Reprenons la petite histoire de la mosaïque du vivant. (billet du 2 novembre). La vie se construit par juxtaposition d’éléments identiques, puis par spécialisation et intégration de ces éléments en un ensemble organisé.

Des petits éléments (gènes, cellules) identiques se forment, se dupliquent, puis s’agglomèrent (juxtaposition) et se différencient et s’intègrent dans un organisme global.

Mais ces éléments conservent toutefois une certaine autonomie au sein de l’ensemble.

Dis comme cela, ça ne ressemble pas à une découverte bouleversante : n’est ce pas tout simplement la reformulation de l’idée de système : un ensemble est composé d’éléments et les éléments gardent une certaine autonomie au sein de l’ensemble ?

C’est en partie vrai. Mais quand on applique ce schéma à la construction du vivant, des mécanismes fondamentaux se dévoilent alors.

Notre organisme est fait de milliard de cellules toutes bâties sur le même schéma d’organisation.  Qu’il s’agisse d’un neurone (cellule du cerveau), d’un globule rouge (cellule du sang), ou d’une une cellule osseuse : tous sont composés sur une même matrice (un noyau, micro-organismes comme les mitochondries, une paroi). Les cellules spécialisées naissent d’ailleurs toutes sous forme de cellules souche indifférenciées.

De même, un organe comme le cerveau se construit à partir de cinq segments identiques les vésicules) qui sont juxtaposés et vont ensuite se différencier pour devenir les structures du cerveau adultes : thalamus, hémisphères cérébraux, cervelet.  (voir le schéma ci-dessous).

Sur ce schéma suivant, on voit mieux comment les étapes de transformation.

Quand on observe un cerveau humain adulte et ses parties aussi différentes que les hémisphères ou le cervelet, on a du mal à imaginer qu’il est fabriqué à partir de constituants au départ communs. C’est pourtant le cas.

Cette logique de fabrication s’applique à nombreux niveaux d’organisation du vivant : la construction du génome (par juxtaposition/intégration) de gènes ; la formation de cellules (par juxtaposition/intégration de micro-organismes) ; la formation d’organismes pluricellulaires, la formation du squelette, la formation du cerveau. Et on peut bien sûr étendre la logique de la mosaïque aux niveaux des « superorganisme » que sont les sociétés animales ou humaines.

Au restaurant chinois

L’article de G. Chapouthier (« L’évolution de la complexité », Pour la Science, n° 314, 2003)  m’ayant beaucoup intéressé, j’ai décidé de le revoir. J’ai donc pris rendez-vous avec lui et au mois de juin, on s’est retrouvé dans un restaurant chinois près du jardin du Luxembourg. A peine installé à table, Georges (« on se tutoie ? Oui bien sûr ») réattaque avec ses blagues : « Tu connais l’histoire du l’hémiplégique qui ne pouvait plus parler ? ».

Non, non, pas tout de suite ! J’ai rappelé ce que préconise Kant. Dans son Anthropologie, le grand penseur conseille de commencer les repas par les sujets élevés (philosophie ou science) et de garder les histoires drôles pour la fin. Car, dit-il l’esprit est ainsi fait qu’il peut facilement glisser la pente des questions ardues aux bonnes histoires, mais il a du mal à remonter la pente dans l’autre sens.

J’ai donc tenté de ramener le débat sur des questions fondamentales de la vie. « Georges, il faut quand même que l’on parle de la mosaïque, de la fabrication de la vie, de la complexité »…

–  Oui, bien sûr je vais t’envoyer un article qui résume mes thèses. Mais j’y pense, tu connais l’histoire de l’anglais de l’américain et du suisse dans un sous-marin ? »

La suite du repas, a consisté à jongler entre les nouilles aux légumes et le canard laqué, ses histoires drôles et quelques sujets de fond.

On a notamment discuté des applications possibles de la théorie mosaïque au fonctionnement de la machine humaine.

• Nous sommes des machines désirantes.

Quand on retire le cœur de la poitrine et on le place dans un élément nutritif, il continue à battre tout seul. Car si le cœur a pour fonction de pomper le sang dans l’organisme, il fonctionne en partie comme un système autonome, animé de sa logique propre. Il en va de même pour la plupart des autres organes. L’appareil digestif tend à fonctionner en soi et pour soi et pas simplement pour alimenter l’organisme. Voilà pourquoi, si la nourriture est abondante, l’organisme tend à se nourrir bien au delà des besoins de l’organisme. De là la tendance à l’obésité. Il en va de même pour la sexualité. Nos organes sexuels ne fonctionnement pas comme de simples outils au service de la reproduction: ils agissent pour leur propre compte : d’où un goût immodéré des organismes vivant pour le sexe. Un goût qui va au delà d’une économie sexuelle entièrement asservie à la seule reproduction. Autre exemple : notre cerveau est doté d’une multitude de modules spécialisés destinés à accomplir des fonctions précises : langage, mémoire,perception, résolution de problème. Mais ces structures/organes/fonctions tendent à fonctionner pour elle-mêmes, bien au delà des services qu’elles rendent à l’organisme dans son ensemble. Ainsi notre mémoire stocke plein d’information inutiles  : mais elle la mémoire est ainsi faite : conserver des information, sans savoir ce qui lui sera utile ou non. De même, notre cerveau est fait pour résoudre des problèmes et il se passionne parfois pour des questions qui n’ont strictement aucun intérêt pour la survie. Le langage est fait pour transmettre des informations, mais nous parlons bien au delà des besoins de la communication. Les organismes sont ainsi fait : il est construit comme une vaste ensemble d’éléments qui agissent en partie pour pour eux-mêmes.  Nos organes tendent à tourner en soi et pour soi. Nous sommes des machines désirantes et délirantes.

Dans la ruche, la reine est très différente des ouvrières. La reine est beaucoup plus grosse, vit beaucoup plus longtemps  (de  3 à 5 ans alors que les ouvrières ne vivent que quelques semaines). La reine ne se consacre qu’à une activité : pondre des oeufs (alors que les ouvrières sont infertiles). Mais qu’est ce qui distingue génétiquement la reine des ouvrières ? Réponse : Rien, absolument rien ! La reine et les abeilles ont exactement le même code génétique. Mais alors d’où vient la différence de morphologie et de comportement?

En fait, l’alimentation joue un rôle considérable. La reine est élevée avec de la gelée royale, alors que les ouvrières ne consomment que du miel et du pollen. Et cela change considérablement leur développement. Voilà un exemple de ce que l’on nomme « l’épigénétique » (action de l’environnement sur l’expression des gènes).

Des chercheurs de l’Université de Camberra (Australie) viennent de découvrir que la suppression d’une seule enzyme, l’ADN méthylétranférase,  suffisait a changer le destin d’une larve en reine féconde ou en ouvrière. En fait la gelée royale va inhiber le processus de méthylation (vous me suivez toujours?) et la présence ou l’absence de la même enzyme sur les quelques 560 gènes des larves vont changer son destin.

F. Lyko et al. « The Honey Bee Epigenomes: Differential Methylation of Brain DNA in Queens and Workers« , Plos Biology, en ligne.

Où l’on rencontre un biologiste et philosophe, amateur d‘histoire drôles, qui nous révèle quelques secrets sur la fabrication du vivant.

J’ai rencontré Georges Chapouthier il y a quelques années (en 2004 je crois), lors d’une émission de radio où nous étions tous les deux invités pour parler des animaux et des humains. Lui venait de sortir son petit livre Qu’est ce que l’animal ? Et moi L’Homme cet étrange animal.

A la fin de l’émission, nous avons quitté ensemble du studio de la maison de la radio. A peine arrivé dans l’ascenseur, il m’a demandé « Vous connaissez la blague du moine chrétien et du moine bouddhiste ? »

–        Non.

Et le voilà parti dans une histoire (très drôle) où il est question de deux moines mystiques qui débattent de l’au-delà : Paradis ou réincarnation ? … L’histoire se termine après la mort de l’un d’entre eux. Il se retrouve alors dans un endroit étrange où l’on passe ses journées les uns contre les autres à boire, manger, faire l’amour,… puis recommencer. Le paradis ? Non : la réincarnation dans un clapier…

L’histoire terminée, on était sortie de la Maison de la radio et on se dirigeait tous les deux en direction du RER. Aussitôt, G. Chapouthier enclenche sur une autre histoire. « Et vous connaissez celle du charcutier à la jambe de bois ? ». Et durant tout le trajet, il a raconté trois ou quatre blagues, toute très bien ficelées. Arrivé à la station Saint Michel, il était temps pour lui de descendre, mais son histoire en cours n’était pas terminée. Il a donc du sortir de la rame précipitamment, et avant que les portes ne se referme, m’a lancé en levant le bras « Bon, je finirai une autre fois, Allez au revoir ».

Quel drôle de personnage ! En général, les scientifiques me parlent de leurs recherches, où se lamentent sur les problèmes de postes, de budgets et de politique scientifique ; les moins égocentrés me posent des questions sur Sciences Humaines. Et voilà un éminent chercheur, de classe A (directeur de recherche), bardé de titres et diplômes, auteur de nombreuses livres et publications sur des sujets fondamentaux (la biologie de la mémoire, la construction du vivant), habillé en costume-cravate (je me demande même qu’il n’avait un nœud papillon), lunette à grosse monture…  qui semble avide de réciter le maximum de bonnes blagues en un minimum de temps à un inconnu qu’il rencontre pour la première fois. J’ai du penser alors : «  ce type est sympathique, original, farfelu même. Mais il est perdu pour la science ».

J’avais tort.

Episode n° 2. La mosaïque de la complexité.

Quelques semaines après cette rencontre, j’étais en train de relire des documents sur la théorie de la complexité, quand je suis tombé sur un article de ce même Georges Chapouthier paru en 2001 dans Pour la science consacré à « L’évolution de la complexité ». Et j’y ai trouvé une belle idée.

L’article commence par des considérations générales sur le problème de la complexité. D’où vient cette « montée en complexité » que l’on observe dans le monde vivant : des premières cellules simples aux cellules complexes à l’apparition d’êtres pluricellulaires, puis aux organismes dotés d’organes spécialisés, enfin aux organismes dotés  d’un cerveau, lui même de plus en plus complexe, etc. Ce problème de la complexité est bien connu, mais les mécanismes de cette complexification restent une grande énigme. Et c’est là que G. Chapouthier avance une idée originale : la  « théorie de la mosaïque ».

Dans une mosaïque, (comme celle ci dessus) l’image globale est formée de l’assemblage de petits éléments (des tesselles), dont chacun garde son unité. Vus de loin, les éléments assemblés forment des images (ou des organismes). Vu de près, le « tout disparaît » et les éléments constitutifs gardent une certaine unité.

Toutes les plantes ou les animaux complexes se présentent ainsi comme un assemblage de cellules. Ces cellules sont autant d’unités discrètes : des petites bulles de vie ayant leur vie propre. Chaque cellule est elle même un assemblage de petits micro-organismes : les mitochondries, noyau, l’appareil de golgi, etc.

Mais comment tout cela s’est-il constitué ?

G. Chapouthier propose un schéma en deux étapes fondamentales : 1. juxtaposition et 2. intégration.

1. Juxtapostion. La formation d’un être complexe passe d’abord par la juxtaposition d’éléments identiques. Prenons le cas des premiers organismes pluricellulaires apparus dans l’histoire de la vie. (A ce propos, en juillet dernier, une découverte majeure a été faite sur les origines de la vie).

Au départ, les premiers organismes se sont constitué par agrégation de cellules semblables en colonies.  (L’histoire est très bien racontée par Alexandre Meinesz, Comment la vie à commencé, éd. Belin). A ce stade, chaque cellule garde son entière autonomie et assure seule les grandes fonctions du vivant : respiration, alimentation, reproduction. Les premières assemblées de cellules sont comme des bans de sardine : chaque élément est identique à l’autre et il n’y pas d’échanges entre elles.

Le principe de juxtaposition ressemble à ceci :

Puis vient l’étape numéro 2. Celle de la spécialisation/intégration. Les cellules se spécialisent : les unes dans la nourriture, la reproduction. Toutes deviennent dépendantes les unes des autres. Un organisme complexe est né.

La phase de spécialisation ressemble à cela :

Puis, on passe de C à D et E

Juxtaposition + intégration : voilà un schéma très général que l’on retrouve, selon Chapouthier, à plusieurs différents niveaux d’organisation du vivant. (Le sociologue pensera immédiatement à Durkheim et au passage des communautés simples aux sociétés complexes, de la solidarité mécanique à la solidarité organique). Mais revenons à nos animaux pluricellulaires. Les premiers animaux complexes ressemblaient à des vers et des éponges, avec très peu d’organes différenciés. Certains se sont transformés ensuite en animaux plus complexes dotés d’organes spécialisés : perception, locomotion, cerveau. Nous autre humains, faisons partie d’une grande lignée : celle des vertébrés tétrapodes qui rassemblent tous les animaux avec des membres : nos parents sont les autres mammifères (à quatre pattes), les oiseaux (2 pattes + deux ailes), et mêmes les poissons (dont les membres sont les quatre membres sont des nageoires. Tous les membres de cette grande famille ont quatre membres qui reposent sur une structure identique, (formés de trois segments).

Le plan d’organisation de tous les membres de notre famille est construit à partir d’un même schéma: un membre a trois segments, membre qui est reproduit par paires (deux par deux) et à la chaine (2+ 2 = 4. Voilà encore le principe de juxtaposition. Chez les humains, les membres supérieurs se sont transformés de patte en bras. Chez les oiseaux les pattes avant (celle de leur ancêtres dinosaures) sont devenues des ailes, mais le schéma de base reste le même. Tous les animaux dotés de pattes sont bâtis sur le même plan d’organisation.

Chez les invertébrés, le schéma fonctionne sur le même principe : les pattes articulées sont apparues au cours l’évolution puis se sont démultipliée. La fabrique de l’évolution repose d’abord sur une simple juxtaposition d’éléments. Sont apparus d’abord les animaux à quatre pattes (tous les tétrapodes*), puis les animaux à six pattes (insectes), puis à huit pattes (arachnéens dont les araignées de mer et nos araignées terrestres), à 10 pattes (comme la plupart des crustacés), à  20 pattes (trilobites), puis à 50, 100 et au delà.

Les chenilles que l’on appellent « milles-pattes », forment en fait un groupe d’un millier d’espèces. Le record du nombre de pattes est détenu à ce jour par l’Illacme plenipes, un myriapode (nom scientifique des milles-pattes)  découvert en 2006 en Californie et sur lequel on a compté 752 paires de pattes. MAis je m’éloigne. Revenons à Chapouthier et la théorie de la mosaïque.

Voilà une grande leçon de la Création : Dieu (ou Mère Nature) a créé le monde en jouant au lego : il a commencé par rassembler des éléments identiques pour former des éléments complexes.

Puis est venu la phase n° 2 : la spécialisation.

Mais on voit ça demain?

Dans l’énorme et passionnant volume La Bible expliquée à mes contemporains, de James L. Kugel, un chapitre est consacré à la place de la femme dans la Bible.

Cela commence par l’histoire de Débora, une sorte de Jeanne d’arc du peuple Hébreu. Nous sommes il y a 1250 ans avant Jésus-Christ. Les tribus juives sont dans la phase de conquête militaire de la Palestine.  Ni le royaume d’Israël, ni celui de Judée ne sont encore vraiment constitués. Le pouvoir est alors aux mains des Juges (shofet). J. Kugel nous dit qu’il ne faut pas entendre le mot « Juge » au sens de magistrat, (qui rend la justice), mais plutôt au sens de « chef »: à la fois un chef religieux et de tribu. Débora en fait partie. C’est donc une femme dont le statut est exceptionnel.

Débora, investie d’une mission divine,  veut expulser les Cananéens hors d’Israël. Pour cela, elle convoque le général Barac (Rien à voir avec Barac Omaba) et part en campagne avec lui.

Le combat sera rapide. Quelques escarmouches suffisent à mettre l’armée des Cananéens en déroute. Le général cananéen Sisera fut l’un des premier à s’enfuir  et a chercher un endroit pour se cacher. C’est alors qu’intervient Yaël, une autre maîtresse femme. Yaël invite le général Sisera à venir se cacher dans sa maison. Il ne sait pas ce qui l’attend. Car Yaël est dans le camp des Hébreux. Elle propose au général de se dissimuler sous une couverture, ce qu’il s’empresse de faire. Yaël s’empare alors d’un pieu et lui enfonce dans la tête à l’aide d’un marteau. Ainsi meurt la lâche Sisera cloué au sol par une courageuse résistante.

La Bible offre d’autres cas de femmes fatales. Dalida, qui se comporte comme une Mata Hari, une espionne au service de l’ennemi (Les Philistins). Elle attire Samson dans son lit et lui soutire son secret : sa force lui vient de ses cheveux. Elle profite d’un moment où il dort pour lui couper. Les Philistins peuvent alors entrer et crever les yeux du pauvre Samson…

Debora chef de guerre, Yaël résistante héroïque, Dalila espionne… aux côtés de ces quelques femmes d’exception, la Bible présente aussi des rôles de femmes bien plus convenus.

James L. Kugel écrit : « Ruth et Noémi sont plus proches des rôles de femmes traditionnels. (…) Il y a les femmes victimes. La fille anonyme de Jephté finit sacrifiée comme une animal de basse cour…(…) Qu’étaient donc les femmes aux temps bibliques ? Des chefs puissants ? Les moitiés égales, mais opposées, aux hommes ? De perfides tentatrices, moralement et à tous les autres égards inférieures aux hommes, souvent des victimes, tantôt pleurées, tantôt inexistantes ».

La Bible n’a rien inventé. Les images classiques de l’infériorité.

En fait, selon J. Kugel, la position de la femme dans la Bible n’est guère différente de ce que l’on trouve dans toutes les sociétés traditionnelles. Globalement, sa position sociale est socialement et idéologiquement inférieure à celle des hommes. La Bible est écrite par des hommes pour des hommes dans une société patriarcale et machiste. Mais quelques portraits singulier de maîtresse femmes sortent du lot, montrant que même réduite à peu de chose, le femme ne se laisse pas réduire au statut de femme-objet.