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Janvier
2001
Jean-Paul Baquiast
AUTEUR
Le paradigme de l'automate ou le dialogue d'Alain et Bernard
Chapitre 2. Darwinisme et biologie
Chapitre 2, section 2 La machine à inventer
génétique
NB: Les * renvoient aux références bibiographiques
fournies en fin de texte. Nous nous sommes limités à
l'indispensable.
Episode précédent
Définition : L'information
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Résumé du Chapitre 2
Darwinisme et biologie
Pendant des siècles,
les hommes ont pensé que le vivant ne pouvait
s'expliquer par l'agencement de particules matérielles
soumises à des déterminismes mécanistes.
Même pour les philosophes et savants ne faisant pas
appel aux explications religieuses, le vivant semblait résulter
d'un mystérieux élan vital orienté
vers une finalité. Charles Darwin et ses
successeurs ont radicalement modifié ce point
de vue. C'est là, pour reprendre l'expression
de Daniel C.Dennett, l'idée dangereuse de Darwin
"Darwin
est-il dangereux", dont beaucoup de gens n'ont
pas encore toujours mesuré la portée,
ou accepté les conséquences.
Les innombrables et fructueux développements
de cette idée inspirent aujourd'hui l'ensemble des
sciences occidentales. La biologie, au sens large,
y trouve le principe directeur expliquant la genèse
et l'évolution des structures vivantes. La neurologie
et les sciences de la connaissance y trouvent également
les méthodes à partir desquelles analyser
l'apparition de l'esprit et de ses créations les
plus ambitieuses, là encore sans faire appel
à une explication finaliste ou théologique.
Ce sont enfin les sciences et techniques de l'automate, qui
utilisent les méthode de la sélection darwinienne
simulée sur ordinateur pour faire apparaître
à des vitesses record (par rapport aux temps
longs de l'évolution biologique) des générations
d'artefacts de plus en plus proches des organismes
vivants et des cerveaux humains.
L'ensemble de ces sciences montre aujourd'hui une
profonde unité d'approche, découlant d'une utilisation
commune des grands principes du darwinisme, principes que
l'on peut résumer en quelques mots:
- le matérialisme : tout découle de l'agencement
de particules matérielles sans intervention d'un
deus ex machina quelconque,
- la co-évolution compétitive, entraînant
de façon aléatoire l'apparition de solutions
nouvelles, sous l'effet de processus de type algorithmique
simples et toujours identiques: symbiose, réplication,
génération d'accidents réplicatifs,
concurrence pour l'accès aux ressources, survie des
solutions disposant de la meilleure adaptation à
l'environnement du moment,
- l'absence de finalité et même d'un sens quelconque
a priori dans l'émergence des solutions nouvelles.
L'adaptation ou fitness résultant de la sélection
se constate chez les organismes les plus élémentaires
comme chez les plus complexes, dès lors qu'ils
survivent à la pression sélective. Cette survivance
peut à tout moment se trouver compromise
par l'apparition de contraintes nouvelles auxquelles
telle ou telle solution se révélera incapable de
s'adapter.
Admettre le caractère opérationnel de
ces principes explicatifs inspirés du darwinisme
n'empêche pas de reconnaître d'une part notre ignorance concernant
les modalités précises d'apparition de
la vie et des premières structures
réplicatives, d'autre part la très grande diversité
des solutions vivantes, incluant le fait que certaines
filières ou canaux sélectifs favorisent
l'émergence de solutions de plus en plus complexes,
sous l'effet notamment de la symbiose agrégative
qui constitue l'un des processus algorithmiques utilisés par
le vivant.
Ainsi, parallèlement à la persistance
d'espèces à génomes simples comme les bactéries,
sont apparues des espèces à génomes
complexes, commandant notamment la construction de systèmes
nerveux centraux capables de traitements computationnels
impossibles aux espèces plus simples. Ces systèmes nerveux
centraux ont conféré des avantages suffisants
pour que ces espèces complexes, malgré des
facteurs de fragilité plus grands, ne disparaissent
pas mais au contraire se développent - ceci bien
avant l'apparition de l'homme.
Le darwinisme, ainsi entendu, peut poser
le problème, difficile à traiter sans dérives
idéologiques, des critères de la bonne
adaptation (fitness) et, plus utilement, de l'adaptabilité.
On peut penser que, dans les environnements complexes
et changeants rapidement, l'adaptabilité est
fonction de l'aptitude à générer
sur un rythme élevé de nouvelles solutions,
au hasard ou de façon partiellement canalisée.
Il se trouvera rapidement, en ce cas, une
nouvelle solution plus adéquate que les
anciennes pour assurer la survie, qui sera donc sélectionnée.
Sur le mode imagé, l'on dira que les organismes ou
systèmes les plus adaptables devraient fonctionner
sur le mode d'une "machine à inventer" performante.
Un premier type de machine à inventer biologique,
utilisant ce mécanisme, est identifié depuis
la moitié du 20e siècle. Il s'agit
de la réplication ADN/ARN commandant la reproduction
cellulaire monozygote, complétée par la reproduction
sexuée des hétérozygotes, au cours
de laquelle les accidents ou combinaisons de réplication
donnent naissance à des mutations ou des variations,
dont seules les plus aptes survivent. Les gènes et
génomes résultant de cette sélection
commandent (globalement parlant) toute l'architecture de
base des organismes vivants, depuis la bactérie jusqu'à
l'essentiel de l'organisation de la structure la plus complexe
qui soit, le cerveau humain.
Un deuxième type de machine à inventer naturelle
découle de l'apparition des systèmes nerveux
chez les animaux. Au sein des espèces animales, les
individus, par apprentissage et imitation, se trouvent dotés
grâce à leur système nerveux de véritables
modèles symboliques ou représentations mémorisant
ce qu'ils perçoivent de leur univers, et commandant
des comportements plus diversifiés ou adaptatifs que
ceux résultant de l'hérédité
génétique. Après sélection par
l'expérience, les comportements que commandent ces
représentations, s'étant révélés les
plus aptes à assurer la survie des individus, se
transmettent par imprégnation et imitation au sein
des espèces ou de sous-groupes unis par des échanges
comportementaux homogènes. Chaque espèce se
dote ainsi d'une "culture" propre, qui constitue un monde
à elle s'ajoutant au monde extérieur.
Ces représentations ne sont en principe
pas détachables des circonstances qui les font naître ou qui
les réactivent. Mais chez certaines espèces,
dotées d'un appareillage cérébral
capable d'intégrations plus poussées, elles
se doublent de l'apparition de symboles acquérant
de l'indépendance par rapport à
l'objet représenté, qui peuvent faire l'objet
de mémorisation et retraitement internes aux
individus, de transmissions et enrichissements d'individus
à individus. Ceci donne naissance à ce
que l'on appelle ordinairement les langages, ainsi
qu'à toutes les constructions associant le vivant
et le virtuel que permet l'usage social de ces langages, au
service d'expériences et de réalisations
de plus en plus riches. Les sociétés
humaines offrent évidemment, notamment par leur
expansion démographique et leur culture techno-scientifique, les
exemples les plus impressionnants de telles constructions
influant de plus en plus massivement sur la bio-sphère
et même les équilibres géo-physiques.
Les langages humains (voire les proto-langages animaux)
induisent généralement la conscience de soi et
de l'autre. Ils favorisent donc l'individuation (individuation
des individus et des groupes). Nous aurons donc l'occasion
d'y revenir dans le chapitre 3 consacré à
la conscience et à l'intelligence consciente d'elle-même. Mais
dans un premier temps, il suffit d'étudier
le rôle des représentations et symboles
supportés par les systèmes nerveux comme
l'on étudie le rôle des gênes.
Dans aucun des deux cas, la logique darwinienne
qui inspire leur évolution ne se trouve démentie.
Aucune finalité d'ensemble ne devrait pouvoir être
évoquée. Les facteurs en compétition
changent cependant de nature ou de mode d'action, exigeant
d'autres méthodes d'analyse que celles utilisées
en biologie. Les mutations de l'ADN et des génomes
sont prises de vitesse, au moins chez les organismes
multicellulaires complexes dont l'homme fait partie, par
celles des facteurs culturels et de leurs supports
sociaux et neurologiques.
Richard Dawkins
a suggéré d'appeler "mèmes" les
agents de ces nouvelles évolutions, dont la
compétition darwinienne au sein de l'espèce
commande la plus ou moins grande fitness ou adaptabilité
des groupes humains, par l'intermédiaire
des individus qui les composent. Les memes peuvent
être considérés comme des entités
neuro-informationnelles circulant au sein des individus
et des groupes humains, échappant en partie aux possibilités
de prise de conscience dont disposent ces derniers. Nous étudierons
dans le chapitre 4 les méga-machines sociales
humaines, qui peuvent être considérées
d'une certaine façon comme des mèmes
de très grande taille.
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Chapitre 2, Section 2
2. La machine à inventer génétique
Alain
Est-il possible encore, à notre niveau,
d'être original sur les gènes. Le sujet est constamment
débattu et rebattu, surtout avec l'explosion récente
des technologies géniques.
Bernard
Nous pouvons quand même rappeler
certaines choses à leur sujet, notamment pour ceux
qui se préoccupent des ressemblances possibles entre
les gènes biologiques et les algorithmes génétiques
constamment utilisés maintenant en robotique. Le génome
est constitué d'un assemblage, apparemment hétéroclite
mais viable de gènes, dont les programmes actuels de décryptage
nous permettent progressivement d'identifier le rôle dans
la mise en place et le pilotage des cellules composant les individus
au sein des espèces vivantes (les phénotypes). Chaque
espèce dispose de son propre génome, partagé,
sauf différences individuelles toujours possibles, mais
mineures, par tous les individus de cette espèce. Le génome
de chacune des espèces s'est constitué par évolution
adaptative, et continue d'ailleurs à évoluer sous
la pression de sélection suite aux mutations que subissent
certaines de ses parties lors de la réplication.
Alain
Corriges-moi si je me trompe: on regroupe
sous un même nom d'espèce, du moins chez les organismes
capables de reproduction sexuée, tous les individus capables
d'interfécondité, producteurs de descendants eux-mêmes
interféconds - et ceux-là seuls.
Bernard
En principe. Mais plus la génétique
et plus l'observation des espèces progressent, plus ce concept
d'espèce devient flou, tant dans le temps que dans l'espace.
Il date vraiment du temps où les naturalistes classaient
les animaux à grands traits facilement observables. Mais
nous le conserverons pour le moment. Tu imagines d'ailleurs le scandale
que représenterait la remise en cause, fut-elle marginale,
de cette définition de l'espèce, par exemple en ce
qui concerne l'homme... Nous y reviendrons peut-être plus
tard, mais avec d'infinies précautions.
Alain
Bien. Reprenons la question des gènes...
Bernard
Les gènes, espèce par espèce,
sont des séquences bien définies d'acide désoxyribonucléique
(ADN) dirigeant lors de la reproduction ou de la spécialisation
cellulaire la synthèse des protéines constituant la
cellule. Ils sont la mémoire de l'organisme. Concrètement,
ce type de mémoire a pris naissance avec l'apparition des
premières structures biologiques réplicatives. L'apparition
de la vie s'est caractérisée par la constitution de
molécules et de proto-cellules susceptibles de se reproduire
en synthétisant les éléments nécessaires
au sein du milieu chimique. La formule permettant cette synthèse
a constitué une information, l'ADN, mémorisée
et complexifiée (sous forme aujourd'hui de la fameuse double
hélice) dans la suite du développement de ces premiers
organismes. Lors de la reproduction de la cellule, cette formule
est dupliquée sous la forme de l'ARN, l'ARN messager, qui
reproduit l'ADN complète une fois terminée la fabrication
de la nouvelle cellule. D'une façon générale,
tout organisme vivant, par son ADN/ARN, constitue au regard du monde
extérieur non-informatif un immense réservoir d'informations
susceptible de lui permettre de fonctionner et se reproduire - un
peu comme une clef constitue un réservoir d'informations
relatives à la serrure, à la maison et aux divers
usages auxquels elle peut servir. A ce stade, l'organisme vivant
utilisateur de l'information n'a pas besoin d'être conscient
de l'existence de cette dernière, et du rôle qu'elle
joue pour sa propre reproduction. En revanche, si des observateurs
conscients déchiffrent cette information primaire, ils se
donnent le moyen d'agir de façon informée sur le détenteur
inconscient de ces informations. C'est ce qui se passe actuellement,
par exemple, avec le décryptage des génomes par l'homme,
et l'ingénierie génique.
Alain
Darwin ne connaissait pas le mécanisme
des gènes.
Bernard
Bien sûr que non. Ce n'est pas lui
qui a inventé la génétique. Il a seulement
généralisé le concept d'évolution des
espèces, par opposition au fixisme qui était la croyance
dominante à son époque. Pour lui, les espèces
descendaient les unes des autres en se modifiant. Mais il n'a pu
proposer de cause à cette évolution, puisqu'il refusait,
à juste titre, l'hérédité des caractères
acquis défendue précédemment par Lamark. Il
s'est borné à constater la variabilité spontanée
ou artificielle des espèces, à partir de laquelle
s'exerçait la sélection pour l'accès à
des ressources nécessairement rares. Pour lui, la spéciation,
c'est-à-dire l'apparition d'une nouvelle espèce, se
produisait lentement et progressivement, sous l'effet de la sélection
des changements les plus adaptés à la survie. L'isolement
géographique au sein de milieux imposant de nouvelles contraintes
lui était apparu comme un facteur particulièrement
efficace de sélection naturelle.
Alain
Mendel non plus n'a pas découvert
les gènes, bien qu'il ait montré avec précision
comment les caractères d'une espèce se répartissaient
entre les descendants à l'occasion de la reproduction sexuée.
Bernard
Les observations de Mendel ont été
effectivement justifiées seulement un demi-siècle
après, avec la découverte de l'ADN par Crick et Watson
et l'identification des chromosomes, ou chaînes d'ADN spécifiques,
dans le noyau de l'ensemble des cellules vivantes. Les progrès
de la biologie moléculaire ont permis de faire apparaître
les composants ou constituants de ces chromosomes, c'est-à-dire
des suites d'acides aminées qui furent nommés gènes.
Le rôle de ceux-ci dans la réplication de la cellule
et dans le développement de l'embryon, en ce qui concerne
les cellules germinales, fut progressivement identifié. De
même, les conséquences, généralement
néfastes, mais parfois utiles, des accidents de réplication
de l'ADN, c'est-à-dire des gènes, furent progressivement
mises en évidence. Cet immense travail de la biologie moléculaire
assistée de l'informatique, lié au décryptage
du génome, c'est-à-dire à l'individuation des
gènes, et à la découverte de leur rôle,
est encore loin d'être terminé, même chez les
espèces au génome relativement simple, comme celui
des bactéries.
Alain
Ce que tu appelles la machine à inventer
génétique repose donc bien essentiellement sur les
mutations subies par les gènes, lors d'accidents de réplication,
rayonnements ou autres causes accidentelles - sans oublier aujourd'hui
les manipulations génétiques d'origine humaine. Les
caractères favorables sélectionnés par la concurrence
darwinienne pour l'accès aux ressources se maintiennent chez
les descendants, soit au sein d'une même espèce, soit,
si le changement est trop important pour permettre l'interfécondité,
par l'apparition d'une nouvelle espèce.
Bernard
Oui, mais il ne faut pas être trop
systématique. Il peut y avoir d'autres causes à l'évolution,
par exemple les disparitions massives liées à certains
cataclysmes. On a constaté aussi que, pendant de longues
périodes, des séquences de gènes pouvaient
ne pas évoluer, sans raisons apparentes, ce qui entraînait
la fixité de certaines espèces ou de certains caractères.
Par ailleurs, il existe dans tout génome de nombreux gènes
ou sites de gènes dont on ignore le rôle, comme les
conséquences des mutations qu'ils peuvent subir. Mais en
général, effectivement, l'invention de solutions nouvelles
résulte du mécanisme de réplication, accident
de réplication et sélection se produisant au niveau
des gènes, ou de certains de leurs sites.
N'oublions pas non plus que les mutations
ne sont pas seulement accidentelles. Celles-ci semblent statistiquement
très nombreuses, et surviennent notamment à l'occasion
de la division cellulaire à l'identique, sous l'effet d'erreurs
diverses de réplication. Mais le fait que l'évolution
ait inventé la reproduction sexuée s'est traduit par
un mélange systématique des chromosomes du père
et de la mère, ce qui a multiplié les occasions de
renouvellement des patrimoines génétiques, et finalement
de diversification tant des espèces que de leurs solutions
adaptatives.
Alain
Pourquoi a-t-on dit que les gènes
étaient "égoïstes"? Tout montre au contraire
qu'ils coopèrent au sein du génome pour que l'espèce
définie par ce génome se porte bien, et pour que ses
reproducteurs transmettent leurs gènes de la façon
la plus efficace possible.
Bernard
Il s'agit là d'une hypothèse
proposée par le généticien Richard
Dawkins, qui a eu un extraordinaire succès, dans un ouvrage
célèbre "Le gène égoïste "*. Dawkins
a émis l'idée que les molécules réplicatives
primitives, engagées dans leur lutte féroce pour la
survie (selon le mécanisme, déjà en place
aux origines, de la mutation-sélection) ont continué
à se battre entre elles, même lorsqu'elles se sont
alliées par symbiose au sein des génomes des organismes
monocellulaires puis pluricellulaires qui sont apparus au cours
de l'évolution des espèces. Les gènes, descendants
de ces molécules réplicatives initiales, exploitent
les opportunités de développement pouvant résulter
de leurs mutations accidentelles, même lorsque cela se fait
au détriment des espèces dont le génome comporte
ces gènes.
Selon Dawkins, ce n'est pas la compétition
entre génotype et phénotype, c'est-à-dire entre
espèces vivantes telles que peut les identifier la taxinomie,
qui constitue le niveau intéressant de la compétition
darwinienne moteur de l'évolution au sein de la biosphère.
C'est la compétition entre gènes, composants des génotypes,
et peut-être même entre locus (loci) actifs de certains
gènes. Ce sont les mutations de ceux-ci qui font apparaître
du nouveau. En cas de succès, elles permettent au gène
muté de se développer, au sein d'un nouveau génotype,
en pilotant la création d'un nouveau phénotype, le
cas échéant au détriment de l'espèce
qui était auparavant porteuse du génome initial. Une
nouvelle espèce mieux adaptée prend donc la place
de la précédente.
Autrement dit, le mécanisme de la sélection darwinienne
concerne d'abord les gènes, et secondairement les espèces.
Les gènes ne sont pas volontairement égoïstes,
puisque leurs mutations résultent de fonctionnalités
dépourvues de toute finalité. Mais, après coup,
du fait que, dans certains cas, ils se transmettent, après
mutation-sélection, d'une espèce à une autre,
en condamnant à dépérissement l'ancienne espèce,
ils donnent l'impression de l'être.
Alain
Je ne sais si les gènes sont ou non
égoïstes, mais il me semble que l'égoïsme
est le trait le plus répandu dans la nature, au détriment
des espèces ou des organismes qui en subissent le contrecoup.
Les bactéries pathogènes, par exemple, se moquent
bien de la mort des individus qui les hébergent, du moment
qu'elles se transmettent des uns aux autres.
Bernard
Le thème de l'égoïsme
est une autre façon de reprendre ce que Dennett appelle l'idée
dangereuse de Darwin, que beaucoup de gens, nous l'avons déjà
dit, se refusent à admettre. Cette idée, rappelons-le,
est que nul Dieu, nulle finalité, nulle forme préétablie
ne guide le processus de réplication, sélection, amplification.
Celui-ci se fait au hasard, et ne réussit qu'aux réplicateurs
capables de trouver des sources de matière plus abondantes
ou nouvelles, par rapport à ce que trouvent leurs concurrents.
Dans un livre récent et fort intéressant, Ni
Dieu ni gène*, deux généticiens, Jean-Jacques
Kupiec et Pierre Sonigo, appellent simplement ce processus "hasard-sélection".
Ils l'opposent, au terme d'une longue et intéressante étude
philosophique remontant à Aristote, au mécanisme dit
par eux "instructif", omniprésent dans la conscience populaire
comme dans la plupart des paradigmes scientifiques encore actuels
de nos jours, selon lesquels un moule préexiste toujours
à la mutation et guide la sélection.
Ce livre présente un autre intérêt
pour notre débat. Remettant à une place plus modeste
le rôle des gènes dans la fabrication des phénotypes
et dans les mutations faisant apparaître de nouveaux génotypes
puis de nouveaux phénotypes, il valorise tout ce qui est
susceptible de muter et de se comporter en acteurs "égoïstes".
Tout devient égoïste, dans ce que l'on pourrait appeler
le darwinisme étendu. Les gènes ne sont plus
seuls à l'être, comme l'avait montré Dawkins,
mais aussi les molécules réplicatives et les cellules.
C'est de la combinaison de ces égoïsmes à court
terme qu'émergent des structures plus complexes.
Alain
Que conclure de cette généralisation
de l'"égoïsme"?
Bernard
Eh bien par exemple le concept extrêmement
fécond, nous semble-t-il, proposé par nos deux auteurs,
d' "onto-phylogenèse" qui balaie en passant le concept
d'espèce, déjà mal en point. La fabrication
de l'adulte à partir de l'oeuf (phylogenèse) ne se
fait pas selon un plan rigoureux, prévu par l'organisation
des gènes dans l'espèce (l'ontogenèse), avec
l'échange d'innombrables messages faisant un large usage
de la stéréospécificité. Elle se fait
par suite de milliards de sélections darwiniennes portant
sur les molécules et les cellules, répondant au hasard,
et dont seule l'approche statistique à grande échelle
peut nous donner une image d'homogénéité. Les
cellules vont là où elles sont le mieux à mêmes
de trouver des sources de nourriture, provenant de l'extérieur
ou provenant de l'activité des autres cellules composant
le biotope.
Alain
Ce serait donc la compétition pour
les ressources "nutritives" qui structure les populations cellulaires,
et non le programme génétique. C'est le modèle
de l'écologie : l'écosystème cellulaire (c'est-à-dire
chacun de nous) se structure autour des chaînes alimentaires.
Bernard
Ceci veut dire que chaque individu,
homme compris, est différent des autres dans son détail.
Chaque individu est également générateur de
variations aléatoires lui permettant par exemple, de s'adapter
plus ou moins bien à des invasions virales ou microbiennes.
Il n'y a finalement pas de véritables différences,
sur le plan des mécanismes reproductifs et de sélection,
entre une forêt, un homme, un virus et une protéine.
Les récentes études sur les protéines-prions
montrent bien l'extraordinaire "familiarité" qui relie tous
ces ensembles.
Alain
Et l'homme, dans tout cela, demanderont
les bien-pensants?
Bernard
Selon nos auteurs, vu avec un
recul statistique nécessaire, il peut apparaître comme
appartenant à une espèce définissable par des
critères et des valeurs communes, où les composants,
les gènes notamment, bien qu'égoïstes, coopèrent
de fait de telle sorte que la survie de l'ensemble semble, au moins
à court terme, assurée. Mais vu à une autre
échelle statistique, l'individu humain ou l'espèce
humaine, comme tous les êtres vivants d'ailleurs, ne sont
que des assemblées de cellules momentanément unies
par des intérêts égoïstes. En descendant
plus finement encore dans l'analyse, le vivant peut être décomposé
en atomes liés par des interactions chimiques, comme n'importe
quel objet matériel.
Mais ceci ne veut pas dire qu'il
faille réduire l'homme, ou n'importe quel animal complexe,
aux seules interactions chimiques entre ses atomes. Nous sommes
au contraire, face aux mécanismes relevant de la génétique,
au coeur de la machine à inventer biologique (ou bio-automatique)
de premier type dont je t'avais parlé. Nous pouvons dire
que nous sommes en présence d'automates génétiques.
Le point essentiel, aujourd'hui,
est que cette machine à inventer génétique,
qui fonctionnait toute seule, si l'on peut dire, jusqu'à
présent, est désormais capable de prendre en compte
les interventions des hommes. Par la sélection assurée
d'abord du fait des éleveurs, puis aujourd'hui, à
une toute autre échelle, par le génie génétique,
il est devenu possible d'intervenir sur les espèces elles-mêmes.
Alain
Par la force des choses, le génie
génétique devrait, dans l'avenir, se développer
en symbiose avec les recherches sur les automates artificiels.
Bernard
Tu soulignes un point important, de grande
portée philosophique. Les interventions des hommes modernes
sur les génomes des espèces vivantes obéiront
à d'innombrables motivations, dont toutes ne seront pas explicites.
Il y aura les motivations d'ordre médical, celles d'ordre
économique, mais aussi le résultat du fait que les
sociétés humaines fonctionnent elles-mêmes comme
des machines à inventer aléatoires, dont nous allons
débattre dans nos prochaines discussion.
Alain
Tu fais allusion à ce que tu nommes
la machine à inventer de deuxième type, la machine
à inventer neuronale, et ses produits, les représentations,
les symboles, les langages, les idées...
Bernard
Produits que nous pourrons peut-être
appeler les "mèmes", pour rester fidèles à
Dawkins... Nous y mettrons les "représentations" inconscientes,
propres à l'animal mais aussi à l'homme, dont parle
Delacour dans son traité
Introduction aux neuro-sciences cognitives *.
Ces représentations servent à piloter les comportements
sensori-moteurs face aux modifications de l'environnement. Mais
dans les systèmes nerveux plus complexes ayant découvert
l'usage du langage social, nous y retrouverons les grandes constructions
spirituelles dont l'homme s'enorgueillit: la symbolique et autres
produits de conscience, la science et - last but not least - les
réseaux de communication, la robotique et la vie artificielle
qui - en attendant de prendre peut-être une existence indépendante
de celle des neurones humains, peuvent être considérés
comme des prothèses enrichissant l'activité des neurones
et renforçant leurs atouts compétitifs dans les sélections
darwiniennes à venir, au regard des autres cellules vivantes.
Alain
Tu semble considérer que ces deux
façons qui émergent pour modifier le monde, et l'homme
lui-même, la science des automates, et la science du génome,
vont coopérer, espérons-le utilement. C'est pourtant
une éventualité que beaucoup de généticiens
n'envisagent pas.
Bernard
Ils utilisent désormais systématiquement
l'informatique pour traiter les problèmes de séquençage
des génomes ou de simulation du rôle des gènes.
Mais ils n'essaient pas encore systématiquement de produire
par le génie génétique des organismes ou morceaux
d'organismes susceptibles de coopérer en symbiose avec des
machines. Leur formation fait qu'ils connaissent mal les questions
relatives à l'électronique et aux artefacts en général.
De plus il n'y a pas vraiment d'urgence. Travailler sur le génome
avec les méthodes actuelles de la biologie offre suffisamment
de perspectives pour occuper l'ensemble des chercheurs disponibles.
Les automaticiens, électroniciens et autres informaticiens
sont au contraire fascinés par le monde du vivant, et ce
qui s'y passe au niveau des constituants primaires des organismes,
les cellules et leurs ARN/ADN. Ils s'intéressent aussi, plus
particulièrement, aux neurones et leurs possibilités
de coopérer avec des puces électroniques (Peter Fromhertz,
par exemple, chercheur au Max Planck Institut explique dans un article
publié en 1998 dans Applied Physics "Neuron from rat brain
coupled to transistors" comment il a mis au point une technique
qui permet de faire croître un petit réseau de neurones
(à partir de neurones prélevés sur un rat )
et de le faire vivre pendant des semaines sur un support de silicium
comportant des transitors. Les neurones et les transistors s'échangent
des impulsions électriques). Mais les neurones sont difficiles
à apprivoiser sur des tranches de silicium. Si grâce
au génie génétique, il devenait possible de
les adapter à la coopération avec des éléments
matériels, des perspectives très intéressantes
s'ouvriraient.
Alain
Le problème est déjà
en partie résolu, nous le disions précédemment,
par les implants artificiels faits chez des handicapés de
l'ouïe ou de la vue,
permettant de connecter leur cerveau à des capteurs électroniques.
L'on parle aussi beaucoup des mémoires à ADN, des
biopuces, etc.
Bernard
Revenons au rôle des gènes
dans l'évolution des organismes vivants. Il ne faut pas s'imaginer
que les gènes commandent tous les comportements, y compris
les comportements humains les plus évolués, comme
le prétendent certains généticiens réducteurs.
Ces derniers, ou leurs commentateurs, multiplient aujourd'hui
les explications naïves, mais séduisantes pour le grand
public. A les entendre, nous ne sommes que de modestes représentants
du monde animal, bien incapables encore de nous affranchir des déterminismes
régulant notre patrimoine spécifique. On veut tout
expliquer par les gènes ou leurs dispositions dans les chromosomes
(le gène de l'intelligence, de la fidélité
conjugale). Il est exact en effet que beaucoup de comportements
primaires sont héréditaires, programmés génétiquement.
Mais l'on oublie d'une part que les gènes sont nombreux et
qu'ils peuvent aussi bien se contredire les uns les autres que s'unir
et se renforcer. Par ailleurs, même chez l'animal, l'individu
dispose apparemment de marges d'adaptation non négligeables,
comme le montre la façon dont certains insectes ou oiseaux
adaptent la réalisation de leur nid aux particularités
de l'endroit où ils se trouvent. Nous retrouvons là
le problème de l'individuation dont nous avons parlé,
et aussi celui des mèmes dont nous allons parler, dans notre
prochain entretien.
Alain
Il ne faut donc pas penser que le génie
génétique, associé à l'intelligence
artificielle ou autres techniques issues de l'automatisme, permettra
d'obtenir des solutions universelles face à tous les problèmes
des civilisations futures. Il faudra prendre en considération
d'autres niveaux évolutifs. Mais
je pensais que tu allais évoquer à ce propos l'évodévo,
une discipline aux frontières de la génétique
et de l'évolution, qui essaye de s'affranchir d'une vision
déterministe primaire de l'évolution, elle-même
inspirée par un darwinisme primaire. Est-ce que cela n'intéresserait
pas notre réflexion ?
Bernard
Tu as raison. Pour les militants
de l'évodévo, l'on ne peut expliquer tous les grands
choix de l'évolution, notamment en ce qui concerne les formes
retenues, celles-là et pas d'autres.., ou les mutations globales
brutales, par de simples conflits entre gènes élémentaires,
qui apparaissent ne commander finalement que des détails.
Avec les progrès du séquencement des génomes
animaux et humains, et l'utilisation d'automates pour simuler le
comportement de grands morceaux de génomes, sinon de génomes
entiers, l'on pourra peut-être voir comment les gènes
se groupent pour déterminer ou faire évoluer les caractères
globaux des organismes. L'on pourra peut-être même les
inciter à créer des chimères ou organismes
n'ayant jamais encore existé. C'est un peu l'objet de la
discipline que l'on appelle familièrement l'évodévo.
De même, j'imagine qu'en comparant
les génomes actuels entiers, l'on pourra peut-être
remonter l'arbre de l'évolution, expliquer les choix retenus
à partir d'embranchements stratégiques... bref savoir
comment la machine à inventer biologique dont nous parlons
a fonctionné réellement.
Alain
A la limite, il devrait être possible,
après avoir retrouvé ces embranchements du passé,
de relancer le train de l'évolution sur des rails qu'il avait
été obligé d'abandonner... faire revivre les
dinosaures, ou quelque chose qui aurait pu être un dinosaure
moderne si la nature avait exploré la voie correspondante ?
Bernard
Oui, l'on peut toujours rêver, mais
il ne faut pas se dissimuler la complexité des liens que
l'on affrontera en abordant les organismes plus complexes que le
simple colibacille. Il faudra que l'intelligence artificielle, ou,
si tu préfère, l'automatisme, collabore étroitement
avec la génétique et le génie génétique,
d'une façon totalement insoupçonnée aujourd'hui.
Alain
J'ai entendu parler d'un projet intéressant
consistant à faire évoluer simultanément sur
ordinateur et in vivo, le génome d'une petite plante dite
Arabidopsis. Mais le projet est quand même programmé
sur dix ans.
Bernard
C'est là d'ailleurs que les hyper-intelligences
artificielles pourront trouver utilement à s'employer, tant
dans la formulation que dans le test des hypothèses. Le test
des hypothèses, cela peut vouloir dire, ne l'oublions pas,
faire en quelques mois, sur ordinateur, le travail de sélection
accompli sur des millénaires par la nature.
Il faut ajouter qu'en dehors des gènes,
la biologie moderne a découvert récemment d'autres
structures biochimiques qui fonctionnent comme de microscopiques
machines, et confirment l'impression que nous avons d'être
en face d'automates véritables, avec systèmes d'information
et moteurs. L'étude de ces moteurs, relevant de la "nanotechnologie"
fait l'objet de véritables enjeux industriels. Nous y avions
fait allusion précédemment. Bill Clinton vient de
lancer une "initiative
nationale sur les nanotechnologies" (hiver 2000) pour explorer
les moteurs cellulaires. Ces machines, linéaires ou rotatives,
parfois constituées d'une seule molécule, contrôlent
la division des cellules, fabriquent ou transportent des protéines,
font se contracter les flagelles...
Alain
Nous sommes dans quoi, à ce
niveau ? Dans le génie génétique, dans
les microprocesseurs électroniques ou leurs substituts ?
Bernard
Un peu dans tout cela justement. Lorsque
les automaticiens progressent dans leurs réalisations, ils
aident à découvrir les arcanes de ce que nous appelons
ici la machine à inventer de premier type, génétique.
Ils peuvent s'en inspirer en retour. Les automates de demain, mi-électroniques,
mi-bioniques, vont certainement mêler ces différentes
techniques et solutions. Il faut bien se dire que le macroscopique,
qui est notre échelle, est particulièrement aveugle.
NOUS sommes particulièrement aveugles. Tout se passe dans
l'univers au niveau de l'atome et de la molécule, notamment
dans les systèmes vivants, y compris dans les systèmes
nerveux...
Alain
Ah, si nous pouvions, ne fut-ce qu'un instant,
nous rapetisser au niveau des molécules, nous en apprendrions
des choses ! Ceci dit, l'évolution des systèmes
vivants n'est pas uniquement commandée par les gènes.
Les comportements, et les innovations par essais et erreurs qu'ils
induisent, jouent aussi un rôle, y compris chez des
espèces relativement simples, ou nous paraissant telles.
Nous en arrivons donc aux "mèmes"
(avec des guillemets de ma part. Je dois te dire que je ne m'habitue
pas à ce terme inventé par un anglais, qui passe mal
en français, bien que leur inventeur pensait s'être
inspiré en droite ligne du français).
Bernard
Avant de discuter des mèmes, et plus
généralement des produits symboliques des systèmes
nerveux, je te propose d'examiner ce en quoi consiste ce que je
t'ai proposé d'appeler la machine à inventer de deuxième
type, la machine à inventer neuronale.
Auteurs cités (signalés par * dans le texte)
Antonio Damasio, Le
sentiment même de soi, Editions Odile Jacob 1999
Richard Dawkins, Le
gène égoïste, Armand Colin 1990
Jean Delacour
Introduction aux neuro-science cognitives De Boeck Université
Daniel C. Dennett, La
conscience expliquée, Editions Odile Jacob 1991-1993
Daniel C.Dennett, Darwin
est-il dangereux? Editions Odile Jacob 1995-2000
Gerald Edelman, Comment
la matière devient conscience, Odile Jacob 2000
Axel Kahn, Et l'homme dans tout cela ? NiL éditions
2000
J.J. Kupiec, P. Sonigo, Ni
Dieu ni gène Seuil
Steven Pinker, Comment
fonctionne l'esprit, Odile Jacob 1999
La suite du chapitre 2,
prochain numéro: section 3, La machine à inventer
neuronale
Jean-Paul Baquiast
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