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Dans
notre numéro précédent, nous avions présenté
(Un
nouveau paradigme en biologie, l'auto-évolution)
quelques-unes des hypothèses actuelles visant à relativiser
le concept néo-darwinien d'évolution. Celle-ci ne
résulterait pas seulement de mutations au hasard se produisant
au niveau des portions codantes du génome (les gènes)
mais pourrait provenir aussi d'autres facteurs agissant tout au
long de la vie des individus, sur l'ensemble de l'ADN et sur divers
autres processus de la physiologie cellulaire. On pourrait alors
parler d'une auto-évolution, le terme signifiant que les
individus peuvent s'adapter en continu aux variations de leur environnement
et par conséquent transmettre de différentes façons
à leurs descendants ce que l'on désignerait dans le
vocabulaire Lamarckien par des caractères acquis. Nous avions
conclu cet article en rappelant l'urgente nécessité
de proposer, comme le fait le physiologiste et mathématicien
Gilbert Chauvet(1)
de nouveaux modèles permettant de simuler le fonctionnement
du vivant.
Ce besoin est ressenti de toutes parts aujourd'hui, comme le montre
un dossier publié dans le même temps par Science
et Vie (n° 1047 de décembre 2004, p. 52) sous la
direction de Hervé Poirier, et dont nous venons de prendre
connaissance. Les rédacteurs rappellent que le modèle
simpliste sur le développement, proposé par la biologie
moléculaire il y a bientôt 50 ans : un gène
> un ARN > une protéine > une fonction n'a
plus cours. Certains biologistes et surtout des chercheurs issus
d'autres disciplines proposent maintenant de nombreuses hypothèses
originales permettant de commencer à éclairer les
processus de l'embryogenèse et de la phylogenèse,
dont la complexité continue à défier l'analyse.
Le dossier donne quelques exemples de ces nouvelles directions de
recherche. Résumons celles-ci rapidement, en fournissant
quelques références complémentaires, pour ceux
de nos lecteurs qui ne se seraient pas procuré le numéro
précité de Science et Vie :
* Construire
les réseaux schématisant les relations croisées
s'établissant entre les protéines produites par les
gènes
On peut représenter par des graphes l'action d'une molécule
donnée sur une ou plusieurs cibles. Les réseaux construits
en rassemblant de cette façon les données expérimentales
déjà disponibles présentent une topologie comparable
à celles de nombreux autres réseaux complexes, par
exemple Internet ou les réseaux de relations dans les sociétés
animales ou humaines. On obtient de « petits mondes »
(small worlds) très comparables, avec généralement
trois degrés seulement de séparation entre nœuds
(deux molécules choisies au hasard dans ce réseau
ont de fortes chances d'être reliées par un chemin
de moins de trois réactions). Cette ressemblance entre les
réseaux non-biologiques et les réseaux d'interactions
entre gènes et protéines permet d'appliquer à
l'étude de ces derniers les enseignements obtenus par les
ingénieurs dans la gestion des réseaux physiques (optimisation
des modalités de modularité et de stabilisation structurelle,
par exemple)(2).
**
Faire appel aux « algèbres
de processus »
Il s'agit de langages informatiques permettant à des
ordinateurs distribués de coopérer dans la résolution
de gros calculs ou de recherche documentaire sur le web. Il s'agirait
d'analyser avec de telles algèbres les modèles et
hypothèses formulés par des biologistes pour formaliser
les interactions entre entités distribuées, agissant
sans coordination centrale, telles qu'ils peuvent les identifier
dans les réseaux d'interaction entre protéines. On
pourrait alors faire apparaître des fonctions encore non détectées.
***
Faire appel à la dynamique plutôt qu'à la
structure pour expliquer le développement des systèmes
vivants
La dynamique introduit le temps et aussi le hasard. La thermodynamique
permet de retrouver des processus d'économie d'énergie
en œuvre de façon identique dans la genèse des
systèmes physiques et dans celles des systèmes vivants.
Plus généralement une morphogenèse de type
constructale (c'est nous qui ajoutons cette observation)
pourrait être développée au profit à
la fois de la vie biologique et de la vie artificielle.
Notes (1) Auteur
de plusieurs ouvrages, dont "La vie dans la matière
- Le rôle de l'espace en biologie" (voir notre article,
ainsi que notre interview),
Gilbert Chauvet publiera courant 2005 l'ouvrage "Un principe
général d'organisation du vivant - L'évolution
vers la conscience" aux éditions Vuibert (Collection
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(2) Nous avions signalé dans une brève
de la rubrique Actualité de notre numéro précédent,
que cette même méthode venait d'être appliquée
pour mieux comprendre les interactions entre neurones dans le cerveau
vivant, telles que mises en évidence par l'imagerie fonctionnelle
(voir
Etonnante convergence interne entre le cerveau humain et le réseau
Internet).
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François
Képès, Génopole d'Evry Page personnelle 
Michaël Deem, Université Rice, auteur de travaux sur
le vaccin contre la grippe. Groupe de recherches 
