Postface

Une complexité des vivants qui se révèle

Chaque jour paraît en sciences dures et en biologie un article scientifique qui, analysant finement les faits de la nature, en découvre ou clarifie un élément mal connu de la complexité du monde observable à ce moment là ; en conséquence l’explication du réel observable est posée chaque jour à un niveau toujours plus élevé de complexité.

Dans le domaine des sciences physiques, la complexité ne remet plus que rarement en cause les fondements des modèles majeurs (sauf la nature de la masse manquante en astronomie), mais oblige à identifier la façon de les décliner dans les multiples conditions de l’observation scientifique précédant leur mise en modèle numérique. Cependant se précisent aussi les limites de nos connaissances, soit en attente de meilleurs moyens d’observation ou de quantification, soit parce que nous avons atteint les limites absolues maintenant mieux cernées de ce qui restera inaccessible à notre savoir dans le très grand comme dans le très petit (observable astronomiquement ou dans le flou quantique).

Dans le domaine des sciences de la vie, ces limites vont être de plus en plus souvent atteintes ; cependant, on peut par traitement des données disponibles distinguer des localisations en lieu et temps dans le déploiement de l’arbre des vivants ou l’on peut cerner l’inconnaissable; c’est le cas en particulier à la limite des sauts d’une espèce à une espèce dérivée ayant de nouvelles fonctionnalités. L’accumulation de ces sauts aboutit à la mise en place d’espèces évoluées selon leurs spécificités ; celles-ci sont caractérisées par la façon dont elles réalisent leur homéostasie et reproduction à l’identique, leurs capacités d’interaction avec l’extérieur et leur autonomie individualisée : tout ceci ne fonctionne bien que par accumulation, complexe dans leurs interactions, de systèmes asservis nécessitant la présence simultanée et cohérente des mécanismes et dans ceux-ci des capteurs, actionneurs et contrôleurs ayant des paramètres de réglage fin des boucles de régulation.

Un arbre de vivants dotés de fonctionnalités croissantes

Le classement par ordre de complexité et de dérivation en biologie intégrative s’appuie sur une distinction des vivants selon leur spécificité : les très nombreuses espèces dénombrées prennent de mieux en mieux leur place dans l’arbre de dérivation «phylogénétique » des vivants, grâce au dépouillement des multiples codes génétiques portés par la stéréochimie désormais accessible dans leur bit à bit d’information. La distinction et le classement par espèces rejoint ainsi leur observation et dénomination par l’homme selon leur forme et leurs fonctionnalités dès son origine. Les espèces sont cependant susceptibles de varier un peu par microévolution environnementale ou aléatoire, ou par mini-évolution pilotée par l’homme (du saint-bernard au chihuahua). La macroévolution entre espèces implique l’apparition de nouvelles fonctionnalités spécifiques nécessitant une différence quantifiable des gènes de production de protéines- briques de base ou de contrôle du développement.

Dans ce livre, l’auteur a réuni les réflexions pluridisciplinaires majeures ayant contribué à identifier de mieux en mieux les espèces et leur fixité propre, c’est-à-dire ce qui a permis de les identifier et nommer. Il montre combien est pertinente cette identification commencée dans l’Antiquité et son importance comme point de repère principal de toutes les réflexions, selon sept regards rationnels majeurs s’étendant de la métaphysique aux sciences des mécanismes élémentaires et intégratifs et au regard artistique.

À partir de cette fixité et de ses fluctuations génétiques limitées, qui contribuent à l’individuation possible de chaque vivant par interaction avec les autres vivants et par la physique de son environnement, il est possible de critiquer le darwinisme. Le darwinisme, en tant qu’hypothèse de travail se voulant explicative de l’arbre de dérivation chronologique (de mieux en mieux fondé expérimentalement), a un contour assez flou ; en effet elle se propose essentiellement d’expliquer la dérivation entre espèces, voire même entre des phénomènes de société dans une écologie plus générale, par l’action des fluctuations internes ou externes aux individus agissant sur leur capacité à se reproduire. Ces mutations aléatoires sont supposées éliminées si elles ne sont pas «formantes» ; elles brisent la symétrie de façon aléatoire vers la complexification, c’est-à-dire vers des systèmes de plus en plus organisés, éliminant la tendance inverse vers le retour au chaos par désorganisation ; pour échapper à cette efficacité non prouvée, on la complète actuellement d’une «hypothèse d’émergence» par le hasard, orientant la dérivation entre vivants vers la génération d’organisations nouvelles en environnement fluctuant aléatoire, donc réalisant des fonctionnalités inaccessibles à des systèmes vivants moins complexes. Cette hypothèse-martingale est supposée naturelle et capable de retenir ce qui mène à l’émergence et pas seulement ce qui présente un avantage reproductif, brisant ainsi la symétrie fonctionnelle entre capacités d’évolution vers des états ou plus ou moins complexes.

À mesure que se révèle le nombre de ces états correspondant à une complexité irréductible (qui se mesure par la croissance du nombre de paramètres à régler simultanément pour assurer la fonctionnalité), le nombre nécessaire d’individus portant des mutations doit s’accroître pour que cette capacité de nouvelle fonctionnalité puisse, selon le hasard constructif darwinien, être tirée au sort ; à chaque nouveau mécanisme biochimique complexe découvert, l’hypothèse de travail darwiniste perd exponentiellement de sa crédibilité malgré les probables millions d’années de macroévolution entre bien des espèces. Aujourd’hui, elle n’est plus du tout crédible, par suite aussi de la difficile élaboration de médicaments traitant les maladies fonctionnelles majeures qui soient dépourvus d’effets secondaires nuisibles multiples ; ceci met en brèche la simplicité également supposée des effets d’émergence jamais observés dans les millions de vivants modifiés générés au cours des recherches.

On doit aussi rationnellement évaluer les mécanismes génétiques et neuronaux selon la base commune venant des mathématiques du traitement de l’information ; des ponts se montent actuellement entre l’informatique créée par l’homme et le traitement de l’information par les êtres vivants directement dans leur développement génétique et indirectement dans le support informationnel placé dans le cerveau des animaux supérieurs. Bien que peu abordé encore dans la recherche biologique, ce rapprochement n’est pas sans intérêt : chaque jour, de nouveaux codes créés par l’homme se transmettent à une multitude d’ordinateurs et d’utilisateurs de codes informatiques dans le monde, par le vecteur des transmissions sur la toile. Or un grand nombre parmi ces codes utilisent des algorithmes nouveaux dont l’emploi n’est pas directement lié à la fonctionnalité principale du code où ils s’insèrent. D’autre part, la présence de données multiples induit aussi des traitements pour fournir des données dérivées plus simples qui peuvent être utiles dans des chaînes de programmes dont certains devront correspondre à des emplois spécifiques au client final.

Ainsi s’est constituée une industrie du logiciel dont les programmes de génération de programmes utilisent les codes plus élémentaires développés précédemment selon leur généralité ; ils seront complétés par de nouveaux codes ou algorithmes de base selon les besoins : le développement des programmes les plus nouveaux et complexes est à la fois tiré et poussé par l’ensemble de l’industrie informatique.

Mais on ne fait jamais appel – et pour cause ! – à des méthodes de production de logiciel par tirage au hasard de spécifications – qui pourrait croire que cela pourrait conduire à de nouveaux codes de calcul ? –, à tous les niveaux de taille et complexité ; on voit bien que la finalité complexe des programmes à venir nécessite des codes spécifiques assemblant des modules nombreux ; il en est bien entendu de même pour les codes génétiques des vivants ; l’interdiction de supposer a priori toute finalité est à remplacer par la recherche patiente des détails concrets des nouveaux mécanismes. Ils sont à prendre soit dans un assemblage nouveau d’éléments tirés de la boîte à outils des mécanismes biochimiques déjà découverts, soit dans des données nouvelles, dans une logique descendante, à partir des besoins des grands systèmes fonctionnels à entreprendre. S’éloigner de la notion de dérivation successive au hasard est nécessaire pour comprendre la finalité voire optimiser des codes sans se limiter à leur efficacité immédiate ; c’est se donner une « approche système » de l’arbre de dérivation des vivants et ne pas seulement introduire l’approche par optimisation des espèces, chère à Darwin et aux sélectionneurs des chevaux dans son comté, mais aussi évaluer la dérivation inverse ; celle-ci apporte un éclairage plus efficace (en mathématique, c’est travailler sur l’état adjoint du système) et permet ainsi de mieux comprendre la fonction d’un contrôle portant sur les variations de fonctionnalité dans la dérivation des espèces…une voie riche de recherche !).

On note encore dans les synthèses des journaux scientifiques des phrases douteuse d’appel circulaire à la rationalité de l’hypothèse darwinienne telles que celle-ci : « Les êtres vivants sont doués de nombreuses propriétés finement ajustées à leurs besoins : des yeux pour voir, des feuilles pour capter la lumière… Hissés sur les épaules de Darwin, nous pouvons expliquer cette finalité apparente sans faire entorse à la logique et en respectant l’axiome selon lequel un effet ne peut précéder la cause. » Malheureusement pour les auteurs de ces affirmations illogiques, la plupart des explications par le hasard favorable ne peuvent plus désormais expliquer les ajustements fins, que l’on découvre encore plus complexes d’année en année, surtout sur les deux exemples cités.

Nouveaux paradigmes et nouvel émerveillement

On peut placer la cohérence de l’analyse pluridisciplinaire de la spéciation, qu’Olivier Nguyen présente dans ce livre, comme un appel au retour au bon sens scientifique : d’abord ne pas nier mais délimiter de mieux en mieux la part d’inconnu irréductible que nous présente l’accumulation actuelle des analyses précises de la complexité des mécanismes nécessaires à la survie des animaux supérieurs sur terre, incluant des symbioses avec les vivants les plus simples. Les calculs d’improbabilité s’accumulent et il vaut mieux les accepter comme une porte ouverte sur l’émerveillement face à la vie, que d’ignorer leurs ordres de grandeur.

Pour le savant, la considération de la vie sur Terre comme formant un système hyper-complexe, avec de multiples interactions à toutes les échelles, y compris dans l’interaction des composantes génétiques, est devenue un paradigme de travail quotidien ; dès à présent, la considération de la finalité des multiples boucles de rétroactions entre espèces ne lui échappe plus. Il nécessite simplement d’utiliser des outils de travail intellectuel pertinents, même ou surtout au niveau écologique. Ceci incite à un respect de la nature, en attente de mieux la comprendre, et à accepter de ne la maîtriser que jusqu’à un certain point seulement. Les espèces elles-mêmes se révèlent préparer leurs descendance dans l’arbre de dérivation des vivants comme si elles préparaient les vivants mutés à venir ; le modèle d’émergence à son tour s’emplit ainsi lui-même de mystères à découvrir, voire à délimiter. On peut souhaiter que la pluridisciplinarité, choisie dans cet ouvrage comme composante nécessaire d’une liberté de pensée renouvelée, s’étende à d’autres problèmes de compréhension des vivants, surtout dans leurs relations ; elle devrait être de règle pour faire progresser toutes les disciplines de la pensée, y compris la métaphysique, en vue d’une nouvelle philosophie de la nature. Après un siècle de déconstruction, il est temps pour les jeunes de ce siècle nouveau, dont fait partie Olivier Nguyen, de poursuivre ce travail de reconstruction de notre regard sur le monde, et spécialement le monde des vivants.

Pierre Perrier

Académie des sciences

Académie des technologies