Bases du dynamicisme biologique

L’ Objet vivant et le pattern évolutionniste

L’analyse de la notion d’objet vivant constitue un point central permettant d’aborder les problèmes biologiques fondamentaux, dont ceux révélés notamment par l’usage moderne des techniques apparentées aux domaines des biotechnologies, et nécessitant la théorisation d’un nouveau cadre méthodologique d’actions et d’expérimentations au sein duquel s’établit l’activité d’acquisition des connaissances en sciences de la vie. Le dynamicisme biologique se propose d’être ce cadre théorique d’actions et d’expérimentations. Il repose sur l’acceptation conceptuelle de la théorie synthétique de l’Evolution (TSE) comme base d’exploration et de recherche. Il comprend les organismes comme des objets vivants et en introduit la structure conceptuelle dans la compréhension théorique des phénomènes biologiques. Cette présentation générale des bases du biodynamicisme biologique entend survoler les principaux aspects et concepts qui y sont liés et pourra faire l’objet de développements ultérieurs plus spécifiques et détaillés.

Nous nous attacherons à décrire l’objet vivant comme une entité considérée dans son autonomie propre au regard des frontières actives ( § modélisation mathématique) qu’il permet de définir. L’objet vivant est associé à un milieu dans lequel il se détache, dans un rapport d’autonomie et d’interaction réciproque. Tout processus biologique analysable n’est pas obligatoirement l’effet d’un objet vivant. Aussi, les processus interactifs observables et décrits en biologie peuvent ou non y être associés. C’est par exemple, l’action d’expérimentation, isolant et fragmentant la matière vivante, aux niveaux intracellulaire et moléculaire. Si l’extraction d’une molécule correspond à l’isolation de matière vivante, il ne s’agira pas non plus d’un objet vivant bien que le support en soit un ou une partie lui-même.

Contrairement au domaine de la physique, dans lequel la réduction d’échelle (ou champ de connaissance) ne déstructure pas les niveaux de réalité considérés comme des activations spécifiques de processus énergétiques, les structures d’échelles biologiques sont quant à elles fortement corrélées à la présence d’objets vivants en situation, objets physiques caractérisés par des processus non physiques ou dont la complexité d’échelle dépasse la simple causalité physique. La réduction des objets vivants à la somme de leurs composants physico-chimiques est impossible, et le caractère évolutionnel de ces objets, défini par un pic entropique individuel (néguentropie maximale), en constitue l’aspect catégoriel ou “ spéciste ”, au sein d’une activité de reproduction, de spécialisation et d’individualisation croissantes.

Chaîne conceptuelle d’interprétation de la théorie de l’évolution dans le dynamicisme biologique

 

Dynamiques causale et acausale : y a-t-il une intentionnalité de l’expérimentation en biologie ?

L’action d’expérimentation en biologie considère la matière vivante comme la matière physique, en la décomposant et en fragmentant ses éléments de la manière la plus indivisible qui soit. Les structures d’échelles invoquées répondent aux diverses compartimentations de l’étude de la biologie telle qu’elle s’est historiquement développée, au travers de spécialisations multiples. Cette compartimentation des sciences biologiques n’est pas cependant exclusivement ordonnée par des caractères d’échelles restrictifs, et des processus transversaux sont aussi grandement impliqués dans la description de leurs objets, qui peuvent alors s’interpréter dans les divers champs de recherche des sciences du vivant. Aussi, le processus biologique fait figure de pilier fondateur du pragmatisme empirique, à partir duquel s’ordonnent les divers objets d’études relatifs aux champs de recherches et d’applications. Il se décrit dans le cadre du déterminisme réductionniste en terme de mécanismes physiques, chimiques et génétiques avec leurs formalismes particuliers à l’échelle biomoléculaire.

Le pragmatisme empirique entretient l’idée d’une dynamique causale stricte au sein des phénomènes biologiques sans pouvoir cependant prendre à son compte la totalité de la dynamique évolutionniste essentiellement basée sur des structures et descriptions d’échelles intervenant au niveau individuel et identitaire d’un organisme particulier. Nous appellerons donc dynamique acausale les processus évolutionnistes non réductibles aux caractérisations déterministes habituelles d’expérimentation et intégrant la notion d’objet vivant dans leur description. Le caractère intentionnel de l’expérimentation entre dans la catégorie des structures et descriptions d’échelles de dynamique acausale, alors que l’opération elle-même est étudiée causalement dans le déterminisme réductionniste. Aussi, le postulat du “ dessein intelligent ” ou le dessein bien réel de l’expérimentateur entrent tous deux dans une perspective intentionnelle intégrée à l’idée de dynamique acausale, et échappant au déterminisme réductionniste pour le premier et le fondant pour le deuxième.

Tout mécanisme biologique n’est pas intentionnel, et l’intentionnalité est une notion purement subjective et anthropocentrique. En ce sens, elle ne concerne ici ni les concepts fondamentaux de la biologie, comme ceux de la génétique, ni un organe particulier des organismes vivants (le cerveau), ni encore une position purement psychologiste au travers de laquelle pointe en filigrane la notion de motivation puis de morale qui lui est couramment associée, au niveau humain. L’intentionnalité résiderait-elle au niveau cognitif, au niveau de l’interprétation des connaissances que nous pouvons y associer ? Serait-elle affaire de sens ou de signe ? L’instrumentalisme biologique, ou pragmatisme empirique expérimentatoire, ne se soucie guère, dans la pratique, de l’expérimentateur ni de l’intentionnalité supposée de l’expérimentation. En définissant l’expérimentation comme mécanisme intentionnel, le dynamicisme biologique discrimine quant à lui l’intervention humaine sur la matière vivante. Est-ce ainsi faire rentrer des composantes cognitives dans la biologie ? Oui, dans la conception méthodologique d’un objet d’étude : le processus biologique. L’instrumentalisme biologique, ou pragmatisme empirique expérimentatoire, en tant que processus de connaissance, constitue un champ d’études à part entière pouvant être analysé philosophiquement ou dans le domaine des sciences cognitives. La reconnaissance de cette caractéristique non dissociable de l’expérimentation a-t-elle un impact elle-même sur l’expérimentation ? Encore une fois, oui, dans sa compréhension au sein du corpus théorique biologique d’interprétation des phénomènes du vivant. L’expérimentation, définie comme activation intentionnelle de processus biologiques dans un cadre d’étude et de connaissance, est culturellement encadrée par une problématique conceptuelle liée à la nature même de l’activité scientifique . En cela, l’expérimentation est soumise à des interférences idéologiques ou conceptuelles devant être éclairées pour éviter des écueils et raccourcis interprétatifs au niveau de l’analyse de l’expérience elle-même. Expérimentation, expérience et intentionnalité sont donc corrélées de manière très étroites et nécessitent la conceptualisation de champs d’études dans lesquels se déroulent les différents processus biologiques.

 

Champs d’interaction et généralisation

Les dynamiques causale et acausale peuvent se décrire au sein de trois champs d’interaction spécifiques : le champ d’actions (Ac), le champ d’expérimentations (Ax) et le champ d’activations (Av). Par champ d’actions (Ac) est entendu l’ensemble des processus biologiques à l’oeuvre dans la nature, non imputables à une intervention humaine. De manière empirique, c’est le domaine par excellence de l’observation et de la description théorique des processus observables. Par champ d’expérimentations (Ax) est considéré l’ensemble des processus biologiques imputables uniquement à l’intervention humaine. C’est par exemple, l’expérience de laboratoire ou une technique de manipulation d’une cellule ou d’un objet vivant. Enfin, par champ d’activations( Av), est considéré l’ensemble des processus biologiques imputables soit à la nature soit à une intervention humaine. Ce sont par exemple le déclenchement de processus biologiques par voies indirectes. Nous pouvons dire que le champ d’activations est en quelque sorte, le liant de l’expérience, et la jonction entre le champ d’actions et le champ d’expérimentations. Il est aussi le lieu de la compréhension du phénomène biologique. Les champs sont mus par des processus de dynamique causal ou/et acausal, générateurs de systèmes d’interaction complexes. Nous pouvons considérer un champ d’actions généralisé comme cadre d’études de ces systèmes, et pouvant permettre de modéliser les théories de l’évolution, mais les interactions en leur sein se décrivent dans le DB suivant un champ d’activation généralisé :

 

Aussi, deux cas de figures se présentent du point de vue de la topologie algébrique :

Le deuxième cas se généralisant dans le premier :

 

Frontières actives et passives : modélisation mathématique.

Par frontières passives, seront décrites les catastrophes (Thom, 1968) physiques à l’œuvre dans le domaine physique. Ces catastrophes peuvent être interprétées dans un champ d’activations ou d’expérimentations purement causal. Par frontières actives, seront décrites les catastrophes biologiques à l’œuvre dans le domaine biologique. Ces catastrophes peuvent être interprétées dans un champ d’activations ou d’expérimentations causal (déterminisme réductionniste) et acausal (dynamicisme biologique), selon le principe du tiers-inclus :

 

Les champs d’activations correspondant aux structures dynamiques acausales sont directement et théoriquement assimilés aux critères évolutionnistes de la TSE, alors que les champs d’expérimentation à structures dynamiques causales pourront ne plus répondre à ces termes, notamment en ce qui concerne l’élaboration de nouveaux organismes par voie artificielle. La technicité comprise comme champ d’expérimentations intentionnel ouvre alors un champ théorique de recherche et de connaissance fondamentales qui n’est plus cloisonnée à la simple détermination de causes, mais qui s’intègre à la description et à la modélisation mathématique de l’objet vivant. Les frontières actives peuvent alors être interprétées en terme de genèses, d’échanges, de relations, ou de perturbations de milieux, au niveau de systèmes autonomes, et indépendamment des aspects bio-physico-chimiques considérés, qui pourront être étudiés de manière transversale et corrélativement au modèle, géométrisation des processus en vigueur, selon la Théorie des Catastrophes.

 

 

Discussion

Le dynamicisme biologique est à la fois un cadre de compréhension des processus biologiques identifiés dans le déterminisme réductionniste, un cadre d’opérations du pragmatisme empirique expérimentatoire et un cadre d’explication des phénomènes évolutionnistes (TSE) caractérisant les objets vivants. Il est à ce titre concerné et par les dynamiques causales et par les dynamiques acausales (structures ou descriptions d’échelles) des phénomènes biologiques. Tout ce que nous ne connaissons ou ne pouvons pas encore expliquer du phénomène du vivant, entre dans le cadre ’biodynamiciste’, dont une dialectique pourrait être : « autoriser l’inconnu dans le connu ». Le réductionnisme physique des caractères acausaux en biologie, notamment au niveau quantique en ce qui concerne par exemple l’activation des mutations génétiques, ou d’ordre computationniste, comme certaines descriptions du génome (“ DNA computer ”) ou de mécanismes de défense immunitaire, ne permet pas de décrire de manière satisfaisante la spécificité du vivant, de part le caractère analogique du vocabulaire employé et l’incompatibilité sémantique de ces domaines, traduisant une absence d’effort théorique par un technicisme biologique ou une dilution de la biologie dans le domaine de la physique appliquée ou fondamentale. En introduisant entre la matière physique et la matière vivante, un ordonnancement conceptuel nouveau, par l’entremise de l’objet vivant, le dynamicisme biologique entend constituer une approche innovante de la perception des problèmes fondamentaux en biologie, en repositionnant le matérialisme fort dans une position didactique mais non suffisante à l’établissement de bases théoriques suffisamment solides pour une vision d’ensemble du phénomène du vivant, comprenant la complexité et l’émergence de niveaux de complexité comme des structures d’échelles descriptives incompatibles et non réductibles à leurs processus édificatoires.

L’auto-organisation, l’auto-émergence ou l’auto-évolution sont alors considérés comme des processus descriptifs particuliers d’une dynamique de formation et d’interaction autonome associée à un objet vivant, et non réductibles à l’expérimentation, comprise comme mutation ou activation particulière intentionnelle de phénomènes biologiques, intéressant particulièrement le champ des biotechnologies, notamment au niveau de l’usage de la transgénèse dans l’obtention d’organismes génétiquement modifiés.

 

(c) LaboAbolab 2008

 

 

Références :

 

Davies P.C.W. , Emergent biological principles and the computational ressources of the universe, Complexity 10 (2), 1 (2004)

Davies P.C.W. , Does quantum mechanics play a non-trivial role in life ?, BioSystems 78, 69 , 24 August 2004.

Davies P.C.W. , The Vital Spark, NewScientist, 11 décembre 2004, p. 28.

Emmeche, C. 1994. The computational notion of life. - Theoria - Segunda Epoca, 9(21) : 1-30

Hirt H.and Al., Trojan horse strategy in Agrobacterium transformation : abusing MAPK defense signaling., Science. 2007 Oct 19

Holdrege, C. 1996. Genetics and the Manipulation of Life : The Forgotten Factor of Context. Hudson (New York) : Lindisfarne Press.

Marjec, C.J., A pragmatic approach to modeling morphogenesis. J. of Biological Systems. 7, 335-351, 1999.

Matsunoa K. and Paton R. C., Is there a biology of quantum information ? 29 March 2000

Noble D., The Music of life. Biology beyond the genome Oxford University Press p21

Roos D.S, Bioinformatics—Trying to Swim in a Sea of Data, Science 16 February 2001:Vol. 291. no. 5507, pp. 1260 – 1261

Rosenberg A., Darwinian Reductionism Or, How to Stop Worrying and Love Molecular Biology, University of Chicago Press, 2006

Sauer, U. et al. "Getting Closer to the Whole Picture", Science, 316 550 17 April 2007

Shanks N., Biochemical reductionism in biological context, Idealistic studies, 1997

Thom R., A mathematical approach to morphogenesis, The Wiston Institute Symposium Monographs, n° 9, Wiston Institute Press (1969), 165-174.

Thom R., Topological models in biology, Topology, 1969

Thom R., Mathematical models of morphogenesis, 1983 - Ellis Horwood

Thom R., Structural Stability and Morphogenesis, 1989 - Addison-Wesley, Advanced Book Program

Wicken, Jeffreys S. Evolution, Thermodynamics, and Information : Extending the Darwinian Program. Oxford University Press, 1987.