Le vivant
La singularité et l'universel
Gilbert Lechermeier
Matériologiques
Préface de Michel Morange3
Introduction7
Entre rupture et continuité, saisir l'originalité de la vie
Partie 1
Définir la vie : quels enjeux ?15
Chapitre 1
Quelle actualité, quels enjeux à propos de la définition de la vie ?19
1] Les développements des sciences de la vie se sont réalisés sans faire d'une définition du vivant ou de la vie un enjeu central d'investigation
2] Réflexions contemporaines
2.1] Le vivant et ses cas limites
2.2] Exobiologie
2.3] Origines de la vie
2.4] Vie artificielle
2.5] Biologie synthétique
2.6] Biologie théorique, biologie des systèmes
Chapitre 2
Définitions de la vie : essais de mise en perspective
1] La pluralité des définitions de la vie comme heuristique de la vie
1.1] Le phénomène vivant : un air de famille constitué autour de collections et combinaisons de propriétés
1.2] Le vivant : opérateur de transformations et d'intégrations
1.3] Des organisations matérielles au croisement de deux séries temporelles
1.4] Des structures matérielles en interactions permanentes et en osmose avec leur environnement
1.5] L'individu biologique : entre autonomie (relative) et intégration (partielle)
1.6] Une approche problématique : la vie comme propriété émergente
1.7] Cartographie des problématiques propres à la compréhension de la vie : les thèmes du vivant (à travers les définitions)
2] Définitions de la vie et incidence des cadres de théorisation employés
2.1] Définitions et recours à des concepts issus d'autres champs disciplinaires : problèmes et sources d'interrogations nouvelles
2.2] Variations autour des concepts d'ordre, de complexité, d'organisation
2.3] Cybernétique, information, génétique et système
Chapitre 3
Définir la vie dans les sciences de la vie : à la recherche d'une théorie du propre du vivant69
1] Retour sur les problématiques définitionnelles
2] Définition de la vie : autour du propre des vivants
2.1] Passer d'une définition courante à une définition scientifique de la vie
Une question ouverte : où et comment rechercher le propre du vivant ?
La recherche du socle de fonctions et de l'organisation matérielle propre à l'affirmation du caractère vital
La recherche du « commun » dans l'organisation matérielle et dans le jeu des forces internes et externes
Le commun du vivant à travers une histoire commune
Le commun du vivant à travers la reconnaissance et la constitution de frontières ?
2.2] Questions corrélatives à la définition de la vie comme propriété d'une organisation matérielle singulière
Principes de vie et « incarnation matérielle »
Temporalités du vivant et de la matière : comment prendre en compte la durée ?
Continuité, discontinuité et définition minimale de la vie
Autonomie et individuation
3] Vers une compréhension de la vie ? Les thématiques sous-jacentes
Partie 2
Les thématiques récurrentes autour du propre du vivant107
Chapitre 4
Le propre du vivant : questionner l'essence de la vie111
1] Le vivant dans l'opposition vie/non-vie
1.1] La vie donnée première organise le monde en animé et non animé
1.2] L'âme entre transcendance et immanence
1.3] La vie, déclinaison particulière d'un regroupement d'atomes
2] La vie entre physique singulière et physique commune : la vie principe transcendantal versus la vie comme propriété résultante
2.1] La vie s'oppose à la matière par des principes ou des lois qui lui sont propres
2.2] Le substrat de la vie : entre matière propre et matière commune
2.3] Vie immanente et vie résultante du jeu de forces opposées
3] L'organisation, propriété singulière des êtres dotés de vie
3.1] La machine vivante
3.2] La machine ajustée pour accueillir la vie
3.3] L'organisation oriente le jeu des bois physiques
4] Histoire des vivants, histoire du vivant, entre phylogenèse et ontogenèse : des temporalités singulières
4.1] Reproduction et développement
4.2] Fixité et évolution
Chapitre 5
Saisir le vivant : les schèmes d'intelligibilité143
1] Constitution de l'ordre du vivant. L'unité du vivant à travers l'histoire naturelle
1.1] Point de repère : l'unité du monde des vivants autour du propre du vivant
1.2] Vers un ordre biologique
1.3] L'unité et sa déclinaison au sein du vivant diversifié
2] De l'expérience à l'expérimentation
3] Connaître le vivant à travers sa décomposition
4] Le mécanisme support d'intelligibilité, l'organisation
4.1] Autour du mécanisme en général
4.2] Vers un mécanisme spécial
5] De l'ordre minéral à l'ordre vivant : comment penser la genèse du vivant
6] Conclusion : les axes d'interrogation et d'exploration dans les sciences de la vie
6.1] La vie, l'être vivant, donnée première constitutive de l'ordre de la nature
6.2] L'opposition vivant/non-vivant autour de la spécificité du phénomène de la vie
6.3] Vie, matière, organisation
6.4] Le temps, grand ouvrier de la nature
6.5] Saisir le vivant : nécessité de la réduction et du mécanisme
6.6] Récapitulatif des thèmes
Partie 3
Les modèles du vivant : des approches contrastées mobilisant différentes ressources théoriques pour saisir la singularité du vivant185
Chapitre 6
Robert Rosen : Life Itself ou la vie per se189
1] Le propre de l'organisme vivant : la clôture sur cause efficiente
1.1] Présentation succincte du modèle relationnel formel des organismes : le système « M, R »
1.2] Formulation littérale
1.3] Remarques concernant ce modèle relationnel : propriétés intrinsèques au système matériel, causes extrinsèques, finalités
2] La théorisation de l'organisme vivant pour Rosen : concepts et contextes de théorisation
2.1] La biologie relationnelle pour un modèle relationnel de l'organisme
2.2] Causes efficientes, causes matérielles, causes finales chez Rosen : causalité et distinction des plans de détermination
2.3] Théorie des catégories, diagrammes de blocs et représentation des déterminations causales
Éléments de théorie des catégories
Retour sur les composants
Retour sur le système relationnel et ses déterminations causales
Modélisation de la cause finale (implication finalisée) à travers les diagrammes de blocs augmentés
Augmentation du degré d'organisation
3] Le modèle « M, R » et son exploitation en biologie
4] Questions philosophiques autour du modèle « M, R »
4.1] Mécanisme, machines et organisme
4.2] Modèles, lois, simulations
4.3] Causes
4.4] Ontologie du vivant, essence de la vie, définitions
4.5] Penser l'émergence du vivant
Chapitre 7
L'automate fluide de Tibor Gánti : le chemoton229
1] Le système vivant minimal : le chemoton
1.1] Présentation qualitative
1.2] Schéma représentant le modèle du chemoton, idéalisation d'un système vivant minimal
1.3] Fonctionnement du chemoton
2] Le système vivant minimal : concepts et contextes de théorisation
2.1] Les critères de vie
Les critères absolus ou réels de vie
Les critères de vie potentiels
2.2] Théorie des systèmes
2.3] La chimie support d'information
Machines chimiques et thermodynamiques
3] Le chemoton et son rapport avec la réalité saisie par les sciences de la vie
3.1] Le chemoton comme modèle unifiant un ensemble de modèles naturels
3.2] Les sciences de la vie et le système vivant minimal
Le chemoton et la cellule vivante
La vie au niveau procaryote : le chemoton comme représentation d'une forme élémentaire de vie
La vie au niveau animal. Le chemoton et les formes élaborées de vie. Vie primaire et secondaire
Entre animaux et procaryotes
3.3] Ancrage des systèmes autocatalytiques dans la réalité chimique
3.4] Cycles autocatalytiques et analogons chimiques des sous-systèmes
4] Le chemoton, objet philosophique
4.1] Définition de la vie et unité individuelle
4.2] Le chemoton et l'origine de la vie
Vers la genèse du chemoton primitif
Compartimentation, évolution vers des systèmes plus complexes
Chapitre 8
Modèles d'organisations matérielles nécessairement évolutives : les hypercycles de Manfred Eigen, les unités de niveau d'intégration de Faustino Cordón271
1] Autour des hypercycles, le modèle d'une organisation matérielle nécessairement évolutive
2] Deux niveaux de modélisation : du cycle autocatalytique à l'hypercycle
2.1] Catalyse et cycles catalytiques : application à des unités autoréplicatives
2.2] Auto-organisation de la matière à partir d'unités autoréplicatives : phénoménologie
Les prérequis
Description qualitative du modèle
Le système darwinien formel : coopération et sélection
Des espèces vers les « quasi-espèces » : de l'isolement à la coopération
Quasi-espèce : liens entre quantité d'informations et stabilité
2.3] Du cycle catalytique vers l'hypercycle, un nouveau niveau d'organisation permettant de dépasser le paradoxe d'Eigen : pas de grand génome sans protéines, pas de protéines sans grand génome
Présentation simplifiée des caractéristiques des hypercycles et application à un modèle de référence associant polynucléotides et polypeptides
L'hypercycle, potentiel d'une dynamique d'évolution
3] Cycles, hypercycles et auto-organisation de la matière : vers le scénario d'une réalité possible
3.1] Les origines possibles d'un système coopératif de réplication et de traduction
3.2] La chimie prébiotique
3.3] Le scénario d'une évolution possible vers le vivant
3.4] La sortie du chaos originel
4] Les hypercycles, support d'une histoire évolutive de la matière
4.1] La modélisation au service d'une histoire
La modélisation comme médiation entre lois nomologiques et données empiriques
4.2] Quelle définition de la vie ?
5] Les unités de niveau d'intégration : voies de l'émergence du vivant
5.1] Une autre façon d'élaborer un récit d'évolution de la matière
5.2] Une approche centrée sur l'évolution des protéines
5.3] Une approche qui formalise un processus d'émergence
5.4] Cadre théorique de la modélisation
5.5] L'unité de niveau d'intégration : concept et modèle d'intégration
5.6] Éléments d'histoire évolutive : la pression sélective comme moteur de l'évolution
5.7] Sélection naturelle
5.8] Questions et remarques
Chapitre 9
Modèles : ce qu'ils nous apprennent sur la compréhension du vivant319
1] Modèles du vivant et définitions de la vie
2] Dynamiques temporelles, émergence de la vie
3] Conclusion : la singularité du vivant
Conclusion
Le vivant, finalement ?339
Postface de Thomas Heams353
Index des noms357