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EMERGENCE de la fascination à la compréhension |
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Jean-Jacques Kupiec Ecole Normale Supérieure L’origine des individus (une approche darwinienne de l’ontogenèse)
Dans Qu’est-ce que la vie ? publié en 19944, Schrödinger a énoncé les principes de la biologie moléculaire naissante. Il a alors tracé une séparation très nette entre la physique et la biologie. Alors qu’en physique un principe d’ordre à partir du désordre opère, la biologie dépendrait d’un principe d’ordre à partir de l’ordre. En physique, l’ordre observé au niveau macroscopique est le résultat de la loi des grands nombres qui réduit le comportement probabiliste des molécules, alors qu’en biologie les protéines échapperaient au hasard brownien grâce à l’information génétique. Cette conception est à la base de la théorie du programme génétique. Cependant, elle est contredite par les données récentes démontrant l’importance des phénomènes aléatoires dans les interactions moléculaires et dans l’expression des gènes. Une théorie alternative peut être proposée dans laquelle l’ordre biologique provient d’une extension de la Sélection Naturelle à l’intérieur de l’organisme. L’expression probabiliste des gènes génère une diversité d’états cellulaires et un mécanisme de sélection cellulaire dirige l’embryon vers le stade adulte. Cette théorie a été l’objet de simulations numériques qui démontrent sa pertinence. (JJ Kupiec, L’origine des individus, Fayard, 2008)
The origin of individuals (a Darwinian approach to ontogenesis) In his famous essay « What is life ? » (1944) Erwin Schrödinger drew a sharp separation between physical and biological systems. Whereas in the former what he calls an “order from disorder principle” operates, the latter depends on an “order from order principle”. While in physics, order at the macroscopic level - our level of existence - results from stochastic (random) behaviour of molecules and atoms, in the living world, because of genetic information, biological molecules escape stochasticity. However, it is being contradicted by recent data showing the importance of stochasticity in protein interactions and gene expression. An alternative theory can be proposed whereby biological order inside the organisms would be generated by a combination of stochasticity and selection, as is the case in Darwin’s Natural Selection. In the frame of this theory of embryogenesis, stochasticity at the molecular level, notably in gene expression, generates a diversity of differentiated cellular tissues while a process of cellular selection based on cell interactions directs the embryo towards the adult stage. (JJ Kupiec, The origin of individuals, World Scientific, 2009)
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