couplage des évènements locaux. Il ne s’agit pas d’une volonté centrale qui diffuse à l’ensemble des individus et qui leur impose, les uns après les autres, l’intérêt du groupe. La simultanéité des phénomènes élémentaires, qui relèvent d’explications purement locales, génère le phénomène de groupe. C’est, non pas la diffusion d’une instruction à distance qui indique ce qui doit être fait en attendant que le résultat se produise, mais une simultanéité, un couplage de tous les avantages obtenus au niveau de chaque élément. L’image typique de cette émergence collective, c’est la construction d’une ruche par les abeilles. Chacune d’entre elles n’a pas le plan d’ensemble, quelqu’un ne leur donne pas les instructions pour construire la ruche. Chacune obéit à des règles locales et le fait qu’elles le fassent toutes ensembles permet l’émergence de la structure collective. C’est ce qui justifie le terme d’émergence : le phénomène collectif n’est pas écrit dans les interactions individuelles, il en émerge. On peut presque se demander si le phénomène collectif est une réalité dont il faut rendre compte, ou juste un autre point de vue sur cette réalité. La structure de la ruche, par exemple, ne peut pas servir de point de départ de l’explication. Il faut regarder les abeilles une à une, voir qu’elles déposent de la cire le plus loin possible les unes des autres. Cela génère une structure à base d’hexagones qu’on peut appeler « ruche » si on adopte un point de vue plus global. Mais si on commence par penser à la ruche terminée, à adopter le point de vue global par anticipation, avant qu’elle soit construite, d’abord on ne va pas comprendre le processus, et ensuite on va être tenté d’adopter un point de vue finaliste, du genre : “ Il y a un plan, il y a un projet ” . Le problème est le même au niveau du corps humain. Nous adoptons systématiquement le point de vue du « corps fini » parce que c’est celui que notre conscience produit de façon très forte. Du coup, pour expliquer comment le corps s’est construit, on vise tellement le résultat final qu’il nous est difficile de ne pas imaginer qu’il y a un plan quelque part qui en guide la réalisation. Cette vision de l’individu comme point de référence, entre en résonance avec la vision de la génétique qui détiendrait le plan de cet individu. Si on renonce à cet individu, on peut adopter aussi un point de vue critique sur la génétique.

Actuellement le discours entendu, tout au moins du grand public comme on dit, c’est que le code génétique est un plan très déterminant pour la construction de l’organe, de l’organisme en général et de l’individu. S’il faut regarder le corps autrement, comme l’émergence d’une singularité, que proposer à la place de l’exécution d’un plan ?

Si on regarde le vivant comme un phénomène global et non comme une succession d’individus, la question n’est pas celle de la reproduction mais celle de l’émergence de singularités dans le phénomène global. L’explication relève du phénomène général comme pour la ruche et ne peut être obtenue par un examen des individus pris isolément. L’idée de reproduction, qui est générée par notre façon de découper le réel, peut être abandonnée. L’exemple de la forêt va permettre de mieux comprendre ce point. Même s’il existe beaucoup de reproduction dans une forêt, on ne va pas dire d’une forêt qu’elle se reproduit. On dira qu’elle croît, qu’elle s’étend. Maintenant, dans cette même forêt, définissons comme individu de référence un carré de un mètre de côté. Ces carrés se ressemblent comme des frères. La croissance de la forêt peut alors être décrite en terme de reproduction des carrés. Le découpage que nous avons défini arbitrairement permet de parler de reproduction. Mais une fois qu’on a découpé la forêt en individus séparés, on se retrouve face à la question de savoir pourquoi ils se ressemblent. Vous voyez le paradoxe. On les découpe et on est obligé de se demander pourquoi ils se ressemblent quand même. Si on ne découpe pas la forêt, la question de la ressemblance des carrés ne se pose pas puisque c’est une seule forêt. Pour résoudre la question de la ressemblance si on découpe, il faut remplacer la connexion matérielle qu’on a rompue par une connexion virtuelle. Quelque chose doit passer d’un carré à l’autre. Une sorte d’information structurante. En biologie, la génétique est chargée de connecter les individus. L’information structurante est génétique. Ce n’est pas facile de faire cette gymnastique.

N’y a t-il pas des situations où le découpage en individus s’impose ?

C’est effectivement ce que l’on aurait tendance à penser. Lorsque le découpage est évident, on parle de reproduction, c’est souvent le cas en biologie. Quand il l’est moins, on parle de croissance ou de propagation, comme en physique. Mais les physiciens aussi se posent des questions de découpage, par exemple dans le cas de la dualité onde-particule. Prenons un autre exemple, celui d’un extra-terrestre qui regarderait les vagues sur l’océan. Il voit qu’elles se ressemblent, elles se succèdent et elles meurent sur la plage. Il pense voilà quelque chose qui bouge, un rythme, une ressemblance, une vie, une mort. Pour lui, c’est vivant. Puis il essaye, sur cet océan de vagues, de définir l’individu de référence, il n’y arrive pas. Il se demande s’il faut choisir la vague entière, les vaguelettes qui forment la vague, ou le groupe de huit vagues, parce qu’il a noté qu’il y avait une certaine périodicité par groupe de huit. Cela ressemble à la question de l’individu et du groupe en biologie. Admettons qu’il décide que c’est la vague de base qui forme l’individu, une fois qu’il a pris cette décision - déjà on ne voit pas pourquoi prendre celle-ci plutôt qu’une autre - mais, s’il décide que les vagues sont séparées les unes des autres, il lui reste à expliquer pourquoi elles se ressemblent. Il a besoin de quelque chose de transversal. En découpant l’océan en individus, il rompt la continuité qui existe entre les vagues, et il devient indispensable d’inventer quelque chose pour expliquer qu’elles se ressemblent. En biologie, le problème est similaire. On est d’emblée convaincu de la séparation des individus et la génétique s’impose comme une évidence. Si l’on considère les vagues comme un continuum, elles se ressemblent parce qu’elles font partie de la même eau. Dans ce cas, si deux vagues se ressemblent c’est parce qu’elles se partagent les eaux. Pas besoin d’un gène des vagues qui passe de l’une à l’autre. On peut aussi prendre l’exemple d’une branche qui pousse, on la casse en deux, les deux parties se ressemblent parce qu’elles sont issues de la même branche, d’un partage. On n’a pas besoin de faire passer une information génétique pour expliquer que les deux moitiés se ressemblent. Le problème est bien sûr d’aborder le vivant de la même manière. Surtout qu’une forte intuition, assez peu objective à vrai dire, nous crie que nous n’avons rien à voir avec une misérable vague qui ne pense, ni ne parle ... Mais qui sait ce que l’océan pense de nous ?

C’est peut-être différent pour ce qui est plus animé qu’une branche d’arbre, une cellule, par exemple, pendant la mitose.

On peut porter le même regard sur la cellule, et voir la mitose cellulaire comme un phénomène de croissance suivi d’un partage. C’est plus difficile qu’avec la branche. Il faut repérer une symétrie qui qui apparaît pendant la croissance qui précède la division cellulaire. En effet, un objet doit être symétrique pour que son partage produise deux moitiés identiques. On peut couper la cellule selon cette symétrie pour en avoir deux. Évidemment, cela devient plus difficile pour expliquer des phénomènes comme la reproduction des mammifères. Pour ne pas avoir besoin de faire appel à la génétique, il faudrait voir la mère et l’enfant comme on voit la branche ou la cellule. C’est-à-dire voir la naissance d’un enfant non pas comme une reproduction de quelque chose d’indépendant qui s’est construit à côté, mais comme un phénomène de croissance de la mère, qui produit une symétrie selon laquelle s’opère le partage à la naissance.

L’enfant, considéré dans l’espace temps, finit par devenir, d’une certaine façon, “ l’autre partie de la branche ”.

Contrairement aux moitiés de la branche ou de la cellule qui se ressemblent tout de suite, l’enfant ressemble à sa mère plus tard. De manière décalée dans le temps. Pour les organismes multicellulaires, la symétrie implique le temps, elle est plus difficile à définir que pour la cellule ou la branche. Il n’est plus nécessaire de faire appel à un programme génétique de construction pour expliquer que les moitiés d’une même chose se ressemblent.

Bibliographie

L’homme végétal. Gérard N. Amzallag. Albin Michel, 2003.

La sculpture du vivant. Jean-Claude Ameisen. Points sciences, Seuil, 2003.

Histoire de la notion de gène. André Pichot. Champs Flammarion, 1999.

Self-Organization in Biological Systems. Scott Camazine, Nigel R. Franks, Jean-Louis Deneubourg. Princeton University Press 2001.

The Evolution of Individuality, Leo.W. Buss. Princeton University Press, 1987.

Du même auteur :

Avec JJ Kupiec. Ni dieu ni gène, pour une autre théorie de l’hérédité. Points sciences, Seuil, 2003.

Avec Isabelle Stengers. L’évolution. EDP sciences, 2003.

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Le virus du sida dans une nouvelle vision du corps

Entretiens avec Marion Jacoub (Centre Georges Devereux, Paris 8) en 2004

Pierre Sonigo, médecin et biologiste, est responsable du laboratoire Génétique des virus de l’Institut Cochin (Inserm U567, CNRS UMR8104, Université Paris 5) depuis 1990. Spécialisé en biologie et génétique moléculaire, il a publié en 1984 la séquence complète du génome du virus du sida. Depuis, il a séquencé les génomes de plus d’une douzaine de virus. Il étudie actuellement les mécanismes de multiplication viraux et la mise au point de vaccins contre le sida. Il est coauteur, avec Jean-Jacques Kupiec , de Ni Dieu ni gène, publié au Seuil (2000, réédition Points Seuil 2003) sur les modèles utilisés en biologie moléculaire et en immunologie. Avec Isabelle Stengers , il a récemment publié « L’évolution » (Mot à Mot, EDP sciences 2003) une étude critique du darwinisme moderne, des notions de gène et de reproduction et une défense des approches historiques spéculatives en biologie.

Entretien réalisé et retranscrit par Marion Jacoub en 2004 (marion.jacoub@iedparis8.net)

Le cœur du virus

En 1983, à l’Institut Pasteur, j’ai travaillé sur le virus du sida, quand il a été découvert, au début de l’épidémie de cette maladie. Avec des collègues eux aussi spécialisés dans le clonage et le séquençage d’ADN, nous devions établir les séquences du génome viral. A partir de là, j’ai travaillé sur les séquences d’ADN du virus du sida et d’autres virus de la même famille. Les théories de la biologie moléculaire sont telles que, quelle que soit la question posée, on essaie systématiquement de la résoudre par l’accès aux séquences d’ADN. C’est la voie royale pour trouver des solutions à des problèmes biologiques très divers. En l’occurrence, au problème du sida. Fin 1984, nous avons publié la séquence complète du génome de ce virus. A l’époque, on imaginait avoir ainsi un accès privilégié à la compréhension de la maladie et aux moyens de la combattre. On a réalisé très vite que cela n’était pas vrai. Une anecdote illustre cela, que j’ai rapportée dans Ni Dieu ni gène. Des journalistes nous ont dit, à la publication de nos travaux : « Vous avez la séquence du virus du sida, vous devez donc tout comprendre maintenant... », et l’un d’entre nous a répondu : « Nous connaissons son visage, mais nous ne connaissons pas son cœur. » Et quand il a dit « cœur », il me semble qu’il pensait quasiment son « âme » ... Un virus, c’est quand même minuscule, et imaginer qu’il puisse y avoir, caché en lui, quelque chose au delà de la séquence, j’avoue que cela a été un choc pour moi. Quand on est rentrés au laboratoire, j’ai demandé à mon collègue ce qu’il avait voulu dire exactement ; et où pensait-il aller chercher le cœur en question ?... Cette histoire est révélatrice, parce qu’on avait effectivement la séquence du virus, on l’avait étudié et travaillé jusque dans les moindres détails, et reconnaissons que c’est un superbe outil de recherche. Mais cela ne nous donnait pas une lumière totale, nous n’avions pas le livre du sida. Ce virus est formé en gros de 12 protéines différentes, plus l’ADN. On avait la séquence de l’ADN. Cela nous donnait accès à la composition des protéines, chose qui était attendue, car on sait que l’ADN sert à la synthèse des protéines. Mais on n’avait rien de plus. Cela aurait du être une évidence qu’au-delà de la structure des protéines on n’aurait pas grand-chose d’autre. Pourquoi cette déception alors ? Un virus est un animal extrêmement simple, minuscule, presque ridicule, et s’il y avait un livre de vie dans les séquences d’ADN, le virus était un objet idéal pour commencer à en déchiffrer la grammaire. Pourtant, il n’y avait pas d’autre grammaire à appliquer que celle du code génétique, c’est-à-dire la correspondance entre la structure de l’ADN et la structure des protéines, que l’on connaît depuis longtemps. La simplicité du virus ne nous révélait pas le langage des gènes. Nous restions cantonnés à la composition des protéines. Ce qui, bien sûr, pour un chercheur est très utile, il ne faut pas le nier. Mais cela ne nous ouvre pas des horizons nouveaux, ne jette pas une lumière franche sur l’action du virus. On ne sait toujours pas exactement, vingt ans plus tard, comment le virus du sida tue. Paradoxalement, la publication de cette séquence - qui était considérée comme un événement glorieux, un grand succès scientifique -, n’apportait pas la réponse aux questions que me posait mon métier chaque jour et que je pensais trouver ainsi. C’est quand même un drôle de retournement. Il reste que le sida est quelque chose de dramatique, à quoi il faut trouver des réponses précises. Si elles ne sont pas là où l’on pensait, il faut aller les chercher ailleurs.

HIV et la théorie de l’évolution

Ailleurs, mais où ? Il se trouve qu’une des zones que l’on s’est mis à explorer - sans vraiment le faire exprès, car c’est le virus qui nous a guidés -, est la théorie de l’évolution. Dans les cursus médicaux ou scientifiques modernes, il n’y a pas de cours sur la théorie de l’évolution. On apprenait la biologie moléculaire de Monod et Jacob, un peu de biochimie. Cela a peut-être changé, mais, à l’époque, l’ADN était roi et il n’y avait guère de place pour le reste. Le triomphe de la biologie moléculaire. Tout le monde voulait en faire et la théorie de l’évolution se trouvait reléguée au second plan, voire oubliée. C’est HIV qui m’a forcé à retrouver ce chemin. Pourquoi ? Eh bien, parce que ce virus varie. Tout le monde le sait, on se trouve, avec les virus en général, avec celui du sida en particulier, dans une situation évolutionniste extrême, caricaturale, visible en temps réel. De l’évolution des dinosaures jusqu’à la vie actuelle, l’évolution a quelque chose d’irréel, de très théorique. Au contraire, au laboratoire, en deux semaines, l’évolution du virus du sida est patente, et, malheureusement, elle est visible en deux semaines également chez un patient. Vous administrez - ce qui était le cas à l’époque -, un seul médicament, comme l’AZT - un des premiers médicaments utilisés -, et, en quinze jours, apparaissent des virus résistants à ce médicament. Les notions de variation et de sélection sautent aux yeux, elles se manifestent dans les événements que l’on observe et que l’on doit comprendre. Si l’on choisissait au contraire l’angle de la mécanique moléculaire, le virus du sida nous faisait plonger dans un réductionnisme infernal. Il fallait connaître la forme de la moindre molécule et se demander pourquoi telle molécule était en contact avec telle autre et comment elles s’emboîtaient. Et les molécules, même dans un virus si petit, il y en a beaucoup ! Un travail assez fastidieux pour des résultats douteux. De la mécanique ni vraiment sophistiquée, ni vraiment vivante. Cela suscitait une exploration infinie vers l’infiniment petit : un puits sans fond, qui générait ses propres problèmes et nous éloignait des questions de départ. En comparaison, la théorie de l’évolution nous permettait facilement de comprendre des choses, comme la mécanique de résistance aux antiviraux : les virus résistants sont sélectionnés, car ils continuent à se multiplier en présence du médicament. Pas besoin de chercher indéfiniment à trouver des atomes dans des bottes de molécules. Si le virus, à l’échelle moléculaire, est un animal extrêmement compliqué, on va à l’envers de la science qui doit quand même simplifier les choses. Le plongeon vers les molécules nous compliquait l’existence, il nous faisait entrer dans quelque chose d’extrêmement compliqué pour un virus. La biologie devenait impossible : si c’est compliqué pour un virus, imaginez pour une cellule... ou un humain ! Alors qu’en regardant le virus comme l’animal le plus simple soumis à la théorie de l’évolution, c’était lumineux, quasiment idiot, on obtenait tout de suite des réponses à beaucoup de nos questions.

La résistance aux médicaments était un cas d’école où l’application des principes évolutifs était immédiate. Mais il y avait des questions plus générales sur la maladie. Les phases de l’infection et l’apparition retardée du sida suivent les variations de la quantité de virus détectable dans le sang. Le problème était de comprendre ces variations. Par exemple, au bout de trois semaines environ après la contamination, la quantité de virus dans le sang diminue très fortement ; on se demandait pourquoi un virus qui devrait se multiplier toujours de plus en plus vite se met à diminuer. Dans l’explication moléculaire, sur le modèle de l’opéron lactose de Monod et Jacob, qui était notre explication préférée à l’époque - et je ne dis pas cela méchamment, je l’ai écrit moi-même -, on disait : « le virus diminue dans le sang parce qu’il reçoit un signal de régulation négative de multiplication. - Et quel est ce signal ? - Eh bien, on va l’étudier... Il met sans doute en route un gène de régulation négative. - Et c’est quoi, ce gène de régulation négative ? - Il y a une séquence d’ADN, on ne sait pas trop à quoi elle sert, c’est peut-être ça ». Présenté de cette façon, on réalise le rôle essentiel du langage. Le langage sert d’explication à lui tout seul. Tout le monde peut faire de la biologie à ce compte : pourquoi le virus se multiplie-t-il ? Il reçoit un signal de multiplication. Pourquoi diminue-il ? Un signal de diminution. En fait, on repousse la question. Cette notion de signal est inspirée de la cybernétique. Dans un robot, il y a toujours une information qui déclenche une action. Cette information est l’équivalent d’un ordre verbal : fais ceci, fais cela. La cause des actions du robot est simplement les ordres qu’on lui donne. Pareil pour le virus. Cette vision cybernétique est largement implantée en biologie moléculaire. Le coup du signal, c’est bien joli, très chic, très cybernétique... Le programme génétique qui dirige le robot viral à l’aide de signaux, cela fait un peu rêver. Mais il y a des milliards de virus dans des milliards de cellules toutes différentes, et le signal en question reste un peu du domaine de la magie. On aimerait vraiment connaître la nature de ce signal si puissant qu’il est capable de se faire obéir par des milliards de virus ! C’est un type qui arrive avec un porte-voix et qui dit : tout le monde s’arrête, au repos le virus ! Ce n’est pas raisonnable. On imagine mal ce que peut être un tel signal qui arriverait à synchroniser des milliards de virus qui envahissent une personne de la tête aux pieds. Les idées de sélection naturelle sont alors entrées en scène : trois semaines, c’est à peu près le temps que met la réponse immune à se déclencher, c’est le temps qu’il lui faut pour développer une activité suffisante. En fait, le virus ne baisse pas au bout de ces 3 semaines. La quantité de virus que nous mesurons est la résultante de deux facteurs : la production de virus et sa destruction. Ce que nous observons à chaque instant est le résultat de la production moins la destruction. Si la destruction se met en route, la quantité baisse, sans pour autant que la production de virus se soit calmée. C’est ce que l’on appelle un équilibre dynamique. En fait, aujourd’hui, nous avons tous compris cela : le virus ne met pas en route des signaux de latence, de ralentissement, avec des gènes de ralentissement ; simplement, quand la réponse immune commence à être suffisamment efficace dans son activité de destruction du virus, il y en a moins. Soit on adoptait l’idée d’un signal cybernétique et génétique de régulation négative - ce qui nous plongeait dans une analyse réductionniste de toute la mécanique moléculaire ; soit on prenait en compte l’écosystème viral : la sélection naturelle, ce qui se passe, quel est le prédateur du virus ; et l’on s’aperçoit que la quantité diminue de façon évidente et triviale sans aller chercher je ne sais quelle mécanique magique.

Le virus est un animal vivant

Le virus devenait un mini-animal dans un écosystème. Cela forçait à un changement de vision, il fallait se mettre à la place du virus en tant qu’animal, en tant qu’individu à part entière dans un habitat qui est notre corps. Faire cet exercice mental nous donne une autre vision de notre propre corps, qui devient la forêt dans laquelle le virus prolifère, son environnement à lui. À l’époque, je chicanais avec des collègues parce que, pour beaucoup de biologistes, le virus n’est pas vivant. Cela fait partie des poncifs, des choses qu’on dit dans tous les cours de virologie : on décrit le virus comme un parasite obligatoire qui ne peut vivre en dehors de nos cellules, qui, en dehors du corps, ne se multiplie pas. C’est un drôle de terme que celui de parasite obligatoire. Tout cela parce que, sans le corps de son hôte, il est inerte. Ce besoin de l’environnement du corps pour se multiplier nous autoriserait donc à le définir comme parasite. Et de cette obligation de parasiter, on en déduirait qu’il n’est pas vraiment vivant. La première partie du raisonnement est déjà incroyable : une vache aussi a un besoin vital de son environnement - la prairie. Elle ne doit pas beaucoup proliférer, cette vache, si vous lui enlevez son foin ou sa prairie. Est-ce qu’on en définit pour autant une vache comme un parasite obligatoire ? Est-ce que vous allez définir la vache comme « non vivante » du fait que, si vous la jetez dans l’espace, elle meurt ? Voilà ce qu’on fait sans scrupules pour le virus : jeté dans l’espace, sorti du corps, il est mort. Donc, il n’est pas vivant ! Et on gobe cela dans tous les cours de virologie. Cette histoire nous enseigne deux choses psychologiquement intéressantes. En premier lieu, un anthropocentrisme incroyable : si le virus est parasite, c’est parce que c’est nous qu’il parasite. Si la vache parasite l’herbe, ce n’est que de l’herbe. Si elle nous mangeait, nous, on la définirait comme un prédateur ou un parasite. L’herbe n’a pas le même statut en tant qu’écosystème que notre corps. En second lieu, la manière de définir la vie. On en vient à se demander si, de la même façon que la définition de parasite est archi-subjective et centrée sur notre propre perception de nous-même, la définition de vivant ne serait pas prise dans le même mécanisme. Le virus serait défini comme vivant par rapport à nous. Cela force à un changement de regard sur nous-même et sur notre corps. Le corps devient écosystème, le virus devient un animal à part entière et tout l’anthropocentrisme des définitions précédentes est secoué.

Ecosystème ou programme génétique ?

Il y a eu des événements-clés dans la recherche sur le sida, mais il y a eu aussi la collaboration avec Jean-Jacques Kupiec, qui avait développé de son côté des modèles de développement embryonnaire où chaque cellule était soumise indépendamment à la sélection naturelle. Cela entrait en résonance avec la vision du virus dans la forêt. Cela nous a permis de déployer, d’un côté, le discours sur le corps comme écosystème, de l’autre, le discours sur le caractère très relatif de ce qui est contenu dans les séquences ADN. Si nous avons appelé notre livre Ni Dieu ni gène, c’est pour insister sur un des fondements implicites de la génétique qui ressemble a un a priori créationniste. Pour les pré-darwiniens, l’organisation, l’harmonie qu’ils percevaient dans le monde impliquait, l’existence de Dieu - et l’existence de Dieu confirmait la réalité de leur vision du monde. Dans une sorte de va-et-vient, de circularité. La génétique fonctionne de la même manière au niveau de nos cellules que le créationnisme ancien au niveau de la nature extérieure. Pour la génétique, nos cellules ne forment pas un écosystème, elles forment un individu. Ce dernier est posé a priori, comme une évidence indiscutable. Il requiert une théorie explicative. L’explication est proposée sur le mode de la cause première, en l’occurrence le programme génétique. L’organisation perçue du corps est renvoyée à un grand organisateur du corps, qui en retour semble confirmer la justesse de cette perception. Partant du problème très technique d’un chercheur qui doit analyser les séquences de l’ADN trouvé dans le virus du sida, ou qui doit comprendre pourquoi la réplication virale fluctue au cours de l’infection, on arrive à des questions qui débordent largement le cadre initial.

HIV met à mal le clivage disciplinaire

Ces questions sur la définition de la vie et du vivant sont étrangères à notre spécialité. D’autres questions surgissent du type. « Qu’est-ce qu’une société ? » Pourquoi d’une société humaine il est dit : c’est une société, et d’une société de cellules : c’est un individu ? Le plus important est que des recherches quotidiennes en apparence très concrètes sur le sida peuvent s’orienter du tout au tout en fonction des réponses que l’on apportera à ces questions bien philosophiques. On s’ouvre alors par la force des choses à une interdisciplinarité des champs. On soulevait par exemple la question de l’individu, du discret et du continu, de la causalité, de l’origine, de la place du hasard, etc. Isabelle Stengers m’a beaucoup aidé sur ces dernières questions que nous avons abordées dans « l’évolution », publié récemment. Cette obligation interdisciplinaire est venue des faiblesses de notre propre discipline, de sa structure théorique. Les biologistes ont du mal à l’admettre, mais il faut dire tout haut que les théories génétiques n’apportent pas les réponses aux questions qu’elles prétendent régler. Il est grand temps de changer de théorie en biologie ! On a alors été emportés dans une double démarche : 1) de remise en cause de notre discipline telle qu’on l’avait apprise ; 2) de recherche de solutions chez nos voisins et collègues. On s’aperçoit que pour trouver des solutions nouvelles, nous devons discuter avec les physiciens, avec les sociologues, avec les philosophes, avec les historiens. Même les psychologues. Ils nous donnent plein d’idées sur notre propre mode de réflexion et sur les possibilités de résoudre nos problèmes. Le clivage des disciplines est un handicap très important. Surtout maintenant que l’époque glorieuse de la biologie moléculaire est révolue. A la rigueur quand on faisait tout reposer sur l’ADN, on n’avait besoin de personne. La biologie regardait le reste du monde du haut de la double hélice. Maintenant la double hélice d’ADN a la cinquantaine, le génome humain est connu. Et les principales questions sont toujours là : qu’est ce que le cancer ou le sida ? comment se développe un embryon ? qu’est ce que le vieillissement ? J’ai beaucoup plus appris en discutant avec les spécialistes de l’écologie qu’avec mes collègues proches, qui travaillent sur le même sujet que moi. Cela fait longtemps que l’on parle d’interdisciplinarité, mais il ne se passait pas grand chose. Je crois que ca va changer. Par exemple, le CNRS et l’INRA m’ont encouragé à organiser une formation interdisciplinaire destinée aux chercheurs en biologie, physique, chimie, histoire des sciences. Assez confidentielle et presque en abandon il y a 5 ans, cette école CNRS-INRA intéresse de plus en plus de collègues et l’équipe qui l’organise est de plus en plus solide et motivée. Il y a de plus en plus d’initiatives du même type. J’espère que c’est un indice fort que les choses bougent.

Synergies

Dans le cadre de cette école pour chercheurs, nous avons commencé à discuter avec les spécialistes de l’évolution ou de l’écologie. J’ai aussi pu assister à des cours d’écologie. J’ai un peu mieux compris ce que je percevais intuitivement du virus, et j’ai eu un peu accès aux techniques utilisées dans ce domaine. Les façons d’aborder ce qu’est un équilibre proie-prédateur, ce que sont ces systèmes qui bifurquent... Je ne serai jamais écologiste, je ne crois pas que l’on puisse de l’extérieur dominer tout cela, au niveau des techniques, des notions, des applications, mais cela permet d’avoir quelques bases sur le langage des écologistes et de dialoguer avec eux. De fil en aiguille, nous avons pris de nouveaux contacts avec les matheux, jusqu’a organiser un module de biologie pour étudiants en maths. Dans la génétique moléculaire, on avait uniquement besoin des biologistes : il suffisait de lire dans l’ADN, de déchiffrer le langage des gènes. Si l’on croit à ce langage, et qu’on ne parvient pas à le déchiffrer, on fait alors éventuellement appel aux informaticiens ou aux linguistes afin qu’ils nous aident. L’interdisciplinarité ne va pas beaucoup plus loin. Mais si l’on ne croit pas au langage des gènes, il faut tout de même expliquer les phénomènes. Si l’on suit l’idée qu’il s’agit de phénomènes d’équilibre écologique, de consommation de ressources, de ce qu’on appelle des équilibres dynamiques entre la production et la destruction, il faut pouvoir les explorer, avec les bons outils... les ponts entre les disciplines sont indispensables dans ce cadre. Nous n’en sommes qu’aux balbutiements. Tout reste encore à faire.

En cheminant ainsi, de l’idéalisme du langage génétique vers des systèmes ouverts où l’organisation émerge du mouvement et de la dynamique, nous retrouvons les progrès récents de la physique et la chimie... spécialités qui sont du chinois complet pour un biologiste de base. Les physiciens théoriciens sont précieux. Ils nous aident actuellement à modéliser certains phénomènes de toxicité des traitements anti-viraux. On a commencé à faire des modèles de réplication virale. Nous n’en sommes qu’à des tentatives assez préliminaires. Certains sont beaucoup plus avancés que nous pour les relations physique-biologie et les phénomènes d’auto-organisation. Je pense à certaines études de morphogenèse cellulaire ou végétale. Mais le plus souvent, il s’agit d’instrumentation ou d’analyses de structure des macromolécules. La physique vivante reste à développer.

Des collègues issus des sciences humaines aussi nous ont contactés après avoir lu « Ni Dieu, ni gène ». Les sociologues par exemple ont vu des choses que nous n’avions pas forcément prévues. Cela nous a permis de comprendre un peu où l’on était, à partir du moment où l’on commence à définir le corps comme un écosystème constitué d’individus autonomes. Dans quels types de structures et quels types de questions étions-nous entraînés, et quelles étaient les réponses possibles. On nous a qualifiés de biologistes tardiens. Je ne connaissais pas les théories sociologiques ni le travail de Tarde, et je ne comprenais pas du tout ce que cela voulait dire. Finalement, les modèles d’organisations que l’on prévoyait pour l’organisme étaient des modèles sociologiques déjà abondamment débattus dans d’autres contextes. On n’invente rien. On retombe sur des débats assez approfondis menés dans d’autres disciplines.

Questionner la vision de la société cellulaire

a) Le suicide cellulaire

Curieusement, la biologie ne s’était pas vraiment posé la question comme cela. La société cellulaire est conçue comme un système complètement centralisé par un programme génétique qui a les pleins pouvoirs. Les cellules ne sont pas des individus libres. Elles obéiraient à une norme sociale que leur imposerait le génome au détriment de leur intérêt propre. Complètement sujettes des objectifs collectifs, les cellules de notre organisme ne seraient pas là pour elles, elles seraient là pour nous. Esclaves de notre intérêt. En biologie, on dit que même que les cellules « se suicident ». Ce qui est incroyable, car il y a très peu d’animaux qui se suicident... alors des cellules ! C’est déjà très difficile à comprendre sur le plan de la sélection naturelle. La sélection naturelle favorise celui qui survit le mieux, la tendance au suicide ne devrait donc pas être stable en matière d’évolution. Nos propres cellules le feraient, pourquoi ? Non qu’elles auraient des capacités de souffrance, elles le feraient pour l’intérêt collectif, pour que l’embryon se développe correctement. Là, nous voyons à quel point la vision de la société cellulaire était peu questionnée. Des animaux aussi bêtes que les cellules se suicident. Comme nous. C’est même pire que nous, car, de ce que j’ai compris, le suicide chez l’homme est rarement un sacrifice pour sauver le reste de la société... Mais les cellules se suicideraient pour le bien de leur collectivité, qui d’ailleurs le leur ordonne... La notion de programme de mort, de suicide cellulaire, est quelque chose d’extrêmement utilisé en biologie moderne. Quand on réalise la façon dont est conçue la société cellulaire, on croit rêver. C’est plutôt un cauchemar. Et le malaise qui en découle nécessite tout un travail de déconstruction du bain génétique dans lequel on a trempé dès le départ. Il s’agit de réinterpréter les observations de mort cellulaire dans un cadre théorique qui permet de rendre la liberté à nos cellules. Après un nouvel examen, ce qui apparaissait en première analyse comme un suicide est apparu comme la conséquence d’un déséquilibre des ressources matérielles qui tiennent la cellule en vie. La cellule ne se suicide pas, elle meurt de faim.

b) Le cancer

La biologie moderne s’appuie, il est vrai, sur des technologies très puissantes qui permettent un grand luxe de détails dans la description des phénomènes. Mais les théories sous-jacentes sont aussi simples que les descriptions sont compliquées. On est parfois accusé de caricaturer la biologie que l’on cherche à démonter. Mais les biologistes mélangent tout : les faits sont très riches, pas les théories. En biologie les théories sont malheureusement d’une banalité affligeante. Pourquoi un bras : à cause du gène du bras qui construit le bras ! Pourquoi un oeil : à cause du gène de l’œil qui construit l’œil. Mais cette banalité est bien camouflée dans des descriptions très fouillées transmises dans un jargon impossible. En passant sans cesse de la théorie aux faits, la biologie tisse un nuage de fumée avec la richesse des faits apparents pour y noyer les théories sous jacentes. La biologie cache ainsi sa nudité et garde la tête haute. La théorie actuelle du cancer, par exemple, est la suivante : un cancer se produit quand on active un gène du cancer. Comme le gène du cancer est aussi activé dans des cellules normales, cela pose problème. On y ajoute alors un raffinement subtil : on active les gènes du cancer certes, mais il faut aussi inactiver les gènes anti-cancer ! La liste des gènes du cancer et des gènes de l’anti-cancer forme alors un capharnaüm beaucoup plus compliqué que la théorie qui a poussé à les identifier. Le fonctionnement de ce prétendu réseau dans lequel chaque gène fait une chose et son contraire reste encore bien mystérieux. Si l’on cherche à combiner à cela la sélection naturelle on arrive à une théorie un peu plus fouillée, mais tout aussi bancale, qui est la suivante : Les cellules doivent se multiplier le plus vite possible. Le cancer étant formé par des cellules qui se multiplient très vite, la sélection naturelle appliquée aux cellules devrait favoriser le cancer. On devrait observer tout le temps des cancers. Pourquoi cela n’est pas le cas ? La solution est d’appliquer la sélection naturelle non pas aux cellules, mais à l’individu dans son ensemble. Dans ce cas, si on prend comme entité de référence pour appliquer la sélection naturelle, non pas la cellule, mais l’organisme tout entier, on obtient un résultat opposé : la sélection naturelle doit éviter le cancer. Autrement dit, ce qui est bon pour la cellule n’est pas bon pour nous. Mais le problème si l’on voit les choses ainsi, c’est que ca ne peut pas marcher : le principe de la sélection naturelle, c’est un bénéfice immédiat, ici et maintenant. La sélection naturelle ne peut empêcher la cellule de se multiplier tout de suite, sous prétexte que ça peut tuer l’organisme quelque temps plus tard. La sélection naturelle ne peut rien prévoir. Elle ne peut pas prévoir un désagrément futur pour le groupe de cellules. Alors pour régler cette faille théorique, la solution génétique ad hoc a été proposée : ce que la sélection naturelle ne fait pas, c’est le génome qui s’en chargera ! La cellule obéira au génome, pas à la sélection naturelle. Si l’on suit cette logique, on peut dire que si on n’a pas de cancer, c’est parce que la cellule a renoncé à se multiplier comme elle devrait le faire si elle était un individu libre. Elle est prisonnière du génome qui nous représente, et qui applique avec force l’autorité de notre corps. L’organisme est un individu à part entière, pas la cellule. Finalement, même pour expliquer l’absence de cancer, la génétique requiert une forme de sacrifice des cellules. Plutôt que de se reproduire pour elles, elles attendent sagement. Pourquoi les cellules sacrifient-elles ainsi leur reproduction individuelle au bénéfice de celle de l’organisme ? Parce que le programme génétique défend, au fond, la collectivité ; c’est le pouvoir central qui défend l’intérêt collectif ; en l’occurrence, il dit aux cellules : attention, ne vous multipliez pas trop, car ce n’est pas bon pour votre groupe. Il y aurait dans les gènes un système de surveillance génétique et de contrôle empêchant les cellules de trop se multiplier. On reste en cohérence avec la théorie des gènes du cancer dont j’ai parlé. Si les cellules se cancérisent, c’est parce qu’elles ont muté de façon à détraquer le système de surveillance et à lui échapper en activant les mauvais gènes du cancer et en inhibant les bons gènes anti-cancer. La cellule gentille reste sous contrôle de son collectif représenté par le génome, la cellule cancéreuse a réussi à y échapper en mutant son propre programme.

c) Cellules et lapins

Au contraire, dans la vision de l’écosystème, la cellule devient un animal libre, comme nous, comme les autres animaux. A quoi peut être dû le cancer dans ce cadre théorique ? Imaginez qu’on ne parle plus de cellules, on parle d’animaux dans un écosystème. La cellule est comme un lapin. Imaginez un cancer des lapins, autrement dit une prolifération massive de lapins qui menacent de détruire la forêt. Quelle est l’explication ? Est-ce parce que le lapin a échappé à la surveillance ? De qui ? Peut-être d’un Dieu bienveillant ? Non, s’il y a prolifération de lapins, vous allez chercher les carottes. Vous direz : il y a quelque chose dans les ressources du lapin, ou dans ses prédateurs, qui lui permet de se multiplier comme cela. Si vous avez des algues qui envahissent la baie de Monaco, vous n’allez pas dire : les algues ont échappé à la surveillance... Peut-être les pré-darwiniens, qui avaient une vision programmée, ordonnée, de la nature, auraient dit : si les lapins prolifèrent, c’est qu’ils ont échappé à la volonté divine. Mais, en tout cas aujourd’hui, on ne le ferait pas. Sauf pour comprendre l’intérieur de notre corps où on applique des principes qui ne sont pas ceux du darwinisme. La théorie darwinienne n’est pas appliquée à l’intérieur de notre corps. C’était l’idée géniale de Jean-Jacques Kupiec sur la question du développement embryonnaire, qu’il a publié il y a 20 ans. Peut-être qu’à l’époque il n’avait pas perçu à quel point il faudrait réécrire toute la biologie, pas seulement l’embryologie ... Pour comprendre le développement embryonnaire, il proposait de prolonger la sélection naturelle dans l’organisme. C’est vrai que, en pratique, on ne le fait pas. On ne le fait pas pour l’embryon, on ne le fait pas pour le cancer... Parce que, pour la génétique, la vie est soumise à la sélection naturelle uniquement à l’extérieur de l’organisme. Mais à l’intérieur de l’organisme, elle est soumise au déterminisme génétique. Dans l’animal robot, la cellule obéit aux ordres du programme, elle ne répond pas à la sélection naturelle.

Du rôle de la métaphore

De l’écologie à la biologie cellulaire, on peut importer assez facilement des modèles. En appui sur la métaphore écologique, on peut transposer les outils tels quels d’un champ de recherche à l’autre. C’est plus simple dans un premier temps. Pour cela, on se contente de définir nos cellules comme de petits animaux. Au lieu de prendre le terme technique de flux métabolique, on va parler de nourriture. L’avantage de l’écosystème, c’est que c’est quelque chose à notre échelle. On arrive mieux à comprendre intuitivement la logique d’un animal que celle d’une cellule. C’est pourquoi j’ai abondamment utilisé la métaphore de l’écosystème. L’écosystème est un modèle d’auto-organisation que l’on perçoit assez facilement : imaginer les cellules qui mangent, cela permet d’appréhender cette réalité. Bien sûr, cette métaphore a ses limites. Il faudrait normalement traiter d’emblée des flux de matière, sur des bases physico-chimiques. En écologie, on utilise le concept de chaîne alimentaire ; dans la métaphore écologique, on dira que les cellules du système immunitaire se structurent autour de telles chaînes alimentaires. Cette métaphore m’a permis d’explorer les révisions possibles des théories immunologiques. Ce ne sont pas vraiment des chaînes alimentaires, ce sont plutôt des suites de réactions biochimiques. Mais en gros, on peut les traiter pour commencer comme une suite de transformations alimentaires. Cela permet de donner une perception immédiate des choses et d’expérimenter des outils déjà éprouvés ailleurs : les relations proie/prédateur, les relations entre le niveau de ressources et la spécialisation, ces outils conceptuels des écologistes, peut-être aussi des économistes. La métaphore est utile dans un effort de vulgarisation. Mais ce n’est pas que cela. Les métaphores m’ont servi à comprendre ce dont moi-même je parlais. Les fables écologiques m’ont beaucoup servi de guide. Dans « l’évolution » avec Isabelle Stengers, nous avons aussi utilisé le modèle de la ruche et des abeilles pour évoquer les structures collectives émergentes. Dans « Ni Dieu ni gène » les métaphores sur les virus utilisant les lapins, oui, c’est de la vulgarisation, car c’est mon domaine. Mais quand je commence à parler d’écologie, la méthode pour vulgariser les choses a été celle-là même qui m’a aidé à faire la jonction. La métaphore permet à un spécialiste de changer son regard sur son objet usuel d’étude, elle fait passerelle. C’est le problème des sciences aujourd’hui, on est tous ultra-spécialisés, donc enfermés. On dit souvent de ne pas s’enfermer dans les métaphores, mais, au contraire, elles nous ouvrent des horizons conceptuels. Cela dit, on passe toujours d’une métaphore à l’autre. On était dans la métaphore du robot, on passe à celle de l’écosystème. Au départ, la métaphore ouvre l’esprit jusqu’à ce qu’elle nous enferme à nouveau : la métaphore du robot a fonctionné, mais on s’aperçoit que, pour continuer à avancer, il nous en faut une autre. Je ne critique pas tant que cela la métaphore du robot car elle nous a permis d’en arriver là où on en est aujourd’hui pour la remettre en question.

L’individu, la causalité et le hasard

a) L’individu

L’idée même de reproduction, si importante en biologie impose la définition d’un individu de référence. Et comme par hasard, l’individu de référence qui sera choisi n’est ni l’atome, ni la molécule, ni la cellule, ni l’organe, ni même l’espèce. C’est nous. On dit qu’on se reproduit. Mais on ne dira pas qu’un écosystème se reproduit. D’une forêt par exemple, on ne dit pas qu’elle se reproduit, on dit qu’elle s’étend. Mais si on décide qu’un mètre carré de forêt constitue un individu, alors on dira que les individus qui forment cette forêt se reproduisent. Et si de la même manière l’individu biologique n’existait pas, s’il n’était qu’un mode de découpage arbitraire dans un continuum matériel ? Je ne sais pas pourquoi on dit que l’homme est un individu ; il n’y a aucun animal qui soit individuellement autonome. On revient sur l’approche des virus de tout à l’heure. L’animal n’est jamais autonome : sur des choses aussi essentielles que la nutrition, par exemple, on a des bactéries plein le tube digestif et on a besoin de la photosynthèse végétale. Si on voulait une entité autonome sur le plan nutritionnel, on prendrait plutôt les bactéries et les plantes. Enfin presque, parce que pour faire vivre des plantes, il faut le soleil. Les plantes ce n’est pas si autonome que ça. Sur le plan de la reproduction, pas mieux. Chez les mammifères, il faut être deux. Ce que l’on appelle individu humain n’est qu’un demi-animal pour la reproduction. Chez les animaux, il y a tout un tas de contraintes qui font qu’ils ne sont jamais indépendants. Pourquoi décide-t-on qu’on est indépendant ? Parce que l’on parle tout seul ? Les psychologues diront que parler tout seul trop longtemps, cela ne fonctionne pas très bien. Même pour le discours qu’on a l’impression de tenir seul, on a besoin du retour des autres. On n’est donc pas du tout un individu, on est un élément d’un système. Nous sommes obsédés par nos perceptions, ce que l’on appelle conscience ; et je n’ai jamais compris ce que c’était que la conscience. Ce qu’il me semble avoir compris, c’est que c’était cette perception que l’on a de nous-même. Si on fait de cette perception une réalité scientifique pour définir un individu, il n’y a pas plus égocentrique que la conscience. La conscience, c’est le sentiment d’être au centre de soi-même, c’est horrible ou très beau selon les cas, mais si cela doit être la base d’une conception scientifique, je comprends que l’on dérape. L’individu est un point de vue sur le monde, mais ce point de vue ne peut pas être posé comme a priori pour comprendre le monde en question. Le fait que nous nous percevons comme des individus qui se reproduisent est un mode de description qui nous aide et nous permet de vivre notre vie de tous les jours. Mais il ne faut pas partir de ce mode de description pour le comprendre. Le sida tue, c’est un point de vue humain qui nous est insupportable. Mais ce point de vue humain ne doit pas être le point de départ de notre analyse. Pour comprendre, on va se mettre à la place du virus et on oubliera notre point de vue humain. On va même développer une forme d’ « empathie virale ». Le virus ne connaît pas notre mort et cela n’est pas son but. Le point de vue du virus n’est pas le nôtre. La mort est seulement un point de vue qui émerge d’un autre point de vue qui ne la définit pas ainsi. C’est peut-être un peu caricatural, mais si on considère que le cerveau est là pour penser et le cœur pour battre, c’est une évidence certes, mais cela ne peut structurer l’explication. Si on part du point d’arrivée et qu’on cherche un point de départ qui nous amènera, même par hasard, à ce point d’arrivée, on est obligatoirement finaliste. Il faut se plutôt se demander : quand, de notre point de vue, le cerveau pense, que fait le neurone ? Est-ce que, option finaliste, le neurone a un programme qui lui dit de se mettre en relation avec les autres neurones pour penser ?

b) La causalité

Avant Darwin, il y avait une cause première : Dieu, et une fin dernière : l’homme. Dieu d’un côté, c’est le créationnisme, l’homme de l’autre, c’est l’anthropocentrisme. Ce qui relie ces deux extrémités, c’est l’explication causale de l’homme. Dans l’explication causale est mis en scène un système où il y a une cause première, et une fin dernière. C’est pareil pour la génétique, on y voit que la cause impose ce finalisme, qui est présent en permanence en biologie. Le rein est là pour évacuer l’urine, l’œil est là pour voir, etc. Toutes ces constructions découlent d’une exigence de causalité à l’existence de l’individu. La cause doit pré-exister à l’individu. Mais si cette cause préexiste, elle n’est pas l’individu lui-même. Elle est immatérielle, comme Dieu. Et si elle pré-existe et aboutit à quelque chose de précis, on peut considérer qu’il y a un projet : on se trouve immanquablement dans le finalisme. Je me sens très mal à l’aise avec ces thématiques, parce que ce n’est clairement pas ma spécialité. En biologie moléculaire, on ne s’occupe pas des questions de causalité. Mais les gens qui ont fondé la biologie moléculaire ne sont pas idiots, loin de là ! Pourquoi ont-ils construit un système qui, quand on commence à le décortiquer un peu, paraît si primitif dans sa structure, dans son épistémologie. Parce qu’ils sont aristotéliciens ? Non, ils ne savent même pas qui c’est ! Ils sont créationnistes ? Non, ils sont le plus souvent agnostiques. A mon avis, s’ils ont une religion, c’est celle de la cause. Un scientifique cherche des causes. En cherchant des causes qui par définition préexistent, ils rentrent dans un système métaphysique, parce que la cause qui préexiste n’est pas l’objet lui-même. Henri Atlan a exposé cela dans « La fin du tout-génétique » (editions INRA, 1998) : ce que David Hume, philosophe de la causalité, appelait la cause qui englobe les faits. La cause englobe toujours les faits, sinon on ne peut pas prédire les faits ; elle les contient sous un mode irréalisé, immatériel. On ne peut pas en sortir. La théorie de l’évolution permettait d’ouvrir une porte pour renoncer au déterminisme. Mais, dans sa version moderne, elle a été extrêmement dénaturée. La causalité et le déterminisme y ont été réinjectés par la génétique.

c) Le hasard

La théorie de l’évolution, aujourd’hui, c’est le hasard jouant avec les gènes. Le déterminisme génétique reste en place, mais, comme les gènes varient au hasard, le déterminisme devient aléatoire. En effet, une des façons habituelles de garder la causalité en échappant au finalisme est d’introduire le hasard. Il est très important de comprendre que si la théorie de l’évolution se construit sur un tel hasard, on invoque en réalité une succession de miracles. Dans la théorie moderne de l’évolution, la place faite au hasard est bien trop importante. Avant Darwin, on disait que l’aile est construite pour voler ; Dieu a mis des ailes aux oiseaux pour qu’ils volent. Par la suite, on a dit : l’aile a été sélectionnée pour voler ; avec l’implicite suivant : elle était déjà là. La sélection naturelle ne fabrique rien. Elle ne fait que garder ce qui est bon. L’aile était donc là et les oiseaux qui en avaient ont échappé aux prédateurs, ont atteint les arbres. La sélection naturelle explique que, quand on avait des ailes, on les a gardées. Mais pourquoi les avait-on ? La réponse qui vient à l’esprit est : Par hasard ! On a remplacé « construit pour voler » par « sélectionné pour voler » et « construit par hasard ». On n’explique rien. C’est une vision caricaturale de la théorie de l’évolution, en vérité. C’est malheureusement la conception la plus répandue, popularisée notamment par « le hasard et la nécessité » de Jacques Monod, dans les années 70. La solution passe par les théories de l’émergence. Comme dit Isabelle Stengers, l’émergence est la signification d’un phénomène a pris au sein d’une histoire qu’il n’explique pas. L’aile n’était pas là par hasard. Mais elle servait à autre chose. En l’occurrence, elle servait de radiateur pour des animaux a sang-froid. De même, le neurone du cerveau n’est pas là pour penser. Mais il n’est pas là par hasard non plus. Il est là pour autre chose, avant tout pour vivre sa propre vie de neurone.

Holisme

Pour éviter l’enfermement dans le hasard et la causalité, on doit basculer vers le holisme. Aucun élément n’est causal, la compréhension requiert l’ensemble des interactions. On a donné l’exemple du chercheur qui cherche la cause du mouvement dans la voiture. Sa méthode est influencée par la logique réductionniste, c’est comme cela que l’on procède en génétique. Il enlève un élément, et il observe ce qui se passe. Par exemple, il enlève l’accélérateur, la voiture n’avance pas et il dit, j’ai trouvé la cause du mouvement. Puis, un deuxième chercheur enlève cette fois la bougie d’allumage et la voiture n’avance pas non plus. Il dit, non, c’est moi qui ai trouvé la cause du mouvement. Les deux concluent : deux causes du mouvement, conjointement, produisent le mouvement. Puis un troisième et un quatrième interviennent... Jusqu’à ce que la cause du mouvement de la voiture contienne tous les éléments de la voiture, c’est-à-dire la voiture elle-même. La méthode réductionniste ne produit rien d’autre qu’un catalogue, une liste des éléments qui participent au phénomène. On ne sait pas grand chose sur la nature des interactions, qui sont interprétées comme une chaîne de déterminismes, de causes directes. Les biologistes les représentent par des flèches. La théorie biologique est la description elle-même, avec des flèches. Il y a certainement des questions à se poser sur la signification des flèches dans les théories biologiques. Pour revenir à la voiture, si on pousse le raisonnement, la nature de la route doit aussi être prise en compte, parce que si on modifie la route, le mouvement de la voiture sera différent. On s’aperçoit que la notion de cause doit être remplacée par la notion d’éléments en interaction. Pour comprendre le phénomène à une échelle, il faut le remettre en perspective et l’analyser dans un contexte. Pour reprendre l’exemple du virus, plutôt que de faire de la réduction et de plonger dans l’infiniment petit, on peut laisser le virus tel quel et regarder ce qu’il y a autour. Le niveau des molécules nous apprendra autre chose sur le virus, plutôt sa genèse que l’influence qu’il aura sur son écosystème.

La symétrie et l’émergence

L’expression habituelle qui révèle la pensée causale est le fameux « toute chose étant égale par ailleurs ». Il est vrai qu’en génétique l’application du « toute chose étant égale par ailleurs » fonctionne. L’expérience qui casse un gène, cela cause une maladie, si « toutes choses sont égales par ailleurs ». Mais ce « toute chose étant égale par ailleurs » est complètement artificiel. La cause est nécessairement ce que l’on a fait varier. Dans la réalité rien n’est jamais égal par ailleurs. Toutes les autres choses sont autant de causes ! Les causes sont réparties dans le système symétriquement. Les généticiens savent parfaitement cela. Ils disent bien que ce qui cause le caractère est le gène en interaction avec l’environnement. Mais cette conception n’est pas symétrique : le gène porte les caractères mais pas l’environnement. Il y a une causalité génétique, diluée dans l’environnement, mais pas symétriquement répartie. Alors qu’en fait elle devrait l’être totalement. On ne dit jamais que l’environnement porte les caractères, alors que « toutes choses égales par ailleurs » l’environnement modifie tout autant les caractères que le gène. La symétrie n’existe pas dans la théorie darwinienne non plus, qui pose l’individu d’une part, l’environnement de l’autre ; et ils n’ont pas des rôles symétriques. Je suis en train de travailler sur des formulations qui suppriment cette distinction. En pratique, on arriverait à un système continu, qui oscille. Quelque chose qui s’appellerait « onde-individu ». On pense les individus en continuité. C’est le découpage de la réalité, qui dépend du point de vue de l’observateur, qui définit l’individu, définit l’environnement, définit la reproduction. Sans ce découpage, ces termes n’ont plus de valeur explicative. Dans une vision continue du vivant, il y a des structures qui apparaissent de manière assez régulière. La croissance d’ensemble produit ce que les physiciens appelleraient des singularités émergentes. Quand on commence à entrer dans ces terminologies, on est typiquement dans ce que l’on appelle les théories de l’émergence ou ce qu’on appelle aussi les systèmes auto-organisés.

Le cas d’école de l’auto organisation est celui des abeilles. Les abeilles fabriquent la ruche, aucune des abeilles n’a le plan d’ensemble, elles obéissent chacune à des contraintes extrêmement locales. Le couplage de ces contraintes locales construit une ruche. Si on cherche à décrire les alvéoles hexagonales, on remarquera que les abeilles n’ont pas le plan de l’alvéole dans la tête. En cherchant à déposer la cire le plus loin possible de là où elles l’ont déposée auparavant, une sorte d’optimisation de l’espace se met en place qui produit des hexagones. L’alvéole n’est pas codée dans la tête de l’abeille, elle émerge d’une règle locale qui est, schématiquement : je dépose ma cire le plus loin possible de la cire du voisin. Cela fait un ensemble d’alvéoles, puis une ruche. On pourrait très bien dire que les alvéoles sont des entités qui se reproduisent. On ne dit pas cela car on voit bien comment elles sont faites, et, de plus, elles restent collées les unes aux autres, révélant le caractère continu de leur production. Mais imaginons qu’elles se séparent, qu’on les voie nager, se promener... on dirait : ce sont des individus, ils se reproduisent. Quand il s’agit des animaux, c’est la même histoire. On est en présence d’une organisation de cellules qui se propage. Il y a une périodicité de la structure dans le temps, une croissance - qui n’est pas la reproduction d’individus selon un plan, une cause préexistante. Cela produit un profond changement de perception.

De belles histoires scientifiques

Les biologistes modernes sont très mal à l’aise quand on leur demande d’expliquer leur travail. Parce que, alors qu’ils passent pour des techniciens ultra-modernes, merveilleusement pointus, leurs métaphores sont souvent d’une naïveté incroyable. C’est très dur de vulgariser la biologie moderne, car on passe sans transition d’une théorie assez triviale à un jargon hyper-technique. Le dialogue du spécialiste avec le public ressemble plus ou moins à cela :

« Pourquoi a-t-on un bras ?
 On a un gène du bras.
 Expliquez-moi maintenant comment fonctionne ce gène du bras.
 Eh bien, il exécute en quelque sorte un programme du bras.
 Il construit le bras ?
 Non pas directement. Il allume d’autres gènes qui fabriquent des protéines. Ce sont ces protéines qui vont construire le bras.
 Des protéines peuvent construire un bras ! Pouvez-vous m’en dire plus ?
 Oui, bien sûr. Nous avons récemment identifié la BLUP qui interagit avec la BAK par son motif coiled-coil phosphorylé, qui déclenche une cascade de CLUPS par P46 dépendant du calcium qui va se transloquer dans le noyau ».

Malheureusement, il n’y a rien d’autre à dire, et c’est ce qui rend la biologie moderne si triste et explique le désintérêt des étudiants, du public, et finalement du politique. Cette histoire de gènes a certainement un côté mécanique fascinant, c’est une sorte de machine robotisée, ultra-sophistiquée, un robot dont il suffit juste de déterminer les particularités, mais cela ne se vulgarise pas. Je pense que la difficulté que l’on a à raconter de belles histoires scientifiques sur le génome est liée à cela. Il n’y a tout simplement rien à raconter ! On a séquencé le génome humain, c’est quand même l’aboutissement d’une aventure extraordinaire. Mais si on regarde les articles qui font rêver là-dessus, ils racontent plutôt l’histoire de Craig Venter, comment il a rassemblé les capitaux, son conflit avec le consortium universitaire d’où il est sorti, mais on ne raconte rien sur le génome. Si on raconte le génome, on dit :

« il y a 30 000 gènes, on est très content parce qu’au début on pensait qu’il y en avait beaucoup plus... Et puis, pour 80 % d’entre eux, ce sont les mêmes que ceux d’un ver.
 Incroyable, nous sommes comme un ver ! Et quoi d’autre ?
 Figurez vous qu’il y a des chromosomes qui sont désertiques. Des étendues immenses d’ADN sans un seul gène !
 Ah bon, un désert, un ver, c’est intéressant en effet. Et c’est tout ? On veut en apprendre plus sur nous mêmes ! On veut lire le livre de notre vie !
 Et bien pour cela, vous devrez être patients. Laissez nous de l’argent et du temps pour le déchiffrer et on vous dira tout. Mais vous savez, on en a pour très longtemps ».

Les articles sur le génome... c’est une liste de chiffres et de lettres, pas très humain. Il n’y a pas d’histoire dans ce livre de vie. Juste un catalogue de pièces détachées. Utile pour le mécanicien. Mais personne n’a envie de le lire.

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L’évolution

Pierre Sonigo et Isabelle Stengers

Une analyse critique du darwinisme moderne et quelques propositions pour y échapper

Extraits du livre « l’évolution » Pierre Sonigo et Isabelle Stengers Collection Mot à Mot EDP Sciences 2003

L’espace et le temps

Notre unité fonctionnelle d’humain est une évidence qu’il est difficile de remettre en question. Sans doute avons nous l’impression de pouvoir parler seul, de manière autonome ? Pourtant, pour s’exprimer, il faut au moins être deux. De même, pour une fonction aussi biologique que la reproduction, il faut être deux. Beaucoup plus pour une fonction aussi vitale que la nutrition qui requiert la photosynthèse végétale, source première des glucides que nous consommons. Aux niveaux inférieurs, un humain forme une société très diversifiée, composée de milliers de milliards de cellules et d’autant, si ce n’est plus, de bactéries digestives indispensables à sa survie. Notre autonomie individuelle est donc bien subjective. Imaginons des cellules tirant leur nourriture d’un milieu nutritif. Ce milieu est considéré comme extérieur. Les cellules sont des individus autonomes. La colonie de cellules peut tout aussi bien être considérée en bloc comme une entité individuelle. Le milieu nutritif devient intérieur. Les cellules deviennent collectives et potentiellement altruistes. Les notions de groupe, d’intérieur et d’extérieur ou même d’altruisme sont relatives au point de vue choisi. L’individu est relatif. L’environnement l’est aussi. Les deux concepts essentiels de la théorie darwinienne ne pourraient-ils être définis de manière absolue ? Derrière le problème de l’unité de sélection se cache la question classique du découpage d’un continuum en entités discrètes. Si l’univers n’est qu’un réseau de connexions dans le temps et dans l’espace, du big-bang jusqu’à nos jours, où sont les individus objectifs sur lesquels appuyer nos théories ? Un observateur humain considère avant tout son individu et son “ milieu intérieur ”. Est-ce par anthropocentrisme que le darwinisme classique a choisi l’individu que nous connaissons le mieux, notre “ résidence personnelle ” ? Que le néodarwinisme a choisi le gène construit à notre image ? Réparti à l’identique par filiation dans chacune de nos cellules, il représenterait l’unité de cette même résidence. Le problème de l’unité de sélection serait-il mal posé ? Peut-on décrire le vivant d’une manière valide quels que soient les choix de l’observateur ? Pour aborder cette difficulté sous un autre angle, revenons aux virus. Imaginons un virus à multiplication rapide favorisé par la sélection, mais qui risque de tuer l’animal qu’il infecte et d’entraîner ainsi l’extinction de la population virale entière. L’opposition entre l’intérêt individuel (le virus) et celui du groupe (la population virale) résulte d’une opposition temporelle. Le virus n’est pas capable de renoncer à un avantage immédiat, à court terme, sa rapidité de multiplication, pour éviter des problèmes à plus long terme, la survie de son hôte et celle de son groupe. Le problème “ social ” est donc lié au problème du temps. Le cadre relatif de l’individu et du groupe peut être abandonné pour faire place à celui de l’espace et du temps. En première approche, cela ne semble pas changer grand chose. Les interactions de groupe parcourent l’espace du groupe, par définition plus étendu que celui de l’individu, et nécessitent donc plus de temps. Un avantage individuel sera effectivement local et immédiat, un avantage de groupe plus étendu et tardif. Une coordination centralisée nécessite des signaux à distance, donc non instantanés. La capacité de les interpréter doit exister avant qu’ils ne soient émis. La sélection naturelle qui agit ici et maintenant, ne peut gérer cela. Pour elle, il ne peut exister ni groupe étendu, ni futur, ni signaux. Pourtant les groupes harmonieux, intégrés, existent dans la nature. Pour les expliquer dans le cadre de la théorie de l’évolution, peut-on imaginer des avantages sélectifs qui paradoxalement seraient instantanés tout en passant par le groupe ? L’instantanéité impose l’unité de lieu et donc une interaction locale. Si un phénomène de groupe apparaît, il ne peut donc résulter que de la simultanéité, du couplage des interactions locales. C’est dans ce sens précis que l’on utilise le terme d’émergence. Bien sûr, cela n’interdit pas les interactions plus distantes, mais ces dernières ne peuvent prendre le pas sur les interactions locales. De nombreux comportements collectifs, par exemple la construction d’une ruche sont compris ainsi. Malgré sa sophistication, l’organisation générale de la construction n’est pas planifiée. Aucune des abeilles qui y participe n’a de vision d ’ensemble. Le phénomène global émerge de règles purement locales d’interaction entre les abeilles et les éléments préalablement construits, dont la répétition produit des effets qui n’y sont pas inscrits. Les multiples “ signaux ” diffusant la volonté collective sont inutiles. On parle d’auto-organisation. Du fait des contraintes de l’espace et du temps, sélection naturelle et auto-organisation sont les deux faces d’un même processus .

Emergences et exaptations en chaîne

Les interactions locales qui permettent la construction de la ruche existent avant que la ruche ne soit terminée. Si l’on renonce aux causes finales, le projet de ruche ou la ruche elle-même ne peuvent produire ces interactions. La première possibilité est de s’en remettre totalement au hasard : des interactions locales apparues par hasard n’auraient été maintenues que parce qu’elles aboutissaient, en fin de compte, à une ruche fonctionnelle. Comme nous l’avons vu, cela revient à ne rien expliquer et à s’appuyer seulement sur l’utilité finale de la ruche. Cependant, une part de hasard reste inévitable : un comportement parfaitement homogène des abeilles ne permettrait pas la construction. Des variations de comportement des abeilles permettent à celles-ci d’essayer différentes possibilités. C’est un mécanisme sélectif : certaines variations font progresser la construction dans les conditions locales, d’autres non. C’est cela qui permet d’affirmer que l’émergence collective nécessite du bruit dans les comportements individuels. C’est ce bruit qui crée la diversité, la richesse des comportements collectifs . La nécessité d’une telle variation n’implique pas que la capacité de construire relève totalement du hasard. Le hasard n’intervient que ponctuellement au moment des bifurcations, des choix. Il doit donc exister une histoire de l’abeille et de la cire qui ne serait fondée ni sur le hasard, ni sur le projet de ruche. Par exemple, on pourrait proposer que l’abeille a produit un excès de cire et la dépose tout simplement parce que la cire « déborde ». Si un nombre suffisant d’abeilles est dans la même situation et que chaque abeille cherche -c’est le bruit qui permet les différents essais- à éviter le plus possible le tas de cire de sa voisine, les dépôts de cire peuvent commencer à s’organiser, comme s’ils obéissaient à un plan. L’excès de cire quant à lui proviendrait de surplus du métabolisme de l’abeille, de « nourritures imbrûlées » par une abeille bien nourrie, surtout pas du hasard ou pire du besoin de cire pour la ruche. Prenons un autre exemple, celui de notre cerveau. Du point de vue des neurones, le fonctionnement cérébral est une activité de groupe, comme la ruche du point de vue des abeilles. La pensée émerge de l’ensemble des activités locales. Les développements récents de la neurophysiologie abordent effectivement les choses ainsi. Cependant, cela n’est pas suivi de conséquences dans l’interprétation évolutive. Les fonctionnalités de groupe, donc finales, fondent encore l’explication évolutive du cerveau. Cela n’est pas cohérent : l’émergence collective ne peut s’expliquer par le rôle qu’elle jouera. Si la fonction du cerveau émerge d’interactions locales, il faut d’abord identifier les avantages sélectifs justifiant ces interactions locales. Autrement dit, si les neurones ne sont pas guidés par un projet de cerveau, qu’est-ce qui fait qu’ils se connectent par des nerfs, au début ? La question s’applique bien sûr pour le premier cerveau de l’évolution mais aussi à chaque fois qu’un cerveau se forme dans un embryon. On peut proposer par exemple que les prolongements qui forment les nerfs permettraient initialement aux neurones, qui dans l’embryon sont éloignés des sources de gaz et de nutriments, de capter leur nourriture à distance, comme les racines des arbres. Les nombreux échanges qui caractérisent le système nerveux seraient l’équivalent de chaînes alimentaires entre cellules et non de signaux destinés à garantir la qualité de nos pensées à venir. De manière générale, au cours du développement embryonnaire, les cellules se spécialiseraient en fonction de leur position par rapport aux ressources métaboliques . En conséquence, les raisons pour lesquelles s’est développé le premier embryon sont encore celles pour lesquelles chaque embryon se développe aujourd’hui. Chaque organisme est la nouvelle histoire d’une société de cellules qui s’adaptent à un environnement formé de milliards de leurs semblables et qui se spécialisent pour survivre. Pour chaque oeuf, cette histoire recommence à zéro, avec tous ses aléas. Contrairement à la vision qui a produit la génétique, le fait que cette histoire se reproduise de manière similaire ne signifie pas qu’il s’agit d’un projet d’organisme dont le plan se transmet à l’identique de génération en génération. Dans des conditions similaires, les sociétés cellulaires produisent des histoires similaires. L’histoire n’est pas écrite : si les conditions varient, l’histoire peut varier, ce qui permet l’évolution. Les sociétés cellulaires forment des structures collectives, que nous appelons organes, qui, ultérieurement et éventuellement, seront utiles à l’échelle de l’organisme sur les bases de la physiologie habituelle : système immunitaire, système nerveux, système respiratoire, etc. Les cellules s’organisent pour des raisons locales qui leur sont propres et qui diffèrent de ce que nous définissons à notre niveau. Cette fonctionnalité au niveau supérieur qui n’explique pas les interactions aux niveaux inférieurs est une des modalités de l’émergence. Pour Isabelle Stengers, la question de l’émergence est celle de la « signification qu’un phénomène a pris au sein d’une histoire qu’il n’explique pas » , définition superposable à celle de l’exaptation de Gould et Vrba. Peut-on d’ailleurs s’arrêter là ? Il faut expliquer aussi comment s’est formée la première cellule. Sa structure ne peut évidemment résulter de sa fonction finale de cellule. Elle est le produit d’interactions encore plus locales, au niveau moléculaire, répondant à leur propre logique : le collectif moléculaire obéit à ses propres lois, celles de la chimie, et non à celles que chercherait à lui imposer un projet de cellule ou même d’organisme. Tout comme l’organisme émerge du collectif des cellules, la cellule émerge du collectif des molécules. Que dire alors de l’origine de la molécule ? Tout élément quel qu’il soit est formé d’éléments encore plus petits. Pour qu’une entité quelconque cesse d’émerger d’autre chose, il faut que des interactions encore plus locales soient impossibles, que les distances deviennent proches de zéro. Ce problème dépasse la biologie. C’est typiquement celui des particules élémentaires en physique : la matière pourrait cesser d’être un groupe de sous-éléments à une longueur de 10 -35 mètres (longueur de Planck) ! A un tel niveau, la description en termes d’avantages sélectifs n’est plus vraiment appropriée, on entre dans le domaine des lois de la physique ou de la chimie. Mais il n’y aurait pas de rupture entre ces lois et celles de la biologie. La complexification historique de notre univers correspondrait à une succession vertigineuse d’émergences, d’exaptations en chaîne, d’un niveau d’organisation à l’autre, du Big Bang à notre temps.

Une onde d’abeilles

Dans ce cadre, chaque niveau émerge du collectif des éléments des niveaux inférieurs. Ces éléments émergent eux-même des interactions d’éléments d’un niveau encore plus bas. Chaque niveau/élément n’existe que par les interactions “ encore plus locales ” qui tissent la structure dans son ensemble. L’existence d’éléments semblables ne relève pas de la reproduction à proprement parler. Elle traduit une certaine périodicité de l’organisation globale. L’individu élémentaire est une catégorie, un mode subjectif de découpage et de description. Ainsi par exemple, l’entité « alvéole » de la ruche permet de décrire la structure obtenue. Mais l’alvéole n’existe pas en dehors du phénomène collectif. Il s’agit d’un phénomène périodique, d’une oscillation régulière de la quantité de cire déposée par les abeilles. Cette oscillation peut être décrite comme une « onde de cire » qui se propage dans l’espace temps de la ruche, plutôt que comme une succession d’alvéoles indépendantes. Heureusement que les alvéoles restent à leur place une fois fabriquées et révèlent ainsi la continuité de leur fabrication. Imaginons que les alvéoles, une fois formées, soit déplacées par le mouvement permanent des abeilles. Elles se détacheraient les unes des autres et se regrouperaient parfois, formant une base facilitant grandement la construction d’alvéoles supplémentaires par le collectif d’abeilles. Dans ce cas, nous serions induits à considérer les alvéoles comme des entités autonomes qui se reproduisent parfois en s‘accouplant. C’est bien comme cela que nous voyons certains organismes vivants. Les lois de la construction du vivant sont celles des alvéoles. Les modalités de production de « l’onde d’alvéoles » par les abeilles sont plus faciles à appréhender que celles de « l’onde d’organismes » par les cellules. Cependant, les organismes vivants ne se reproduisent pas plus que les alvéoles de la ruche. Ce n’est que la croissance de « l’onde d’organismes » dans l’espace et dans le temps qui nous donne l’illusion de leur reproduction. Les individus ne se succèdent pas, ils font partie d’un système qui « oscille ». Cela n’est pas très facile à entendre, mais c’est bien le cas des humains, qui sont une émergence périodique de phénomènes cellulaires collectifs. Essayons d’illustrer le fait que la croissance d’une structure présentant certaines régularités donne l’illusion de la reproduction. Prenons une branche d’arbre. Laissons la croître jusqu’à doubler de longueur et cassons la en son milieu. Grâce à cette croissance suivie de division, il y a maintenant deux branches identiques à la branche de départ. On ne parle pas pour autant de reproduction, il ne s’agit que d’une branche ! Pourtant, dans le cas de la molécule d’ADN, ce que l’on appelle réplication correspond de la même manière à une croissance suivie d’une séparation en deux « moitiés ». Cela aboutit à la production de deux molécules d’ADN ressemblant à la molécule initiale. Alors que la branche pousse et se divise en « longueur », l’ADN pousse et se divise en « épaisseur ». L’axe de scission n’est pas transversal, comme pour la branche, mais longitudinal, il passe entre les brins de la double hélice. Prenons maintenant le cas d’une cellule. La division (ou mitose) correspond aussi à un phénomène de croissance suivi d’une scission. Les axes de symétrie le long desquels s’opèrent la croissance et la mitose ne sont pas des axes simples, comme dans le cas de la branche ou même de l’ADN. Les composants internes à la cellule, notamment l’ADN, se divisent de manière concertée. Dans le cas d’une mère humaine et de son enfant, les choses peuvent-elles être vues sous un angle similaire ? Il s’agirait de concevoir un phénomène de croissance de l’ensemble mère-enfant, suivi d’une scission le long d’un « axe » encore moins évident que dans le cas de l’ADN ou de la cellule. Le résultat n’en est pas moins la production de deux humains à partir d’un curieux phénomène de croissance et de division asymétriques de l’un d’entre eux. L’asymétrie au moment de la naissance se réduit avec le temps, pour aboutir, plus tard, à deux humains qui se ressemblent comme les moitiés d’une même branche. La mère et l’enfant sont des moitiés symétriques, mais décalées dans le temps. Contrairement au monocellulaire qui produit deux moitiés tout de suite, la symétrie de la division multicellulaire doit être définie dans l’espace-temps. Il n’y a donc pas de différence fondamentale entre le monocellulaire et le multicellulaire, si ce n’est la difficulté de définir la « symétrie » de croissance et de division. L’enfant se développe à partir de sa mère par croissance et séparation, comme une cellule ou une branche sur un arbre. Vu ainsi, cela diffère de l’idée habituelle de la production d’un oeuf qui porte un plan de construction. Dans le cadre classique, la discontinuité définie a priori entre deux individus, la mère et l’enfant, imposait de recréer un lien virtuel, informationnel, entre eux. C’était le rôle du gène. Ce lien informationnel est inutile si l’on rétablit le lien matériel. Si les individus sont en continuité, l’opposition classique entre croissance et reproduction est dissoute. Le choix d’un niveau d’observation de référence, d’un individu “ darwinien ” qui se reproduit, n’est plus critique : tous les niveaux possibles sont traités de manière homogène. C’est bien le programme génétique et l’individu qu’il délimite qui masque le caractère continu, enchevêtré, des émergences successives. La ruche émerge d’interactions locales, mais l’abeille aussi. Le modèle darwinien est libéré jusqu’au bout, "all the way down". La génétique forme une barrière conceptuelle qui empêche les modèles d’auto-organisation formellement similaires de la physique-chimie d’un côté, et de l’écologie évolutionniste de l’autre de se connecter. Comme nous l’avons exposé, la rupture se situe précisément au niveau du dogme central, où la chimie devient porteuse d’un livre de vie et d’un projet d’individu. Il est indispensable de rompre la barrière génétique, pour que la « nouvelle alliance » entre l’Homme et le monde physique dont il est issu puisse effectivement se réaliser.

Conjonction d’intérêts

Dans un tel cadre, le terme de niveau “ inférieur ”, influencé par le réductionnisme, doit faire place à celui de niveau “ antérieur ” requis par l’introduction du facteur temps. Le paradoxe réductionniste de l’œuf et la poule est résolu par l‘histoire évolutive : la poule fait l’œuf aujourd’hui, mais elle n’a pas fait l’œuf originel qui s’est divisé en deux éléments spécialisés et interdépendants que sont l’œuf et la poule d’aujourd’hui. Comme il n’y a pas d’échappatoire au temps, le niveau qui apparaît le premier est toujours prioritaire. En termes darwiniens, comme l’individu précède le groupe, la sélection de groupe ne peut jamais prendre le dessus sur la sélection individuelle. La vie est une conjonction d’intérêts : celui du groupe ne peut qu’étendre et renforcer ceux des individus dont il émerge, pas s’y opposer. Il n’y a pas d’effet réversif, seulement un effet extensif. Les conflits évolutifs qui semblent avoir été tranchés en faveur du groupe ne peuvent relever que d’une lacune de compréhension sur la nature des phénomènes locaux. Par exemple pour l’absence de cancer, la limitation des ressources nutritives indispensables à la prolifération cancéreuse est une explication acceptable, l’intérêt de l’organisme ne l’est pas. Sans conjonction d’intérêts, le groupe ne se forme pas : la succession d’émergence s’arrête. Tout le monde physique n’a pas produit la vie. Toutes les cellules n’ont pas produit d’organisme. Tous les organismes n’ont pas produit de société. Dans le cas des abeilles ouvrières qui ne se reproduisent pas, on évitera d’invoquer l’altruisme de l’ouvrière pour la colonie future. On s’appuiera nécessairement sur un niveau antérieur, par exemple la cellule. L’ouvrière est une société de cellules. Ce ne sont pas ses capacités d’ouvrière, mais les interactions des cellules qui expliquent ses caractéristiques. Les ouvrières sont stériles parce que la répartition des ressources pour l’ensemble des cellules de la colonie ne leur permet pas d’alimenter des capacités de reproduction. La question technique revient à l’influence des ressources sur le développement des insectes. Ce qui différencie les reines et les ouvrières est justement la façon dont les oeufs sont nourris. S’il y avait assez de gelée royale, les abeilles nourriraient sans doute tous les oeufs comme des reines. Cela tombe bien qu’il n’y ait pas assez de gelée, cela produit des ouvrières. Mais ce n’est pas pour faire des ouvrières qu’il n’y a pas de quoi nourrir richement tous les oeufs ! Ca tombe bien aussi qu’on fasse plus de reines quand il y a beaucoup de ressources. C’est qu’il y a de quoi abriter plus de colonies. La logique économique/énergétique guide tous les niveaux en même temps et explique leur cohérence. Pour que l’abeille ouvrière stérile se « reproduise », il est nécessaire d’attendre un peu : le cycle passera par la ruche dans son ensemble. Dans le cas des parents et des enfants humains, il faut admettre que la situation est similaire : les enfants ne se reproduisent pas plus que les ouvrières. Pour l’ouvrière stérile, la reprise du cycle nécessite un niveau émergeant supplémentaire : la ruche. Pour les enfants, il faut aussi un niveau supplémentaire : le couple qu’il formeront peut-être un jour. Dans les deux cas, la reproduction est le fait d’un système, pas d’un individu isolé. Pour décrire cela dans le cadre de la théorie de l’évolution, il faut chercher une explication historiquement antérieure et donc indépendante du résultat final. La stérilité et l’intégration des ouvrières dans la colonie arrivent après coup et ne peuvent expliquer le développement d’une abeille stérile. Avant l’abeille, il y a les cellules : comme nous l’avons vu c’est dans la vie des cellules pas dans celle des ouvrières que réside l’explication de la stérilité. De même, l’origine de la reproduction sexuée ne doit pas être recherchée dans les avantages, par exemple génétiques, de la reproduction sexuée : la naissance du premier organisme sexué ne peut s’expliquer par les avantages du couple qu’il formera plus tard. Dans ces conditions, si le couple n’est pas formé pour être un couple, par quel miracle les partenaires sont-ils aussi complémentaires ? En fait, les partenaires ne sont pas formés séparément : ils sont le produit d’une division, d’un partage. Comme pour l’abeille stérile ou n’importe quelle autre spécialisation, l’apparition d’un organisme sexué est à rechercher dans les modalités du partage de ressources au sein du collectif cellulaire. La complémentarité apparaît obligatoirement lors de la remise en commun des éléments d’un partage. La complémentarité du couple sexué est la conséquence d’un partage préalable des ressources au niveau cellulaire. Mais ce n’est pas pour être complémentaire en cas de remise en commun que le partage initial a eu lieu. Ainsi, dans la colonie d’abeilles, chacun utilise ce qu’il possède suite au partage antérieur des ressources : la reine fournit les oeufs, l’ouvrière fournit le miel, le male fournit la semence. L’œuf nous paraît plus noble que la semence ou le miel. Mais cette échelle de valeur est subjective. Pour la reproduction, le miel est aussi vital que les œufs ou la semence. La semence nourrit les œufs au même titre que le miel. La semence est ce qui manque à la femelle. La ponte est ce qui manque au mâle. Les deux manquent à l’ouvrière qui a le miel. Ensemble, il ne leur manque rien. La remise en commun permet au système cellulaire de recommencer là où il était avant le partage. Le cycle de vie n’est jamais à l’équilibre. Il alterne un partage qui nourrit la croissance et une remise en commun qui permet de revenir aux conditions initiales lorsque la croissance s’arrête. Le partage crée les différences qui structurent l’ensemble. La mise en commun abolit les structures initiales mais relance le processus. La temps qui sépare le partage des ressources et leur remise en commun définit la vitesse de reproduction. Cette dynamique de reproduction périodique permet au système de se maintenir plus ou moins efficacement : on retrouve la notion de sélection naturelle. Dans le collectif moléculaire et cellulaire, aucun composant ne peut diriger le système à lui seul : l’ADN n’est plus le vecteur privilégié de l’hérédité. Il n’intervient pas plus que les autres composants qu’ils soient “ internes ” (nucléaires, cytoplasmiques, ...) ou “ externes ” (locaux, environnementaux, ...). En conséquence, il n’y a pas non plus de séparation soma germen. La situation est symétrique : le germen est une production du soma de la même manière que le soma est une production du germen. Cela entraîne la disparition de la distinction entre l’inné et l’acquis. Rien n’est inné. Seulement plus ou moins prédictible. Il en est de même de la distinction entre mécanismes dits darwiniens et lamarckiens. Ce qui apparaît acquis en réponse à l’environnement est en fait sélectionné au niveau inférieur. Par exemple, l’immunité contre un micro-organisme donné est “ acquise ” par l’organisme. Elle résulte cependant d’un mécanisme sélectif appliquée aux populations cellulaires. La propriété “ acquise ” pourra être “ transmise ” ou pas selon la façon dont elle influence la production de l’œuf ou le milieu où il se développera. Ce que l’on appelle transmission de caractères héréditaires est un phénomène global. Chez les animaux supérieurs, on ne considère pas que l’environnement détermine les caractères parce que l’environnement doit être maintenu constant. Cependant, si l’œuf est mal couvé, il n’y a pas de développement du tout. On ne peut transmettre un caractère que si on transmet aussi “ l’environnement ” qui l’a sélectionné. Les développements les plus reproductibles se passent dans un milieu fourni par ce même développement. Par exemple, chez les mammifères, l’environnement utérin, lui-même produit par le développement de la mère, est essentiel.

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