1/13 eee`origine de la Vie et le rôle du hasard. Erreurs

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eee’origine de la Vie et le rôle du
hasard.
Erreurs antérieures et idées
actuelles.
par Serge Nahon .
Résumé :
D’où vient la vie ?
Certainement pas du hasard.
La vie est née de l’évolution de la
matière inerte et de ses lois. Ces
lois sont celles de la physique et de
la chimie. C’est à cause d’elles que
certaines molécules, en présence
d’eau, se “ mettent en boule ”. Ces
“ gouttes ” possèdent un espace
intérieur séparé par une membrane
de l’espace extérieur. Ce qui
correspond à la caractéristique
fondamentale de la cellule d’un
organisme vivant.
A l’intérieur de ces “ gouttes ” se
trouve une “soupe” où des
réactions chimiques auront
nécessairement lieu. Certaines
gouttes “ réussiront ” c’est à dire
que leurs réactions chimiques
internes ne les feront pas éclater
(c’est la “ sélection naturelle
moléculaire ”) et aboutiront aux
molécules complexes d’un être
vivant. Mieux, ces “ gouttes ”
finiront par posséder les
caractéristiques d’un être vivant.
En effet, elles assureront leur
propre conservation, leurs
échanges avec l'extérieur
(nourriture, énergie) et leur
reproduction (par l ‘ARN, antérieur
à l’ADN). Et tout cela de façon
déterministe, comme une
conséquence logique des lois de la
physique et de la chimie, sans
intervention du hasard !
On aura noté, au passage, l’importance
de la forme “ en boule ” , dans la genèse
de la vie.
1- Bref historique :
Il est toujours intéressant de se demander
pourquoi on s’est trompé !
Comment des scientifiques de haut
niveau ont-ils pu proposer des
raisonnements et donc des réponses qui
se sont avérées fausses par la suite ? Ils
connaissaient pourtant les lois
nécessaires à la compréhension des
phénomènes en jeu !
Quelles erreurs de raisonnement ou de
méthodologie ont-ils commises ?
L’exemple qui est traité ici est celui du
rôle éventuel du hasard dans la genèse de
la vie .
Toute l’antiquité a cru à la génération
spontanée (voir livre de Jean Rostand).
Puis on a cru que la vie, issue de la
matière inerte, était impossible. Le
dogme d’alors était : la vie ne peut venir
que de la vie, plus exactement de germes.
Cette conception s’est en partie renforcée
à la suite des travaux de Pasteur, qui,
après des expériences restées célèbres,
montra que la génération spontanée
n’existe pas.
Aujourd’hui au contraire, l’apparition de
la vie issue de la matière inerte, est
considérée par les scientifiques non
seulement comme très probable mais
comme une conséquence possible -mais
non nécessaire- des lois de la physique et
de la chimie .
Comment est-on passé de la conception
“ vie improbable ” à la conception
opposée “ vie très probable ” ?
Pour la conception “ vie improbable ”,
Fred Hoyle et l’un de ses collaborateurs
ont pu, par un calcul simple exposé en
annexe, montrer que le hasard ne pouvait
Idées actuelles sur l’origine de
la vie et le rôle du hasard.
Erreurs antérieures
par Serge Nahon.

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pas avoir généré la vie à partir de la
matière “ inerte ”.
Pourtant, aujourd’hui, on est
pratiquement certain que la matière
“ inerte ” a bien généré la vie !
Où est l’erreur ? Pourquoi a-t-on
changé radicalement d’avis ?
Mais d’abord, qu’est ce que la vie ?
Rappelons pour commencer la
position du grand physiologiste
Claude Bernard. Pour lui, la
biologie doit être une science
expérimentale et “ la méthode qui
consiste à définir et à tout déduire
d’une définition peut convenir aux
sciences de l’esprit mais elle est
contraire à l’esprit même des
sciences expérimentales ” ; en
conséquence il suffit que l’on
s’entende sur le mot “ vie ” pour
l’employer, “ il est illusoire et
chimérique, contraire à l’esprit
même de la science d’en chercher
une définition absolue ”. Selon lui
un “ objet ” sera considéré comme
“ vivant ” s’il est désigné comme
tel par le sens commun.
Une définition plus récente et
surtout plus “ opératoire ” est
présentée dans l’article publié sur le
Net (1998) par L. Excoffier (voir
bibliographie) :
“ Curieusement, la plupart des
dictionnaires de biologie ne
fournissent pas de définition de la
vie au sens biologique. Voilà une
définition de la vie telle qu’on la
connaît aujourd’hui :
Un état organique caractérisé par
la capacité de reproduction, de
métabolisme et de réactions aux
stimulus. ”
2- Le hasard peut-il donner naissance
à la vie ?
De façon plus précise : les molécules
complexes qui ont constitué le premier être
vivant peuvent-elles avoir été conçues
uniquement par hasard ?
De quelles molécules s’agit-il ? Y a-t-il un
type de molécules nécessaires aux êtres
vivants ?
Oui , les protéines .
“ Par leur structure et leurs fonctions, les
protéines sont les constituants universels
et fondamentaux des êtres vivants. Elles
forment la trame des os, les substances
contractiles des muscles, véhiculent
l’oxygène dans le sang (par
l’hémoglobine qui est une protéine),
assurent la perméabilité de la peau …
Quand elles se trouvent sous la forme
d’enzymes, elles catalysent (c’est à dire
favorisent et accélèrent) les réactions
indispensables du métabolisme (le
métabolisme est la totalité des réactions
chimiques qui ont lieu dans la cellule) ”
(Encyclopédie EDMA).
La question devient maintenant :
est-ce qu’une protéine peut être
construite uniquement par hasard ?
Ou encore : d’où vient la protéine ?
Comment est-elle fabriquée ?
3- Les protéines :
molécules fondamentales des
êtres vivants
D’où viennent les protéines ?
De la synthèse protéique .
Nous n’entrerons pas dans les détails. Il
suffit de savoir que c’est l’ADN qui est
la source de la genèse d’une protéine.
Concrètement, le chemin de l'ADN vers

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la protéine passe par les
chromosomes puis par les gènes.
Le point important aujourd’hui
admis est que l’information va du
gène à la protéine, qui est le produit
final.
(L’annexe 1 donne quelques
informations supplémentaires).
La question du hasard comme étant
à l'origine de la vie peut maintenant
être traitée.
4- Comment calculer l’effet du
hasard sur la genèse de la
vie.
L’idée de base est simple.
On sait que lorsqu’un événement se
produit rarement, il est assez
naturel de penser que si on attend
“ assez ” longtemps, il finira par se
produire.
C’est cette idée qui est à la base du
calcul de Hoyle.
(L’influence du temps sur
l’apparition d’un événement a
priori peu probable est en réalité
délicate à traiter. Le lecteur
intéressé se reportera à l’annexe 3).
La question de l’intervention du
hasard dans la genèse de la vie peut
maintenant être précisée de la façon
suivante :
On met en présence diverses
molécules : celles supposées exister
dans les temps lointains du début
des ères géologiques.
On attend “ assez ” longtemps et, à
cause du changement des conditions
ambiantes, du climat, de la présence
de la foudre, etc.. des associations
de molécules, des réactions
chimiques vont se produire au
hasard des rencontres.
Question :
Dans ces conditions, obtiendra-t-on la
séquence de protéines qui correspond à
une cellule vivante ? On obtiendrait ainsi,
et par hasard, la première manifestation
de la vie .
(C'est la même question que celle du
singe placé devant une machine à écrire
et dont on se demande si, avec le temps,
il ne finira pas par taper, par hasard, un
roman comme les "Misérables" de Victor
Hugo ! )
Réponse :
La réponse est non .
Robert Shapiro -professeur de chimie à
l’Université de New-York et spécialisé
dans des recherches sur l’ADN- a écrit
un livre célèbre intitulé “ L’Origine de la
vie : Le sceptique et le Gourou ” publié
en France en 1988 où il présente diverses
hypothèses pouvant expliquer l’origine
de la vie. Il donne en particulier un calcul
assez simple, dû à Fred Hoyle, montrant
de façon claire que la vie ne peut pas
naître du hasard.
Le calcul, présenté en annexe 2 avec
quelques variantes mineures, est
largement inspiré de celui de Hoyle
présenté par Shapiro.
Les hypothèses à la base du calcul sont
les suivantes :
1. la vie c’est la reproduction.
2. la vie est issue de réactions
chimiques.
3. il suffit d’obtenir un être unicellulaire
-auto reproductible- pour pouvoir dire
que l’on a créé de la vie .
4. Cet être étant très petit, les réactions
chimiques qui lui ont donné naissance
ont pu se produire dans un espace très
petit, par exemple un petit cube de 1

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micron de coté (1 micron est
égal à 1/1000 de millimètre et
c’est l’ordre de grandeur de
petites cellules) .
5. Si on a des milliards de petits
cubes, on aura des milliards de
réactions chimiques qui vont se
produire tout à fait par hasard à
cause du changement des
conditions ambiantes : des
éclairs de foudre par exemple
peuvent apporter l’énergie
nécessaire au déclenchement de
certaines réactions chimiques .
6. Le milieu réactif sera l’eau. On
suppose donc que tous ces petits
cubes sont dans l’eau.
7. Si on attend assez longtemps,
par exemple des milliards
d’années, on peut penser qu’il
finira par se produire par hasard,
une chaîne de réactions
chimiques qui conduiront à un
être vivant élémentaire. Ce
dernier serait alors à l’origine de
la vie sur Terre.
Comme on l’a écrit ci dessus, le
calcul complet est présenté en
annexe 2. Voici son résultat.
L’idée de base était que si on
laissait au hasard “ assez de temps ”
on finirait peut-être par avoir au
moins UNE réaction chimique qui
déclencherait la formation d’une
enzyme, premier maillon d’un être
vivant primitif. (l’enzyme est une
forme de protéine)
Mais le calcul montre que cela est
strictement impossible !
On s'aperçoit qu'avec des ordres de
grandeur raisonnables on n'arrive
pas à avoir un nombre assez grand
de réactions chimiques pour
permettre au hasard de tirer la bonne
séquence de 200 acides aminés
constitutive d'une enzyme “ moyenne ”.
En réalité ce calcul est encore optimiste.
En effet si l'objectif est que le hasard
“ fabrique ” une bactérie il faut savoir
qu'une bactérie c'est environ 2000
enzymes ! Mais il y a pire, en ce sens
qu’on a supposé l’existence préalable des
20 acides aminés de base …or ces acides
sont eux mêmes des molécules assez
complexes…
En conclusion le moins qu'on puisse dire
c'est que la vie n'est certainement pas née
du hasard. Inutile de dire que les
créationnistes (C'est Dieu qui a créé la
vie ) ont vite adopté cet argument...mais,
pour un scientifique, Dieu n'est pas une
explication. C'est pourquoi nous ne
retiendrons pas, ici, cette affirmation.
Mais alors si ce n'est pas le hasard, c'est
quoi ?
Critique du calcul précédent :
En résumé, avec les hypothèses faites, le
calcul précédent montre que le hasard ne
peut donner naissance à la vie.
Mais est-ce que cette réponse est
“ stable ”, “ robuste ” ?
Comme dans tout calcul, il faut évaluer
l’influence des hypothèses sur la réponse
obtenue. D’où la question :
Si on avait changé certaines hypothèses,
la réponse aurait-elle changé elle aussi ?
La réponse est OUI et c’est bien ce qui
s’est produit .
L’erreur dans le calcul de Hoyle est qu’il
n’a pas tenu compte des lois de la
physique et de la chimie…or les
molécules ne “ s’accrochent ” pas au
hasard….
La clé de la réponse actuelle réside dans
le fait que des molécules enfermées dans
un petit espace et dans certaines

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conditions, ont une forte probabilité
de réagir les unes sur les autres. Or
les conditions nécessaires à
l’apparition de la vie (planète située
à une “ bonne ” distance d’un
“ soleil ”, masse assez importante
pour retenir une atmosphère…etc..)
“ ne sont pas exceptionnelles et
peuvent être réunies dans de
nombreuses régions de l’univers ”
(livre cité réf 3).
5- Les idées actuelles sur
l'origine de la vie.
Les éléments de réponses présentés
ci dessous sont extraits d’un bon
livre de vulgarisation scientifique
intitulé “ La plus belle histoire du
monde – Les secrets de nos
origines ” (Editions du Seuil –Avril
1996) dont les auteurs, bien connus
du Grand Public sont Hubert
Reeves, Joël de Rosnay et Yves
Coppens, interrogés par Dominique
Simonnet (rédacteur en chef adjoint
à l’Express).
Je vais me risquer à en résumer les
grands traits, aussi je demande au
lecteur de s’attacher non à la
précision des détails mais plutôt au
cheminement général des idées.
La naissance de la matière
Ce livre trace depuis le Big Bang
l’évolution de notre Univers .
Comme on le sait, parler de
“ l’avant Big Bang ” n’a pas de
sens physique, ce qui ne veut pas
dire qu’il n’y avait rien ;
simplement, aujourd’hui, on ne sait
pas répondre à cette question ; on
peut seulement dire que les notions
d’espace et de temps prennent sens
quelques instants (de l’ordre de quelques
milliardièmes de secondes) après
l’explosion initiale.
Toute l’épopée présentée dans le livre
cité ne sera pas reprise il suffit de savoir
que deux idées fondamentales sont à la
base des idées actuelles en ce qui
concerne l'origine de la vie sur la Terre :
1/ la matière inerte a évoluée depuis les
temps les plus anciens et s’est
complexifiée jusqu’à donner des
molécules organiques , c’est à dire celles
des organismes vivants.
2/ Les forces fondamentales de la
physique existaient au tout début du Big
Bang mais n’ont pu jouer leur rôle qu’à
partir d’un certain stade de l’évolution de
la matière.
De la matière inerte aux premières
“ gouttes ” de vie.
Et maintenant parcourons le chemin tel
qu’il est aujourd’hui imaginé (et en partie
validé) qui a pu permettre l'arrivée des
organismes vivants.
Au tout début, juste après le Big Bang, il
y a des particules élémentaires :
électrons, photons, quarks...etc…
Au bout d’une minute le premier noyau
atomique se constitue. C’est la force
nucléaire qui intervient en groupant, au
hasard, les quarks trois par trois et forme
les premiers noyaux atomiques : ce sont
ceux de l’hydrogène et de l’hélium (le
groupement de quark deux par deux n’est
pas stable).
Puis le temps passe, beaucoup de temps,
plusieurs millions d’années. Pendant ce
temps, l’expansion de l’univers se
poursuit et l’univers se refroidit jusqu’à
3000 degrés environ, la force
électromagnétique peut alors intervenir
et mettre les électrons autour des