texte - Structure et instabilité des génomes

Ondes et particules de vie
Par Pierre Sonigo
Institut Cochin, INSERM, Paris
Copyright Pierre Sonigo 2004
Face aux progrès des biotechnologies, les principes éthiques doivent garantir le respect de
l’individu. Encore faut-il préciser ce qu’est un individu. En première approche, cela semble aller
de soi : un individu, c’est vous ou moi. Mais il existe des situations plus délicates, par exemple au
cours du développement embryonnaire. Certaines questions reviennent fréquemment : combien
de temps faut-il pour qu’un embryon, formé au départ d’une seule cellule, puisse être considéré
comme une « personne humaine » ? Plus généralement, une seule cellule, c’est-à-dire un oeuf
fécondé ou même n’importe quelle cellule de notre corps, peut-elle être considérée comme un
être vivant à part entière ? Malheureusement, ni l’accumulation de données biologiques, ni les
progrès technologiques n’ont permis de répondre de manière définitive à ces questions. La
situation est d’autant plus confuse que, comme nous le verrons, les théories biologiques se
perdent dans la problématique de l’individualité. Même si nous y tenons comme à notre propre
peau, le concept d’individu n’est pas indispensable à une approche scientifique du vivant. Au
contraire. Le progrès scientifique nécessite l’adoption d’un point de vue dont nous ne sommes
pas le centre. La biologie pourrait prendre ses distances par rapport à l’individualité que nous
nous attribuons. L’éthique devrait alors évoluer dans la direction opposée, c’est-à-dire se
rapprocher de l’individu et assumer pour cela des choix de plus en plus indépendants des données
biologiques.
Séquences et conséquences
La génétique apparaît aujourd’hui comme une évidence, une réalité scientifique incontournable.
Ainsi, les dernières décennies ont permis la découverte de l’ADN, le déchiffrage du code
génétique, l’identification des gènes de nombreuses maladies. Plus récemment, le séquençage du
génome humain mais aussi les OGM ou la thérapie génique semblent confirmer le bien-fondé de
cette approche de la biologie. Pourtant, lentement mais sûrement, difficultés scientifiques et
promesses non tenues s’accumulent : les gènes du cancer ne suffisent pas à comprendre le cancer,
les gènes du développement embryonnaire sont les mêmes chez de nombreux organismes, les
gènes du virus du sida ne nous disent pas comment ce virus peut tuer. La pratique de la recherche
impose de douter et de veiller sans cesse à la validité des théories qui guident nos travaux.
Aujourd’hui, la question de la validité des théories génétiques doit être posée et les incohérences
éventuelles soigneusement disséquées. Même si cela peut paraître surprenant, provocateur pour
certains, c’est un élément incontournable de l’activité de recherche. J’ai personnellement été
confronté à des difficultés scientifiques que la génétique ne pouvait pas résoudre. Dans les années
1980, le laboratoire où je préparais ma thèse était spécialisé dans les techniques d’analyse de
l’ADN. A l’époque, nous suivions à la lettre les enseignements de la biologie moléculaire. Quelle
que soit la question posée, nous tentions systématiquement de la résoudre par le séquençage
d’ADN, considéré alors comme la voie royale pour trouver des solutions à des problèmes
biologiques très divers. En l’occurrence, au problème du sida. Fin 1984, nous avons obtenu la
séquence complète du génome du virus du sida. A la publication de ces travaux, des journalistes
nous ont demandé : « Vous avez la séquence du virus du sida, vous devez donc tout comprendre
maintenant… ». L’un d’entre nous, particulièrement inspiré, a répondu : « Nous connaissons son
visage, mais nous ne connaissons pas son cœur». Et quand il a dit « cœur », il me semble qu’il
pensait quasiment « âme ». De retour au laboratoire, j’ai demandé à mon collègue ce qu’il avait
voulu dire exactement. Où pensait-il chercher le cœur en question ? Nous avions la séquence du
virus sous les yeux et reconnaissons que c’est un superbe outil de recherche. Mais cela ne nous
donnait pas une lumière totale sur la maladie, nous n’avions pas le livre du sida.
Schématiquement, le virus est formé de quelques molécules : 12 protéines différentes, plus son
génome. La séquence du génome nous donnait accès à la composition des protéines. Mais rien de
plus. Un virus est un animal extrêmement simple, minuscule, presque ridicule, et s’il y avait un
livre de vie dans les séquences d’ADN, le virus était un objet idéal pour commencer à en
déchiffrer la grammaire. Pourtant, il n’y avait pas d’autre grammaire à appliquer que celle du
code génétique, c’est-à-dire la correspondance entre la structure de l’ADN et la structure des
protéines, que l’on connaît depuis longtemps. La simplicité du virus ne nous révélait pas le
langage des gènes. Nous restions cantonnés à la composition des protéines. Ce qui, bien sûr, pour
un chercheur est très utile. Mais cela ne nous ouvre pas des horizons nouveaux, ne jette pas une
lumière franche sur l’action du virus. On ne sait toujours pas exactement, vingt ans plus tard,
comment le virus du sida tue. Paradoxalement, la publication de la séquence de ce virus - qui était
considérée en 1985 comme un grand succès scientifique -, n’apportait pas la réponse aux
questions que nous nous posions. Le sida reste un drame. Si les solutions ne sont pas là où l’on
pensait, il faut aller les chercher ailleurs. Cette démarche impose de revoir avec un œil le plus
neuf et le plus ouvert possible, les fondements théoriques de la biologie moderne, et de traquer
sans pitié la moindre anomalie. Curieusement, cela conduit à se demander ce qu’est un individu.
Un problème de découpage
La biologie moderne repose sur deux théories bien anciennes : la génétique, issue des travaux de
Gregor Mendel (1822-1884) publiés en 1865, et la théorie de l’évolution par sélection naturelle,
publiée par Charles Darwin (1809-1882) en 1859. La question de l’individu est enfouie au cœur
de ces deux théories. D’un côté, la génétique cherche à expliquer la nature du lien héréditaire
entre deux individus. D’un autre côté, le darwinisme s’appuie sur des différences d’efficacité de
reproduction des mêmes individus : selon le principe de la sélection naturelle, l’entité qui se
reproduit le plus vite se maintient. Encore faut-il s’entendre sur cette entité. En biologie, tout se
reproduit : les gènes, les molécules, les cellules, les organismes, même pour certains les espèces.
Les reproductions de ces différents éléments s’enchevêtrent à des vitesses différentes. Il est donc
indispensable de définir celui qui doit être pris en compte par la sélection naturelle. Mais les
spécialistes n’arrivent pas à se mettre d’accord sur ce point. Au bout du compte, ce sont les
théories qui se multiplient. Selon le niveau choisi on parle de : gène égoïste, darwinisme
moléculaire, darwinisme cellulaire, darwinisme classique, sélection de groupe ou d’espèce ...
Pour illustrer cette difficulté, prenons l’exemple d’une forêt. Même si la taille de la forêt dépend
de la reproduction des plantes et des animaux qui la constituent, on ne dit pas que la forêt ellemême se reproduit. On dira plutôt qu’elle s’étend, qu’il s’agit de croissance. Pour parler de
reproduction, il faut se référer à un élément précis, une entité dont le nombre est croissant et les
caractéristiques conservées. Il est possible de définir une telle entité dans la forêt : par exemple
une surface, disons un carré de forêt de 100m2. Ces carrés se ressemblent comme des frères. Le
phénomène qui était au départ défini comme une croissance de la forêt, peut maintenant être
considéré comme une reproduction des carrés. Le carré est arbitrairement défini. On aurait pu
tout aussi bien choisir des carrés de 243cm2 ou de 6,55957 m2. C’est donc un découpage tout à
fait arbitraire qui permet d’abandonner le terme de croissance et de considérer exactement le
même phénomène comme une reproduction. De manière générale, lorsque le découpage semble
aller de soi, par exemple pour des animaux, on parlera de reproduction. Au contraire, quand le
découpage est moins évident, comme dans le cas de la forêt, on parlera plutôt de croissance. La
question est donc de savoir ce qui rend le découpage évident dans certains cas, et pas dans
d’autres. Existe-t-il des critères fiables et objectifs, capables de guider un tel découpage ? Le
piège est de croire que c’est simple. Le vieux problème philosophique du « découpage » de la
continuité du réel en éléments individuels est omniprésent en biologie. Dans le monde végétal par
exemple, les branches d’un arbre sont indépendantes et l’arbre est conçu non comme un individu,
mais comme une colonie1. A l’inverse, ce qui apparaît comme des plantes indépendantes peut être
connecté par un réseau de racines souterraines. Dans ce cas, comment compter les plantes ? Autre
classique : la fourmi ouvrière est stérile et ne se reproduit pas. Seule la fourmilière dans son
ensemble se reproduit. Dans ces conditions, de la fourmi ou de la fourmilière, lequel est un
organisme à part entière ? Sous des formes variées, cette question a fait couler beaucoup d’encre,
et la controverse n’est toujours pas résolue.
Dans le cas des humains et des animaux qui leur ressemblent, le problème de découpage posé par
les forêts, les insectes sociaux ou les plantes peut apparaître assez trivial, voire absurde. Tous nos
sens nous indiquent avec force qu’un être humain n’est ni une forêt, ni une fourmi ou une plante.
« Je suis à l’évidence un individu ! » Certes. Mais cette évidence, guidée par un point de vue peu
objectif sur nous-même, n’a rien de scientifique. Comme les branches d’un arbre, nos cellules et
nos organes font preuve d’une certaine indépendance les uns par rapport aux autres.
Contrairement aux évidences, l’idée d’une autonomie de notre organisme ne résiste pas à un
examen même très superficiel. Pour la très biologique reproduction notamment, l’individu
humain est un couple. Pour la nutrition, nous n’irions pas bien loin sans la photosynthèse végétale
ou les activités biochimiques des milliards de bactéries qui peuplent notre intestin. Nous
dépendons des plantes, qui elles-mêmes dépendent de la lumière solaire. Si l’on prend en compte
toutes les connections vitales dont nous dépendons, l’individu réel ne serait-il pas Gaia, notre
planète, voire même l’univers dans son ensemble ? « Mais non, voyons ! » répondent à cela les
gardiens de la spécificité biologique. « L’univers ne se reproduit pas. Seul le vivant se
reproduit. » La reproduction encore ... L’argument des gardiens est circulaire : comme nous
l’avons vu, l’idée de « reproduction » passe par la définition préalable d’un individu de référence.
En renonçant à un tel découpage, les « individus » se fondent dans un tout continu, dont on ne
peut dire qu’il se reproduit. Il s’agit pourtant du même phénomène. En l’absence d’individus
séparés, le terme de reproduction n’a pas de sens. Nous verrons que sur ces bases théoriques, les
vieilles questions qui fondent la biologie -le gène, l’évolution- pourraient trouver de nouvelles
réponses2.
Une vague idée de l’individualité
Imaginons un observateur un peu particulier sur une plage. Il débarque à l’instant d’une planète
lointaine et froide. D’où il vient, il n’y a ni eau liquide ni vent. Le temps est maintenant clair et le
vent de la veille est tombé. Il observe les vagues qui viennent mourir sur le sable. Il écoute
attentivement leur respiration qui s’accentue lorsqu’elles se brisent. Il remarque qu’elles se
succèdent dans le temps et qu’elles se ressemblent. Vaguement. Comme ce qu’il appelle vie sur
sa planète d’origine. Un air de famille mêlé à un souffle de différence. Comment ces vagues
1
2
Voir F. Hallé. L’éloge de la plante. Seuil.
Voir P. Sonigo et I. Stengers. L’évolution. EDP sciences 2003.
naissent-elles ? Sa première intuition est de considérer les vagues comme des individus à part
entière. En effet, chacune semble douée de sa propre autonomie et meurt sans que celle qui la suit
ne s’en soucie. Mais si les vagues sont effectivement autonomes, comment comprendre qu’elles
se ressemblent autant ? Notre observateur imagine qu’un élément invisible doit se propager de
vague en vague et que cet élément produit la ressemblance qu’il cherche à expliquer. Chaque
vague, ainsi née de celle qui la précède, engendrerait celle qui lui succède. La première vague
transmettrait l’élément organisateur à la suivante et cet élément serait capable de conférer une
forme à l’eau. Satisfait de son hypothèse, il choisit pour cet organisateur le nom d’ADN, un terme
ancien qui signifie éternel et créateur. Il réfléchit. Cet élément mystérieux serait-il capable à lui
seul de générer un mouvement aussi organisé, stable, régulier ? Perdu dans ces pensées, il
s’approche progressivement de l’eau. Il remarque que les vagues sont couvertes de vagues plus
petites et que ces vagues plus petites sont-elles mêmes formées de vaguelettes. Il se demande si
l’élément organisateur ne devrait pas plutôt être transmis par les vagues les plus petites.
L’élément définirait la forme des petites vagues qui à son tour déterminerait la forme des plus
grosses. La musique des flots s’inscrit plus nettement dans son esprit. Son rythme lui révèle un
nouveau point troublant. La taille des grosses vagues semble varier de manière régulière, par
groupe de sept. Dans cette forme de vie aquatique, les vrais individus pourraient bien être un
groupe de sept. Cette idée le perturbe : dans cet emboîtement de vagues, quelle est l’entité qui
compte réellement ? Il faudrait entrer en communication avec elles, pour identifier celle qui pense
et qui parle, mais elles semblent beaucoup trop primitives pour cela. Il imagine de nouveau
l’élément organisateur expliquant la régularité et la ressemblance des mouvements de l’eau. Que
cet élément dirige la forme des vagues les plus petites ou des plus grandes, il permettrait en tous
cas de définir le système. Finalement, la seule entité vivante serait en quelque sorte cet élément
organisateur. Les vagues ne seraient qu’un artifice permettant le transport et la propagation
efficace de cet élément. Un élément organisateur égoïste ! Il serait le vivant réel, le reste ne serait
que sa production. A la réflexion, cette idée lui semble un peu mystique. Un seul élément, dont le
fonctionnement est assez hypothétique pour l’instant, pourrait-il expliquer, diriger et animer à lui
seul toute la matière qu’il observe ? Il s’arrête alors de penser et se contente de respirer
calmement, de longs instants. Un souffle d’air frais passe sur son visage. Il réalise l’existence du
vent. La mer devient plus familière. Il ressent peu à peu que les vagues impliquent tous les
composants de l’air et de l’eau. Si les vagues font partie de la même eau, la question de savoir
quel est le découpage qui compte vraiment devient saugrenue. L’absurdité du découpage en
entités autonomes, organisées par un mystérieux élément, lui apparaît brutalement. En l’absence
d’un tel découpage, il n’est nul besoin d’imaginer un élément organisateur qui passe d’une vague
à l’autre. Cette manie de tout découper en éléments individuels - peut-être pour pouvoir les
nommer ? - entraîne souvent sa pensée sur des chemins bien tortueux.
L'individu génétique
La question centrale de la génétique est de comprendre pourquoi les individus se succèdent et se
ressemblent : pourquoi les chats font-ils des chats et les chiens des chiens ? Mais cette question
n'est difficile que parce qu'il est posé d'emblée, par définition, que les parents et les enfants sont
matériellement séparés. En effet, lorsque deux objets font partie de la même matière, le problème
présente peu d'intérêt. Qui se demande vraiment pourquoi les vagues se ressemblent, pourquoi les
bras d'une rivière ressemblent à la rivière dont ils naissent ou pourquoi la moitié d'un cheveu
ressemble terriblement à un cheveu ? Il semble une évidence indiscutable, du moins chez les
animaux supérieurs qui sont souvent au centre de nos pensées, que la mère et l'enfant sont deux
personnes à part entière. Ce n'est le cas, ni pour les vagues, ni pour les bras des rivières, ni pour
les cheveux. Cette intuition forte de la séparation matérielle des parents et des enfants est à
l’origine du problème génétique. Le gène vise à combler le mystère insoluble du lien qui permet
aux générations de se ressembler, alors qu’elles seraient à l’évidence séparées. Si elles étaient
considérées comme un tout, la notion de gène serait inutile. Par contre, avec des générations
indépendantes, si la mère ne transmet pas son propre organisme, elle doit d'une manière ou d'une
autre transmettre quelque chose qui explique les propriétés de celui de l'enfant. C’est le rôle du
gène. Les pionniers de la génétique ont choisi d'attribuer ce lien à la lignée germinale ou germen
défini par la graine, l'œuf ou l'ovule fécondé. Comme l’écrit August Weissmann (1834-1914) :
“ Comment se fait-il qu'une seule cellule puisse reproduire l'ensemble du parent avec toute la
fidélité d'un portrait ? ”3
L’hypothèse de la cellule germinale en tant que responsable de l’hérédité est présentée comme un
fait acquis dans la formulation de Weismann. Pour lui, la question n’est pas de savoir si une seule
cellule produit effectivement l’organisme, mais comment elle le produit. Notons aussi qu’il
exagère l’importance de la ressemblance : parents et enfants se ressemblent certes, mais la fidélité
du portrait reste relative. Bien qu’extrêmement audacieuse, l’hypothèse de Weismann nous
semble aujourd’hui validée et précisée : l’ADN a été identifié comme le « principe actif » de la
cellule germinale. Ce n’est plus une cellule, mais une molécule qui « reproduit l’ensemble du
parent avec toute la fidélité d’un portrait ». Le gène, principe d’hérédité est aussi principe
d’individualité. Dans « le hasard et la nécessité » publié en 19704, Jacques Monod décrit les
systèmes de régulation du fonctionnement génétique :
C'est en définitive la gratuité même de ces systèmes qui ouvrant à l'évolution moléculaire un
champ pratiquement infini d'exploration et d'expérience, lui a permis de construire l'immense
réseau d'interconnections cybernétiques qui font d'un organisme une unité fonctionnelle
autonome dont les performances paraissent transcender les lois de la chimie, sinon leur
échapper.
Même si cela ne correspond pas à leur propre loi, c’est-à-dire celles de la chimie, les milliards de
molécules et de cellules qui nous composent sont supposées obéir à la nôtre avec dévouement.
Comme un seul homme. Gène du doigt, gène de l'œil, on obéit au doigt et à l'œil. Notre
organisme devient unitaire et autonome. Certains auteurs ont poussé encore plus loin la logique
de cette conception. Ainsi, selon la théorie dite du « gène égoïste » popularisée par Richard
Dawkins5, les organismes ne sont que les véhicules qui permettent aux gènes de se propager : le
gène est le seul individu qui compte vraiment. Finalement, les gènes sont le propre d’un individu.
Ils le définissent, le construisent. La génétique renforce ainsi notre sensation d'individualité. Mais
ce renforcement résulte d’un raisonnement circulaire. Comme nous l’avons vu, c’est le
découpage en individus qui a entraîné l’invention d’un concept –le gène- capable de les
connecter. Le gène est cohérent avec le découpage en fonction duquel il a été conçu. Mais il ne
peut en démontrer la réalité.
3
Cité par Evelyn Fox-Keller, le siècle du gène. Gallimard Sciences humaines 2003 pour la traduction française.
Editions du Seuil.
5
Pour un exposé récent, voir par exemple. R. Dawkins. The extended phenotype. Nouvelle édition, Oxford
University Press 1999.
4
L’œuf et la poule
La question de l'hérédité est liée au problème classique de l’œuf et de la poule : est ce l’œuf qui
fait la poule ou la poule qui fait l’œuf ? La génétique a fait son choix : elle porte toute son
attention sur l’œuf. Conformément aux idées fondatrices d’August Weismann, on considère
aujourd’hui que l’œuf, ou plus précisément l’ADN qu’il contient, transmis à l’identique de poule
en poule, explique la stabilité de leurs formes. Mais en fonction de quoi a-t-on pu choisir l’œuf
plutôt que la poule ? On aurait aussi bien pu choisir les œufs comme individus biologiques et les
poules comme principe héréditaire de leur ressemblance. Dans un problème où les positions sont
aussi symétriques, un tel choix est nécessairement arbitraire. La réponse pourrait refléter le
réductionnisme naturel de la science occidentale : le petit explique le gros. Elle résulte en réalité,
une fois de plus, du choix de l’individu de référence. Est-ce parce que nous nous identifions plus
facilement à une poule qu’à un œuf qu’un tel choix a été fait ? Cela souligne de manière
caricaturale que le clivage oeuf poule est illusoire. L'ensemble forme un tout dont une partie ne
peut expliquer l'autre. Affirmer que la moitié droite de l’organisme produit la moitié gauche et
réciproquement apparaît immédiatement comme une circularité. C’est pourtant ainsi que l’on
explique la réplication de l’ADN : chaque brin de la double hélice permet la production de
l’autre. Une telle description, si exacte qu’elle soit, se referme sur elle-même et ne peut expliquer
la formation du premier brin d’ADN. Elle évacue sans la résoudre une des questions les plus
difficiles de la biologie moderne : peut-on concevoir une « vie » sans ADN ? Si la réponse pour
les organismes actuels qui contiennent effectivement de l’ADN indispensable est évidente, elle
devient critique si l’on s’intéresse aux aspects évolutifs, c’est-à-dire à la question dite « des
origines de la vie ». Si l’on s’appuie sur une autre description usuelle de la biologie moléculaire
moderne - les acides nucléiques font les protéines et les protéines font les acides nucléiques – il
s’agit encore d’un cycle. La question de la mise en place évolutive du système des acides
nucléiques et des protéines impose un choix aussi impossible que celui de l’œuf et de la poule.
Concevoir la vie comme un cycle de reproduction quel qu’il soit aboutit à en fournir une
explication circulaire. Notre regard doit donc quitter le cycle de reproduction qui nous obsède,
renoncer radicalement à l’individu qui le justifie, afin d’aborder la vie sous un autre angle. A la
question de l’hérédité, plutôt que d’invoquer l’œuf, on pourrait tout aussi bien suggérer la mère :
les chats sont des chats parce qu'ils naissent dans le ventre de chats. Ou encore l’environnement
extérieur : les herbes se ressemblent lorsqu’elles naissent de la même lumière et de la même terre.
Le choix de l’œuf comme organe de l’hérédité a été préféré à celui de la poule ou à celui de
l'environnement mais la question ne peut être réglée par aucun de ces choix. Seule une mise en
perspective historique, évolutionniste, prenant en compte la globalité des éléments et leurs
interactions au cours du temps serait capable de nous libérer du paradoxe. L’explication ne passe
plus par les individus, qu’ils soient œufs ou poules, mais par les changements d’un système dans
le temps. Au contraire de la génétique, théorie « fixiste » qui étudie la stabilité du vivant, l’étude
de telles transformations est au cœur de la théorie de l’évolution.
L’individu darwinien
La théorie darwinienne de l’évolution s’appuie sur la sélection naturelle, un principe de
reproduction différentielle : sont sélectionnés les individus qui se reproduisent le plus
efficacement. Cent cinquante ans plus tard, les difficultés soulevées par cette définition ne sont
toujours pas réglées. Une des controverses principales concerne l’ « unité de sélection ». Comme
nous l’avons déjà évoqué, le problème est de savoir quelle entité sera sélectionnée dans
l’enchevêtrement des parties et des sous parties qui se reproduisent toutes d’une façon ou d’une
autre. Un humain est un groupe d'organes. Un organe est un groupe de cellules. Une cellule est un
groupe de molécules. Une molécule, un groupe d'atomes… Faut-il appliquer la théorie
darwinienne à ce que l'on appelle un “individu” dans le langage courant bactérie, plante, animal
ou à des structures d'ordre supérieur groupe social, espèce, écosystème ou même à des structures
d'ordre inférieur -gène, cellule? Malheureusement, le choix de « l’unité de sélection » influence
de manière spectaculaire les prédictions de la théorie. De plus, ce choix conditionne aussi ce qui
sera considéré comme « unité sélectionnée » et ce qui sera considéré comme « environnement
sélectionnant ». Les éléments fondamentaux de la théorie darwinienne dépendent donc du point
de vue de l’observateur, parfois même, ce qui est encore pire, du résultat que l’on cherche à
obtenir. Ils ne peuvent être définis de manière absolue.
Pour illustrer cette question difficile, envisageons le cas du cancer : la cellule cancéreuse se
multiplie rapidement et prend l'avantage à court terme dans la course reproductive entre cellules.
Cependant, le cancer met l'organisme en grand danger. Le résultat de la sélection naturelle
dépend donc du point de vue choisi : le cancer est favorisé si l’on se place au niveau de la cellule,
mais c’est la bonne santé qui prévaut si l’on choisit le point de vue de l’organisme. On parle de
conflit évolutif, pour indiquer que l’intérêt de la cellule et celui de l’organisme vont en sens
inverse. Autrement dit, ce qui est « bon » au sens de la sélection naturelle pour la cellule ne l’est
pas pour l’organisme dans son ensemble. Comme l’organisme est un collectif de cellules, on peut
dire aussi que, au niveau cellulaire, l’intérêt collectif va à l’encontre de l’intérêt particulier. Le
terme de conflit n’est pas anodin : plutôt que de considérer qu’il s’agit d’une incohérence
théorique, nous faisons comme si les cellules et l’organisme allaient régler ce problème entre eux.
Que le meilleur gagne. Si le cancer est évité, on en conclura que la sélection de l'organisme a
primé sur la sélection de la cellule. Victoire de l’organisme. Ce dernier conserve son autonomie
individuelle, privilège refusé catégoriquement à la cellule, qui doit obéir sans rechigner à l’intérêt
collectif. Ainsi, la cellule perd son statut d’individu autonome aux yeux de la sélection naturelle,
dès lors qu'elle appartient à un organisme multicellulaire. Tant pis pour elle, elle n’avait rien à
faire dans cette galère.
Les théories actuelles qui cherchent à comprendre les mécanismes d’apparition des cancers
reflètent cette conception centrée sur l’organisme et non sur la cellule. Le cancer sera le fait de
cellules qualifiées de « renégates »6, échappant d’une manière ou d’une autre au joug de
l’organisme. Le terme choisi souligne que la situation normale est celle de la cellule « docile ».
Mais comment les cellules savent-elles ce qui est bon pour l’organisme ? D’où proviennent les
ordres indispensables ? En effet, si les cellules se cancérisent tout de suite, elle n’en payeront le
prix - la mort possible de l’organisme et donc la leur - que plus tard. Pour que les cellules ne se
cancérisent pas, elles doivent renoncer à un bénéfice reproductif immédiat et anticiper des
problèmes à venir. Comme la sélection naturelle ne peut agir en fonction d’un problème qui n’est
pas encore survenu, il faut que quelque chose d’autre que la sélection contrôle les cellules en
permanence. C’est le rôle du programme génétique. Pour les théories actuelles, la bonne santé
relève donc de l’obéissance aux gènes garants de l’intérêt du collectif cellulaire. Comme ce
collectif cellulaire n’est autre que notre corps et que le programme génétique en est une
représentation, cela revient presque à affirmer que les cellules nous obéissent quand nous
6
One renegade cell : how cancer begins. Robert A. Weinberg. Basic books, 2000.
sommes en bonne santé et se rebellent quand nous sommes malades.
Le corps robot
A notre époque, la machine vivante n’est plus une horloge ni une chaudière à vapeur. C’est un
robot. Le fonctionnement d’un robot dépend d’un programme. L’information émise par ce
programme indique au robot ce qu’il doit faire : « Avance ! » ou « Arrête –toi ! ». Autrement dit,
les actions du robot sont déclenchées par des ordres. En cybernétique, le contrôle par un
programme centralisé revient à un problème de communication : capter les bonnes informations
et transmettre les bons ordres. Sans prendre garde que la métaphore du robot pose la question de
son créateur, les principes de la cybernétique de Wiener et Von Neumann sont strictement
appliqués en biologie depuis les années 70 : le programme génétique construit le robot vivant et
coordonne son fonctionnement. Ainsi, une maladie génétique est considérée comme une
anomalie de ce programme. La thérapie génique supposée la corriger est conçue comme une
« reprogrammation » de l’organisme. La métaphore cybernétique guide les recherches :
comprendre les activités des cellules revient à identifier les ordres qu’elles recevraient. Pour
chaque événement affectant les cellules du corps, il existerait donc une information spécifique,
transmise comme un ordre par une molécule signal. La biologie du robot vivant en devient
caricaturale : pourquoi une cellule se multiplie-t-elle ? Parce qu'elle a reçu un signal de
multiplication. Pourquoi une cellule se différencie-t-elle ? Parce qu'elle a reçu un signal de
différenciation. Pourquoi meurt-elle ? Parce qu'elle a reçu un signal de mort. La métaphore
linguistique du « livre de vie » contenu dans l’ADN de nos chromosomes et du « langage
génétique » qui permettrait de le déchiffrer se prolonge dans des signaux moléculaires qui ne sont
autres que des « ordres verbaux ».
Mais l’explication cybernétique du corps implique que la fabrication du robot et son
fonctionnement correspondent à un projet. L’harmonie de l’ensemble est prévue et pré-établie
dans le programme qui contient ce projet et contrôle le tout. Sous des apparences modernes, le
programme en question ne masque-t-il pas un finalisme à la Pangloss7 ? Pour le précepteur de
Candide, « Les nez ont été faits pour porter des lunettes ; aussi avons-nous des lunettes. Les
jambes sont instituées pour être chaussées, et nous avons des chausses. Les pierres ont été
formées pour être taillées et pour en faire des châteaux ; aussi monseigneur a un très beau
château. » De la même manière, le cerveau a été visiblement institué pour penser, et le
programme génétique assure que cela sera effectué pour le mieux. La théorie de l’animal
machine, quelle que soit la machine, impose l’existence d’un constructeur. Pour la biologie
moderne, le constructeur en question, c’est l’évolution. Comment l’évolution a-t-elle procédé en
l’occurrence ?
Cette question évolutive est celle de la « première fois ». Il y a bien longtemps, au cours de
l’histoire de la vie, tous les organismes étaient unicellulaires. Autrement dit, les cellules étaient
des animaux à part entière. L’organisme multicellulaire n’existait pas, et le programme génétique
représentant ses intérêts non plus. On peut se demander à quel moment et pour quelles raisons, la
cellule est devenue une « partie » aussi obéissante après avoir été si longtemps un « tout » libre et
autonome. Comment expliquer l’apparition évolutive d’organismes multicellulaires à partir
d’animaux initialement unicellulaires ? Pour régler cette question difficile, on fait généralement
7
De pan (tout) et glossa (langue). « Pangloss enseignait la métaphysico-théologo-cosmolonigologie. » Voltaire,
Candide (1759).
appel au hasard. Un jour de l'histoire de la vie, par hasard, ces cellules auraient renoncé à leur
prolifération individuelle pour amorcer ce qui deviendra un organisme. Une mutation très peu
probable et non favorisée par la sélection naturelle immédiate est donc invoquée pour que des
cellules isolées se regroupent et se ralentissent. On ne fait donc pas appel au hasard dans ce cas,
mais au miracle. L'ADN permettrait cependant de maintenir par hérédité ce “miracle statistique”
s'il survient. Autrement dit, le miracle n'est nécessaire qu'une fois. Sa reproductibilité ultérieure
est garantie par l'ADN, qui a fort heureusement tout noté et peut le refaire sans problème.
Cela peut être rapproché de la question du cancer déjà évoqué. Comme nous l’avons vu, le cancer
est aussi présenté comme un conflit entre deux niveaux possibles de sélection naturelle : celui de
la cellule et celui de l’organisme. Mais l'argument est subtilement tordu. La sélection naturelle de
l’organisme agit plus tard que celle de la cellule et ne peut donc s’y opposer. A l'instant présent,
le conflit oppose en réalité deux entités à action immédiate : le gène et la sélection naturelle des
cellules. Le déterminisme génétique représente l'intérêt de l’organisme et la sélection naturelle
celui des cellules. Et c’est le gène qui dominerait dans la situation normale. Y compris et surtout
en cas de conflit avec la sélection naturelle. Si l'on admet un tel raisonnement, l'évolution
darwinienne ne repose plus sur la variation et la sélection naturelle, ni même sur le hasard et la
sélection, ni même sur le hasard tout court: elle devient combinaison du miracle et du
déterminisme génétique. Le miracle survient une fois et le déterminisme génétique le mémorise et
le reproduit.
De la reproduction à la croissance
Puisque la définition d’un individu pose tant de problèmes, à la génétique comme à la théorie de
l’évolution, pourquoi ne pas essayer de s’en passer ? Comme notre observateur extra-terrestre
confronté à la régularité des vagues, il est possible de construire une description continue du
vivant. Une onde de vie. La physique a déjà affronté un problème similaire : c’est celui de la
dualité onde-particule. La même observation peut être abordée en termes de particules, autrement
dit d’individualités autonomes, ou d’ondes, autrement dit sur un mode continu. La description en
termes d’onde permet de comprendre par exemple les phénomènes d’interférence ou de couplage
entre particules. Si l’on s’en tenait à une description particulaire de la matière, il serait nécessaire
de faire appel à un transfert d’information entre particules, dont le substratum matériel resterait
difficile à identifier. Ce problème de transfert d’information entre particules rappelle étrangement
la question du passage de l’information génétique entre individus. Mais la biologie ne s’intéresse
que de très loin aux particules élémentaires. Qu’est-ce qu’une onde de vie, et en quoi cela
explique t-il quoi que ce soit ? Reconnaissons que la réponse nécessite encore un peu de
réflexion. Il s’agit à ce stade d’essayer de poser correctement la question. La piste à suivre pour
les ondes de vie pourrait venir d’une branche nouvelle de la physique, dite des systèmes
dynamiques. Très schématiquement, cette physique s’intéresse aux structures organisées
produites par des interactions loin de l’équilibre. Les vagues sur l’océan permettent de
comprendre le sens de cette formule. Elles n’apparaissent que dans le mouvement. Personne n’a
jamais vu de vagues à l’équilibre, dont les constituants sont figés dans leur position. On parle
aussi de mouvements collectifs, ou d’auto-organisation. L’exemple le plus biologique en est le
fonctionnement d’une fourmilière. Chaque fourmi obéit à des règles locales simples dont la
combinaison produit l’organisation générale. Les règles locales ne sont pas définies en fonction
d’un fonctionnement général planifié. Cette conception est aussi très présente en écologie ou en
économie. Ainsi, les acteurs économiques, à la recherche de profits locaux, produisent des
phénomènes généraux sans que cela constitue leur objectif. Il n’y a pas de programme
« génétique » assurant l’homéostasie de l’écosystème ou les fluctuations économiques. L’étude
des structures apparaissant loin de l’équilibre a valu le prix Nobel de chimie à Ilya Prigogine
(1917-2003) 8. Ces structures sont plus ou moins régulières : elles forment des taches, des raies,
ou des motifs plus complexes qui peuvent s’emboîter à l’infini (fractales). Chaque tache observée
n’est pas pour autant un individu. Elle n’existe que par le système dans son ensemble. Les
spécialistes parlent plutôt de « singularité ». De nouvelles singularités apparaissent comme des
vagues lorsque le système s’étend. Ainsi, certaines réactions chimiques produisent des bandes
colorées (dites structures de Turing). Le nombre de bandes varie selon la taille du récipient. Il ne
s’agit pas pour autant de la reproduction des bandes préalablement présentes.
Essayons d'illustrer le fait que la croissance d'une structure présentant certaines régularités donne
l'illusion de la reproduction. Prenons une branche d'arbre. Laissons la croître jusqu'à doubler de
longueur et cassons la en son milieu. Grâce à cette croissance suivie de division, il y a maintenant
deux branches identiques à la branche de départ. Dans le cas de la molécule d'ADN, ce que l'on
appelle réplication correspond de la même manière à une croissance suivie d'une séparation en
deux “ moitiés ”. Cela aboutit à la production de deux molécules d'ADN ressemblant à la
molécule initiale. Alors que la branche pousse et se divise en “ longueur ”, l'ADN pousse et se
divise en “ épaisseur ”. L'axe de scission n'est pas transversal, comme pour la branche, mais
longitudinal, il passe entre les brins de la double hélice. Prenons maintenant le cas d'une cellule.
La division (ou mitose) correspond aussi à un phénomène de croissance suivi d'une scission. Les
axes de symétrie le long desquels s'opèrent la croissance et la mitose ne sont pas des axes
simples, comme dans le cas de la branche ou même de l'ADN. Les composants internes à la
cellule, notamment l'ADN, se divisent de manière concertée. Dans le cas d'une mère humaine et
de son enfant, les choses peuvent-elles être vues sous un angle similaire ? Il s'agirait de concevoir
un phénomène de croissance de l'ensemble mère-enfant, suivi d'une scission le long d'un “ axe ”
encore moins évident que dans le cas de l'ADN ou de la cellule. Le résultat n'en est pas moins la
production de deux humains à partir d'un curieux phénomène de croissance et
de division asymétriques de l'un d'entre eux. L'asymétrie au moment de la naissance se réduit
avec le temps, pour aboutir, plus tard, à deux humains qui se ressemblent comme les moitiés
d'une même branche. Vu ainsi, cela diffère de l'idée habituelle de la production d'un oeuf qui
porte un plan de construction. Dans le cadre classique, la discontinuité définie a priori entre deux
individus, la mère et l'enfant, imposait de recréer un lien virtuel, informationnel, entre eux. C'était
le rôle du gène. Ce lien informationnel est inutile si l'on rétablit le lien matériel. Si les individus
sont en continuité, l'opposition classique entre croissance et reproduction est dissoute. Le choix
d'un niveau d'observation de référence, d'un individu " darwinien " qui se reproduit, n'est plus
critique : tous les niveaux possibles sont traités de manière homogène. Le tout est une partie
comme les autres.
8
Voir par exemple. Ilya Prigogine. Les lois du chaos. Champs Flammarion, 1994 ou La fin des certitudes. Odile
Jacob, 1996.