Viabilité, clôture et mémoire
Vers une caractérisation organisationnelle, dispositionnelle et multidimensionnelle du vivant
Résumé
Définir le vivant reste difficile parce qu’aucun critère isolé ne semble suffire. Le métabolisme exclut certaines formes dormantes lorsqu’il est exigé comme une activité permanente. La reproduction ne concerne pas tous les organismes pris individuellement. L’évolution darwinienne décrit principalement les transformations des lignées. La régulation, la mémoire et l’apprentissage peuvent apparaître sous des formes partielles dans des systèmes non vivants ou artificiels.
Le présent article ne propose donc ni une essence du vivant ni une frontière universelle supposée déjà acquise. Il développe une caractérisation organisationnelle, dispositionnelle et multidimensionnelle fondée sur la notion de clôture constitutive.
Dans ce cadre, une organisation présente une clôture lorsque certains de ses processus participent à la production ou au renouvellement des composants, des contraintes et des conditions nécessaires à leur propre continuation. Cette clôture peut être active ou conservée sous une forme latente. La robustesse, la régénération et la récupérabilité sont ensuite distinguées comme des propriétés graduelles, qui ne doivent pas être confondues avec l’auto-production elle-même.
La viabilité introduit une asymétrie entre les transformations compatibles ou incompatibles avec la continuation de l’organisation. Cette asymétrie fonde une normativité minimale, sans supposer d’intention ni de finalité consciente. Elle est endogène dans son origine causale, mais son observation dépend d’une échelle, d’un horizon temporel et d’indicateurs explicitement choisis.
L’adaptivité, la mémoire et l’apprentissage sont décrits comme des élaborations possibles de l’autonomie organisationnelle. L’évolution ajoute une dimension transgénérationnelle distincte. Le cadre assume ainsi qu’une organisation artificielle unique pourrait être considérée comme vivante si elle réalisait effectivement une clôture constitutive, même en l’absence d’une lignée évolutive antérieure.
Les cas des protocellules, des virus, des spores, des systèmes artificiels et des érythrocytes montrent toutefois que la frontière demeure ouverte. La proposition est donc accompagnée d’un programme de mise à l’épreuve distinguant explicitement les hypothèses de nécessité et de suffisance.
Introduction
Définir le vivant demeure un problème ouvert.
Aucun critère pris isolément ne semble capable de couvrir l’ensemble des cas reconnus tout en excluant les systèmes non vivants qui présentent certaines propriétés similaires.
Le métabolisme paraît central, mais devient difficile à exiger comme activité permanente lorsqu’on considère les spores, les graines dormantes ou certains états de cryptobiose.
La reproduction joue un rôle fondamental dans la continuité du vivant, mais elle ne caractérise pas chaque organisme pris individuellement. Un organisme stérile ne cesse pas d’être vivant.
L’évolution darwinienne constitue une propriété essentielle des lignées, mais elle ne décrit pas directement l’organisation présente de chaque individu.
L’ouverture aux échanges rapproche le vivant de nombreuses structures dissipatives.
La régulation existe dans des artefacts.
La dépendance à l’histoire apparaît dans des matériaux présentant une hystérésis.
L’apprentissage peut être réalisé par des systèmes artificiels.
La complexité elle-même ne suffit pas. Une machine peut posséder des millions de composants, des régulations imbriquées et des chaînes de dépendance sans produire ni renouveler les conditions de sa propre organisation.
La difficulté ne consiste donc pas à dresser une liste toujours plus longue de propriétés.
Elle consiste à comprendre comment certaines propriétés s’articulent et à déterminer lesquelles appartiennent au socle de l’organisation vivante, lesquelles en constituent des élaborations, et lesquelles peuvent apparaître indépendamment dans d’autres systèmes.
La proposition développée ici adopte une approche organisationnelle.
Elle ne cherche pas une substance particulière du vivant.
Elle cherche une structure de relations.
Le point de départ est la possibilité qu’une organisation se distingue par un réseau de processus participant à la production, au renouvellement ou à la réactivation des conditions nécessaires à leur propre continuation.
Cette proposition est :
organisationnelle, parce qu’elle porte sur les relations de dépendance, de production et de renouvellement ;
dispositionnelle, parce que certaines capacités peuvent rester temporairement latentes ;
multidimensionnelle, parce que l’auto-production, la robustesse, la récupérabilité, l’adaptivité, la mémoire et l’évolution ne constituent pas différentes expressions d’une seule propriété ;
située, parce que son pouvoir discriminant dépend de l’échelle à laquelle une unité organisationnelle peut être identifiée.
Ce choix théorique n’est pas neutre.
D’autres approches placent l’hérédité, la réplication ou l’évolution darwinienne au fondement de la vie. Elles pourraient considérer l’évolvabilité comme le socle et l’autonomie organisationnelle comme une propriété dérivée.
Le cadre proposé ici suit le chemin inverse.
Il interroge d’abord les conditions de constitution et de continuité d’une unité présente. L’histoire évolutive est ensuite introduite comme une dimension supplémentaire permettant d’expliquer la transformation des lignées.
Cette orientation possède une conséquence importante.
Une organisation unique, sans ascendance biologique et sans descendance, pourrait être considérée comme vivante si elle réalisait effectivement les conditions organisationnelles retenues.
Cette conséquence sera assumée plutôt que différée.
I. Le socle organisationnel
1. De la complication à l’intégration
Une organisation peut être extrêmement compliquée sans être vivante.
Une horloge, un ordinateur, une usine automatisée ou un moteur peuvent comporter de nombreux composants, des chaînes de dépendance complexes et des mécanismes de régulation sophistiqués.
Le nombre de pièces ne suffit donc pas.
La densité des interactions ne suffit pas davantage.
Dans une cellule, la membrane, les gradients chimiques, les réactions métaboliques, les mécanismes de synthèse et les réseaux de régulation ne fonctionnent pas comme des modules simplement juxtaposés.
Ils dépendent les uns des autres.
La membrane contribue au maintien de conditions internes nécessaires à certaines réactions.
Les réactions métaboliques produisent ou transforment des molécules nécessaires au renouvellement de la membrane.
Les systèmes de synthèse dépendent de l’énergie et des ressources fournies par le métabolisme.
Le fonctionnement métabolique dépend lui-même de structures produites par ces systèmes.
Les processus ne sont donc pas seulement connectés.
Ils participent à la production ou au renouvellement du réseau dont ils dépendent.
Cette idée rejoint la notion d’autopoïèse développée par Humberto Maturana et Francisco Varela.
Dans sa formulation exigeante, l’autopoïèse ne désigne pas simplement un système qui contribue à son propre maintien.
Elle décrit un réseau de processus dont les transformations produisent les composants qui régénèrent ce réseau et participent à la constitution de l’unité dans laquelle ces processus peuvent se poursuivre.
La cellule reste pourtant ouverte aux échanges.
Elle absorbe de la matière.
Elle reçoit et transforme de l’énergie.
Elle rejette des produits.
Elle dépend continuellement de son environnement.
Sa clôture n’est donc pas matérielle.
Elle est organisationnelle.
Le vivant peut être matériellement ouvert tout en présentant une clôture du réseau de dépendances qui constitue son organisation.
Cette clôture ne signifie ni indépendance absolue ni autosuffisance.
Un organisme importe des ressources, dépend d’un milieu et peut nécessiter la présence d’autres organismes.
La clôture désigne le fait que certains processus et certaines contraintes deviennent mutuellement nécessaires à la continuation d’une même unité et participent au renouvellement des conditions qui rendent cette continuation possible.
2. La circularité constitutive
Cette manière de décrire le vivant contient une circularité.
Une condition est dite constitutive lorsqu’elle participe à la continuation de l’organisation.
L’organisation est elle-même identifiée à partir des relations dont dépend sa continuité.
La notion d’unité renvoie donc aux processus qui la constituent, tandis que ces processus sont reconnus à partir du rôle qu’ils jouent dans cette unité.
Cette circularité ne doit pas être masquée.
Elle se trouve au cœur de l’approche organisationnelle.
Elle ne constitue cependant pas nécessairement une pétition de principe.
Une circularité définitionnelle serait vicieuse si deux termes étaient uniquement expliqués l’un par l’autre, sans possibilité d’observation indépendante.
La circularité étudiée ici est d’abord causale.
La membrane permet certaines réactions.
Ces réactions participent au renouvellement de la membrane.
Les mécanismes de synthèse nécessitent des gradients.
Les gradients dépendent de structures produites par les mécanismes de synthèse.
Le système ne possède donc pas un centre unique à partir duquel toutes les autres fonctions seraient commandées.
Son unité émerge d’un réseau de dépendances et de productions réciproques.
La circularité ne disparaît toutefois pas lorsqu’elle devient empirique.
Le chercheur doit choisir une échelle, sélectionner des variables, proposer des frontières candidates et décider quels flux seront étudiés.
La clôture organisationnelle n’est donc jamais simplement « lue » dans le réel sans médiation.
Elle est formulée comme une hypothèse à partir d’un découpage provisoire.
Cette dimension ne signifie pas que l’unité serait arbitrairement inventée par l’observateur.
Les dépendances, les flux de production et les effets des perturbations ne sont pas créés par l’analyse.
Mais leur identification dépend d’un cadre.
L’unité est donc à la fois contrainte par l’organisation réelle du système et construite comme objet d’étude.
La méthode comparative ne dissout pas cette circularité.
Elle la rend explicite et tente de la contrôler.
Plusieurs délimitations doivent être comparées.
Une frontière candidate est renforcée lorsqu’elle explique mieux que les alternatives :
la concentration des dépendances internes ;
les flux de production et de renouvellement ;
la distribution des échanges avec l’environnement ;
la persistance d’une unité dans le temps ;
la capacité à reconstituer certaines relations après perturbation.
La clôture constitue ainsi une hypothèse causale et organisationnelle, non une frontière donnée d’avance.
3. Dépendance, production et régénération
Une perturbation peut révéler qu’un ensemble est fortement couplé sans démontrer qu’il est auto-producteur.
Dans un moteur, la suppression de la pompe à huile peut entraîner la dégradation de plusieurs composants.
Une panne du refroidissement peut provoquer une surchauffe générale.
L’interruption de l’alimentation arrête l’ensemble du système.
Les composants sont interdépendants.
Les effets se propagent.
Le moteur ne produit pourtant pas une nouvelle pompe lorsqu’on la retire.
Il ne reconstruit pas spontanément les éléments nécessaires à la restauration de son organisation.
La dépendance réciproque constitue donc une propriété plus faible que la clôture.
Elle montre que plusieurs éléments ont besoin les uns des autres.
Elle ne montre pas que le réseau produit ou renouvelle les éléments dont dépend sa continuation.
Trois questions doivent être distinguées.
La première est :
L’absence d’un élément affecte-t-elle le reste du système ?
Cette question teste la dépendance.
La deuxième est :
Le système participe-t-il normalement à la production, à la transformation, au renouvellement ou à l’entretien de cet élément ?
Cette question teste l’auto-production organisationnelle.
La troisième est :
Après une perturbation, le système peut-il restaurer l’élément, sa fonction ou un équivalent fonctionnel à partir de ses propres dynamiques ?
Cette question teste la régénération.
Ces trois propriétés ne sont pas équivalentes.
Un système peut être fortement interdépendant sans produire ses propres composants.
Il peut renouveler plusieurs composants tout en étant très fragile.
Il peut conserver sous une forme latente l’organisation nécessaire à la reprise de ses processus sans présenter d’auto-production actuelle importante.
La clôture ne doit donc pas être confondue avec une capacité illimitée de réparation.
Une cellule privée de tout son génome ne doit pas être capable de le recréer pour être reconnue comme vivante.
Un organisme décapité ne doit pas régénérer son cerveau.
L’exigence porte sur le rôle normal des processus constitutifs et sur les flux par lesquels ils participent à la production ou au renouvellement de l’organisation.
La régénération après perturbation décrit ensuite une capacité supplémentaire et graduelle.
4. Auto-assemblage, couplage autocatalytique et clôture
Le terme « clôture » sera désormais réservé au sens fort.
Il ne désignera ni tout auto-assemblage ni toute boucle autocatalytique.
Trois phénomènes doivent être distingués.
4.1 L’auto-assemblage
Des molécules peuvent former spontanément une structure sous l’effet de leurs propriétés physiques.
Des lipides placés dans un milieu aqueux peuvent s’organiser en bicouches ou en vésicules.
Une limite peut ainsi apparaître sans qu’un réseau interne ait produit, entretenu ou régulé cette limite.
L’auto-assemblage ne constitue pas encore une clôture.
Il décrit l’émergence d’une structure à partir des propriétés des composants et du milieu.
4.2 Le couplage autocatalytique
Un réseau chimique peut contenir des réactions dont les produits favorisent d’autres réactions du même réseau.
Certaines molécules participent alors à la production d’autres composants qui soutiennent à leur tour le fonctionnement de l’ensemble.
Un couplage autocatalytique apparaît.
Ce couplage peut constituer une étape importante vers l’autonomie.
Il ne suffit toutefois pas à démontrer l’existence d’une unité organisationnelle.
Le réseau peut dépendre de conditions locales qu’il ne maintient pas.
Il peut ne posséder aucune forme d’individuation propre.
Il peut ne pas renouveler les contraintes nécessaires à sa continuité.
4.3 La clôture constitutive
Une clôture apparaît lorsque plusieurs processus et contraintes participent mutuellement à la production ou au renouvellement des conditions qui rendent leur propre continuation possible.
La limite éventuelle du système ne doit pas être seulement présente.
Elle doit être fonctionnellement intégrée au réseau.
Sa composition, son entretien ou son renouvellement dépendent au moins en partie de processus appartenant au système.
En retour, cette limite contribue aux conditions nécessaires à la poursuite de ces processus.
La distinction essentielle n’est donc pas :
structure naturelle
contre
structure artificielle.
Elle est plutôt :
limite produite principalement par les propriétés spontanées du milieu
et
limite intégrée à un réseau de production et de renouvellement participant à la continuité de l’unité.
Une vésicule lipidique peut s’auto-assembler sans être vivante.
Elle devient un candidat plus sérieux à une forme d’autonomie lorsqu’un réseau interne transforme, recrute ou renouvelle des composants de sa membrane, tandis que cette membrane maintient les conditions nécessaires au fonctionnement du réseau.
5. Individuation opérationnelle et production graduelle des limites
Le statut de la limite doit être précisé.
Toute organisation vivante connue possède une forme d’individuation.
Mais cette individuation ne correspond pas toujours à une membrane simple et parfaitement fermée.
Elle peut prendre la forme :
d’une membrane cellulaire ;
d’une enveloppe multicellulaire ;
d’une interface tissulaire ;
d’un réseau de relations capable de maintenir une unité fonctionnelle ;
d’une frontière dynamique contrôlant les échanges et la coordination.
Une individuation opérationnelle est nécessaire pour attribuer des processus à un système plutôt qu’à son environnement.
Elle permet de distinguer, au moins provisoirement :
les flux internes ;
les apports extérieurs ;
les processus qui produisent ou renouvellent l’organisation ;
les conditions simplement fournies par le milieu.
L’existence d’une individuation opérationnelle constitue donc une exigence du cadre.
En revanche, le degré de production de cette limite peut être graduel.
Une partie de la limite peut résulter de phénomènes spontanés.
Une autre peut être transformée, entretenue ou renouvelée par le réseau.
La question ne consiste pas à exiger que chaque composant soit intégralement fabriqué à partir de rien.
Les organismes utilisent des précurseurs extérieurs.
L’autonomie n’est pas l’indépendance matérielle.
Il faut plutôt déterminer quelle part de l’organisation de la limite dépend des processus du système et dans quelle mesure cette limite participe à la continuité de ces mêmes processus.
La production de la limite est graduelle.
L’individuation opérationnelle reste nécessaire.
6. Clôture active et clôture conservée
La clôture ne doit pas être comprise uniquement comme une activité observable à chaque instant.
Certaines formes vivantes suspendent une grande partie de leurs échanges et de leurs processus.
Une spore peut rester inactive pendant une longue période.
Une graine peut attendre des conditions favorables.
Certains organismes peuvent entrer dans des états de cryptobiose caractérisés par une réduction extrême de l’activité mesurable.
Deux situations doivent être distinguées.
Une clôture active correspond à une organisation dans laquelle les processus constitutifs produisent ou renouvellent actuellement les composants et les contraintes nécessaires à leur continuation.
Une clôture conservée correspond à une organisation dont l’activité est fortement réduite ou suspendue, mais dont les structures conservent la capacité de réactiver ces processus dans une classe spécifiée d’environnements compatibles.
La capacité de réactivation n’est pas une propriété indépendante de tout environnement.
Une spore n’est pas viable dans n’importe quelles conditions.
La clôture conservée doit donc être comprise comme une disposition relationnelle :
une organisation possède une clôture conservée relativement à un ensemble défini de conditions dans lesquelles ses processus constitutifs pourraient être réactivés.
Cette disposition appartient au système par l’état de ses structures, mais son actualisation dépend d’une relation avec un environnement.
La clôture conservée ne doit pas être confondue avec la récupérabilité.
Elle désigne la persistance d’une organisation latente.
La récupérabilité désigne l’étendue des perturbations depuis lesquelles une organisation peut restaurer certains processus ou certaines relations.
Une spore peut présenter une activité productrice actuelle très faible tout en conservant une forte capacité de réactivation.
Une protocellule active peut produire plusieurs de ses composants tout en étant détruite par une perturbation minime.
Ces profils sont différents.
Clôture conservée et récupérabilité sont donc ontologiquement distinctes.
Elles partagent toutefois un même régime épistémique.
Toutes deux décrivent des dispositions.
Leur existence ne peut pas toujours être observée directement.
Leur évaluation repose sur :
des conditions de test définies à l’avance ;
des environnements de réactivation ou de restauration explicitement spécifiés ;
une durée d’observation ;
des critères mesurables de reprise ;
l’acceptation qu’un échec réduit la plausibilité de la disposition sans démontrer une impossibilité dans toutes les conditions concevables.
La séparation conceptuelle ne supprime donc pas leur difficulté commune de test.
II. Viabilité, robustesse et récupérabilité
7. La viabilité comme domaine de continuation
Une organisation vivante ne peut poursuivre ses processus dans n’importe quelles conditions.
Certaines variations restent compatibles avec la continuation de son fonctionnement.
D’autres réduisent ses possibilités.
D’autres détruisent les relations nécessaires à la poursuite ou à la réactivation de sa clôture.
Cette dépendance définit un domaine de viabilité.
Le domaine de viabilité correspond à l’ensemble des conditions dans lesquelles l’organisation peut continuer à produire, renouveler ou réactiver ses processus constitutifs.
Cette notion n’implique aucune intention.
Le vivant ne doit pas être décrit comme un système qui « veut » survivre.
Il ne poursuit pas nécessairement un projet.
La viabilité décrit une relation entre une organisation et les conditions dans lesquelles sa clôture peut se maintenir ou être réactivée.
Mais toute structure hors équilibre dépend de certaines conditions.
Une flamme nécessite un combustible, un apport d’oxygène et certaines conditions thermiques.
Un cyclone dépend de gradients énergétiques et de conditions atmosphériques particulières.
La dépendance à des conditions limitées ne suffit donc pas à distinguer le vivant.
La différence proposée ici tient à l’articulation entre viabilité et clôture.
Dans un organisme, les conditions de continuation concernent un réseau qui participe lui-même à la production ou au renouvellement de l’unité.
8. Robustesse, régénération et récupérabilité
La robustesse, la régénération et la récupérabilité ne doivent pas être confondues avec la clôture.
La robustesse désigne la capacité d’un système à poursuivre son fonctionnement malgré une perturbation.
La régénération désigne la restauration d’une structure, d’une fonction ou d’un couplage après une altération.
La récupérabilité désigne l’ensemble des états ou des trajectoires depuis lesquels une restauration reste possible dans des conditions définies.
Un système peut être robuste sans être fortement régénératif.
Il peut absorber une variation grâce à des réserves ou à des redondances sans reconstruire ce qui a été perdu.
Un système peut être peu robuste mais capable de restaurer son organisation après une interruption.
Une protocellule fragile pourrait présenter une clôture réelle et une faible récupérabilité.
Une spore pourrait présenter peu d’activité actuelle, une clôture conservée et une capacité importante de réactivation.
Une culture maintenue dans un chémostat pourrait produire l’ensemble de ses composants tout en dépendant fortement de conditions extérieures précises.
Le vivant ne doit donc pas être défini par une valeur élevée sur chaque dimension.
Il possède un profil organisationnel.
Ce profil peut inclure :
la clôture ;
l’activité ou la latence ;
la robustesse ;
la régénération ;
la récupérabilité ;
l’adaptivité ;
la mémoire ;
l’évolvabilité.
Ces dimensions peuvent se renforcer mutuellement sans être identiques.
9. Le passage de la latence à la mort
La distinction entre clôture conservée et mort ne peut pas être réduite à un seuil thermodynamique universel.
La mort biologique ne correspond pas nécessairement à une quantité unique d’énergie, à un niveau général d’entropie ou à une structure précise valable pour tous les organismes.
Elle concerne la perte irréversible des relations nécessaires à la reprise de l’organisation.
Mais l’irréversibilité dépend :
du type d’organisme ;
de son état ;
des fonctions considérées ;
des conditions environnementales ;
des interventions admises ;
de l’échelle temporelle.
Une cellule peut perdre une fonction tout en conservant une organisation viable.
Un organisme peut subir des dommages importants tout en maintenant certaines capacités de réparation.
Une structure peut paraître intacte alors que des mécanismes indispensables à toute reprise ont été détruits.
Le passage de la latence à la mort ne sera donc pas défini ici par un seuil universel.
Il sera évalué opérationnellement.
Une organisation sera considérée comme possédant encore une clôture conservée lorsque des marqueurs structurels et fonctionnels justifient l’hypothèse qu’une reprise reste possible dans une classe d’environnements définie.
Cette hypothèse est renforcée par une réactivation réussie.
Elle est affaiblie lorsque :
les structures indispensables à la reprise sont détruites ;
les essais de réactivation échouent dans des conditions biologiquement justifiées ;
les mécanismes de réparation nécessaires sont absents ou irréversiblement altérés ;
aucun indicateur de restauration organisationnelle n’est observé pendant la durée annoncée.
La réactivation réussie constitue une validation forte.
L’échec ne démontre pas une impossibilité dans toutes les conditions imaginables.
Il réduit la plausibilité de la clôture conservée dans le cadre expérimental retenu.
La frontière entre dormance et mort peut donc rester incertaine dans certains cas.
Cette incertitude n’est pas supprimée par le concept.
Elle est reconnue comme une limite de l’accès empirique aux capacités latentes.
III. Normativité et organisation
10. Une asymétrie sans téléologie
Les transformations rencontrées par une organisation ne sont pas fonctionnellement équivalentes.
Certaines préservent ses possibilités de continuation.
Certaines réduisent ses marges.
Certaines rendent possible une nouvelle organisation.
Certaines détruisent les processus nécessaires à toute reprise.
Cette asymétrie constitue ici une normativité minimale.
Elle ne désigne ni une valeur morale, ni une intention, ni une finalité consciente.
Elle exprime une relation entre une organisation et les conditions qui modifient ses possibilités de maintenir ou de réactiver sa clôture.
Le terme « endogène » doit être précisé.
Il ne signifie pas que le système invente une valeur.
Il signifie que les conséquences fonctionnelles d’une transformation découlent des relations constitutives du système lui-même.
Une modification de température, de concentration ou d’intégrité membranaire peut affecter réellement la continuité d’une cellule indépendamment du regard d’un observateur.
Mais notre accès à cette normativité dépend d’un cadre d’analyse.
Le biologiste choisit :
une unité ;
une échelle ;
un horizon temporel ;
des indicateurs ;
des conditions expérimentales.
Il faut donc distinguer deux niveaux.
La normativité est ontologiquement endogène lorsque les asymétries étudiées découlent des dépendances réelles de l’organisation.
Son étude est épistémiquement indexée parce que leur observation dépend d’une délimitation, d’une durée et de variables choisies.
Le cadre de mesure ne produit pas la norme.
Il conditionne l’accès que nous avons à ses différentes dimensions.
11. Une normativité multidimensionnelle
Une transformation ne produit pas nécessairement un effet globalement favorable ou défavorable.
Elle peut améliorer une capacité tout en en réduisant une autre.
Une adaptation peut augmenter la résistance thermique mais ralentir la croissance.
Une réponse de stress peut préserver certaines fonctions à court terme tout en augmentant un coût à long terme.
Une modification peut améliorer la survie individuelle tout en réduisant la capacité reproductive.
Une innovation évolutive peut accroître les performances dans un environnement et augmenter la vulnérabilité dans un autre.
La normativité biologique ne doit donc pas être supposée scalaire.
Elle peut être décrite comme un ensemble de dimensions.
Pour un système (S), à un moment (t) et sur un horizon temporel (H), on peut représenter un profil normatif par :
[ _S(t,H) = ( C_1(t,H), C_2(t,H), , C_m(t,H), R_1(t,H), R_2(t,H), , R_n(t,H) ) ]
où :
(C_i(t,H)) représente une capacité de fonctionnement ou de continuation retenue pour l’analyse ;
(R_j(t,H)) représente une capacité de restauration ou de récupération ;
(H) précise l’horizon sur lequel les effets sont évalués.
Les composantes peuvent correspondre, selon le système étudié, à :
l’intégrité d’une limite ;
le maintien d’un gradient ;
la production énergétique ;
la synthèse de composants ;
la capacité de réparation ;
la reproduction ;
la tolérance à une contrainte ;
la restauration d’une fonction après perturbation.
Une transformation peut améliorer certaines composantes et en dégrader d’autres.
Il n’existe pas nécessairement une valeur unique permettant de classer toutes les trajectoires.
Deux états peuvent être partiellement incomparables.
Un état peut dominer un autre lorsqu’aucune dimension retenue n’est dégradée et qu’au moins une est améliorée.
Mais lorsqu’un état améliore certaines capacités et en réduit d’autres, toute comparaison globale exige une pondération supplémentaire.
Cette pondération ne découle pas nécessairement de l’organisation elle-même.
Elle peut dépendre :
de l’échelle choisie ;
de l’horizon temporel ;
de la question scientifique ;
du niveau considéré, individu, population ou écosystème ;
parfois d’un jugement externe.
Il faut donc distinguer :
la structure normative du système, constituée par les asymétries réelles de ses possibilités ;
et
l’agrégation évaluative de l’observateur, qui choisit éventuellement comment comparer plusieurs dimensions.
Le vivant peut produire ses propres contraintes organisationnelles sans produire une métrique universelle capable de hiérarchiser toutes ses trajectoires.
12. Deux axes de régulation
La distinction entre une variable assignée et une condition constitutive est utile, mais elle ne forme pas une opposition simple.
Une cible peut avoir été définie par un concepteur tout en devenant nécessaire à la continuité de l’appareil qui la régule.
Deux axes doivent être séparés.
Axe 1 : l’origine de la cible
La cible peut être :
spécifiée par un concepteur ou un utilisateur ;
issue de l’histoire interne du système ;
modifiée par apprentissage ;
héritée d’une histoire évolutive ;
produite par une combinaison de contraintes internes et externes.
Axe 2 : le rôle présent de la cible
La variable régulée peut être :
non constitutive de la continuité du régulateur ;
directement constitutive de son fonctionnement, de son renouvellement ou de sa réactivation.
Un thermostat ordinaire maintient généralement une cible spécifiée de l’extérieur et non constitutive de sa propre continuité.
Un système d’apprentissage peut produire certaines cibles internes sans que celles-ci soient nécessaires à son maintien matériel.
Un dispositif médical peut réguler une condition vitale pour un patient tout en restant extérieur à sa propre organisation.
Un robot autonome pourrait maintenir une réserve énergétique, produire certaines pièces, réparer des composants et restaurer ses fonctions selon des objectifs initialement spécifiés par ses concepteurs.
Ses cibles seraient historiquement assignées mais opérationnellement constitutives de sa continuation.
Le fait qu’une cible ait été conçue ne suffit donc pas à exclure une autonomie présente.
Les organismes sont eux-mêmes le produit d’une histoire qu’ils n’ont pas choisie.
L’histoire de conception d’un artefact ne constitue pas, à elle seule, une preuve d’hétéronomie permanente.
Le critère porte sur l’organisation actuelle.
Il faut examiner si les cibles sont effectivement intégrées à un réseau qui produit, renouvelle et régule les conditions de sa propre continuité.
13. Autonomie de premier et de second ordre
La capacité à maintenir des cibles constitutives ne représente peut-être pas le degré maximal d’autonomie.
Un système peut préserver des variables nécessaires à sa continuité sans pouvoir modifier les règles qui définissent cette continuité.
On peut alors distinguer deux niveaux.
Une autonomie de premier ordre correspond à la capacité de réguler, de maintenir ou de restaurer des conditions constitutives déjà établies.
Une autonomie de second ordre apparaît lorsqu’un système peut modifier durablement :
les variables qu’il régule ;
les priorités entre plusieurs contraintes ;
les mécanismes qui produisent ses cibles ;
les conditions selon lesquelles il réorganise son propre fonctionnement.
Un robot capable de maintenir une réserve énergétique selon une consigne programmée pourrait présenter une autonomie opérationnelle de premier ordre.
Un système capable de produire de nouvelles cibles constitutives en réponse à son histoire, sans que chacune ait été explicitement prévue, présenterait un niveau supplémentaire de plasticité organisationnelle.
Cette capacité ne constitue pas une condition nécessaire de toute vie minimale.
De nombreux organismes simples possèdent des régulations limitées.
Elle peut toutefois représenter un degré supérieur d’autonomie.
La capacité à modifier les conditions du changement ne doit pas être confondue avec la simple capacité à changer.
IV. Adaptivité et pertinence organisationnelle
14. De l’asymétrie à la pertinence
Deux niveaux doivent être distingués.
Au premier niveau, certaines transformations modifient les possibilités de continuation d’une organisation.
Cette asymétrie existe même si le système ne possède aucun mécanisme capable de détecter la transformation ou d’y répondre.
Au second niveau, l’organisation devient sensible à certaines variations.
Elle modifie alors ses dynamiques relativement aux effets que ces variations exercent sur sa continuité.
C’est à ce niveau qu’apparaît une pertinence organisationnelle.
Un état peut être défavorable à une organisation sans que celle-ci soit capable de le détecter.
Une ressource peut être disponible sans que le système puisse l’exploiter.
Une perturbation peut approcher une limite sans déclencher de réponse.
La pertinence organisationnelle apparaît lorsque les différences relatives aux possibilités de continuation influencent effectivement les dynamiques du système.
La progression peut être formulée ainsi :
une transformation modifie certaines possibilités de continuation ;
le système possède des mécanismes sensibles à une partie de cette transformation ;
cette sensibilité modifie ses réponses ;
les réponses affectent à leur tour les possibilités de maintien, de réactivation ou de transformation de l’organisation.
La pertinence organisationnelle constitue donc une élaboration de la normativité minimale.
Elle n’en est pas un simple synonyme.
15. Contribution actuelle et fonction évolutive
Le mot « fonction » peut désigner des réalités différentes.
Une structure peut contribuer actuellement à la continuité d’une organisation sans avoir été historiquement sélectionnée pour cet effet.
Il faut donc distinguer deux questions.
La contribution organisationnelle actuelle
Un processus modifie actuellement les possibilités de continuation, de régulation ou de réactivation du système.
Cette contribution peut être étudiée par perturbation.
On inhibe ou retire un processus et on observe ses conséquences.
La fonction évolutive
Un trait a été conservé au cours de l’évolution parce que certains de ses effets ont contribué à la reproduction ou à la persistance de lignées antérieures.
Cette affirmation exige une histoire évolutive.
Les deux peuvent coïncider sans être identiques.
Une structure peut avoir été sélectionnée pour une fonction et être ensuite utilisée pour une autre.
Une propriété peut contribuer à la viabilité actuelle sans avoir été sélectionnée pour cet effet.
Une organisation artificielle sans histoire évolutive peut présenter des contributions constitutives sans posséder de fonction biologique au sens historique.
La pertinence organisationnelle décrit donc une relation causale présente.
Elle ne permet pas, à elle seule, d’affirmer qu’une réponse a été sélectionnée pour produire cet effet.
16. L’adaptivité comme capacité graduelle
Une organisation adaptative ne fait pas que persister tant que les conditions restent compatibles avec son fonctionnement.
Elle peut modifier certaines de ses dynamiques lorsque son état évolue vers une réduction de ses possibilités de continuation.
La régulation thermique, les réponses métaboliques, certains mécanismes de réparation, la plasticité physiologique et plusieurs ajustements comportementaux peuvent être décrits dans ce cadre.
L’organisme n’a pas besoin de représenter consciemment un danger.
Il suffit que certaines variations déclenchent des modifications capables de préserver, restaurer ou transformer certaines conditions de fonctionnement.
L’adaptivité ne doit cependant pas être imposée comme une condition universelle de toute vie minimale.
Elle peut être rudimentaire.
Elle peut varier selon les organismes.
Elle peut être fortement réduite dans certaines phases.
Elle peut aussi se développer selon plusieurs degrés.
Une cellule simple peut modifier l’expression de certains gènes ou ajuster son métabolisme.
Un organisme complexe peut coordonner plusieurs niveaux de régulation, mobiliser des réserves, modifier durablement certaines structures et apprendre de ses expériences.
Ces différences décrivent des degrés d’élaboration de l’autonomie.
Elles n’établissent pas à elles seules une frontière entre vivant et non-vivant.
17. Habiter les contraintes
L’expression « habiter les contraintes » ne signifie pas que le vivant transforme toujours les difficultés en avantages.
Certaines contraintes sont compensées.
D’autres sont contournées.
Certaines deviennent des ressources.
Certaines imposent une réorganisation.
D’autres dépassent les capacités du système et provoquent une désorganisation irréversible.
Habiter une contrainte signifie qu’une organisation peut intégrer une partie des effets de cette contrainte à ses dynamiques de régulation, de compensation ou de transformation.
Un muscle ne répond pas isolément à une résistance.
Son adaptation dépend de relations avec le système nerveux, le squelette, la circulation, les mécanismes hormonaux et le métabolisme énergétique.
La réponse appartient à une organisation intégrée.
Le vivant ne se contente donc pas de subir toutes les contraintes de manière passive.
Il peut parfois les incorporer à une nouvelle manière de fonctionner.
Cette capacité reste limitée.
Elle dépend :
des ressources disponibles ;
de la diversité des réponses possibles ;
de la vitesse de la perturbation ;
de l’intensité de la contrainte ;
du temps nécessaire à la réorganisation.
La contrainte ne crée pas automatiquement une amélioration.
Elle révèle les marges de transformation dont dispose encore le système.
V. Trace, mémoire et apprentissage
18. De la trace physique à la mémoire fonctionnelle
Toute transformation laisse potentiellement des traces.
Une roche conserve les effets d’une pression.
Un matériau peut garder la marque d’une déformation.
Un alliage à mémoire de forme peut retrouver une configuration antérieure dans certaines conditions.
Un système physique peut présenter une hystérésis et dépendre de son histoire.
La conservation d’une trace ne suffit donc pas à définir une mémoire biologique.
Une trace devient une mémoire fonctionnelle lorsqu’elle remplit plusieurs conditions.
Elle persiste au-delà de l’événement qui l’a produite.
Elle peut modifier une réponse ultérieure.
Cette modification contribue, directement ou indirectement, à la régulation, à l’adaptation, à la reproduction ou à la continuité de l’organisation.
La fonctionnalité ne vient pas d’une intention.
Elle dépend de la relation entre la trace et les processus constitutifs du système.
Une modification moléculaire devient fonctionnelle lorsqu’elle influence une réponse future liée à la continuation, à la restauration ou à la transformation de dynamiques organisationnelles.
La trace peut rester locale.
Elle n’a pas besoin d’être interprétée par l’organisme entier.
Une modification épigénétique peut transformer l’expression de certains gènes.
Une cellule immunitaire peut conserver les effets d’une exposition antérieure.
Un réseau neuronal peut modifier durablement la probabilité d’une réponse.
Un tissu peut conserver une transformation structurelle.
La mémoire biologique peut donc être distribuée entre plusieurs niveaux.
L’histoire devient fonctionnelle lorsqu’une transformation passée modifie la manière dont l’organisation répond à une situation ultérieure.
19. De la mémoire à l’apprentissage
Une organisation apprend lorsqu’une expérience laisse une modification suffisamment durable pour transformer sa manière de répondre ultérieurement.
La séquence peut être décrite ainsi :
Transformation
→ Trace
→ Conservation
→ Réactivation
→ Modification de la réponse
→ Apprentissage
Toute mémoire ne constitue pas nécessairement un apprentissage.
Certaines traces participent au maintien d’une structure sans produire une modification adaptative identifiable.
Mais lorsqu’une expérience transforme durablement une réponse future, la mémoire devient une composante de l’apprentissage.
Cette approche permet d’envisager des formes minimales d’apprentissage sans cerveau.
Des cellules, des organismes unicellulaires ou des réseaux biologiques peuvent modifier leurs réponses en fonction de leur histoire.
Il faut toutefois éviter d’étendre automatiquement les concepts de représentation ou de conscience.
Une modification fonctionnelle n’implique pas nécessairement une image interne du monde.
Elle ne suppose pas une expérience subjective.
L’apprentissage minimal peut exister sous la forme d’une réorganisation dépendante de l’histoire.
20. Systèmes artificiels et mémoire
Certains systèmes artificiels peuvent enregistrer une histoire et modifier leurs réponses futures.
Un thermostat adaptatif peut apprendre certaines propriétés thermiques d’un bâtiment.
Un système informatique peut ajuster ses prédictions.
Un réseau artificiel peut modifier ses paramètres à partir de données antérieures.
Ces systèmes satisfont certaines dimensions de la mémoire fonctionnelle.
La distinction ne peut donc pas reposer sur la seule présence d’un apprentissage.
Une organisation artificielle peut apprendre sans produire ni renouveler les conditions de sa propre continuité.
À l’inverse, un système artificiel pourrait devenir plus autonome.
Il pourrait utiliser son histoire pour :
réguler ses conditions de fonctionnement ;
produire ou remplacer certains composants ;
modifier son architecture ;
transformer ses priorités ;
préserver les processus dont dépend sa clôture.
Dans ce cas, son origine artificielle ne suffirait plus à le distinguer du vivant.
Le cadre devrait l’évaluer selon les mêmes critères organisationnels.
VI. Continuité et transformation
21. La continuité causale sous contrainte de clôture
Le vivant ne conserve pas son unité en maintenant les mêmes composants.
Les molécules sont renouvelées.
Les cellules apparaissent, se transforment et disparaissent.
Les tissus se remodèlent.
Les relations internes évoluent.
L’identité ne peut donc pas reposer sur une substance immuable.
Une continuité causale est nécessaire.
Les transformations présentes doivent rester liées aux processus et aux structures issus de l’organisation antérieure.
Mais la continuité causale ne suffit pas.
Une flamme actuelle est causalement reliée à la flamme qui la précédait.
Un cristal en croissance prolonge une structure antérieure.
Une érosion transforme progressivement un relief.
La continuité du vivant doit donc être comprise comme une continuité causale sous contrainte de clôture.
Les transformations doivent rester liées à une organisation dont les dépendances constitutives continuent à être produites, renouvelées ou réactivées.
Une chenille devient papillon par une transformation profonde.
La continuité ne repose pas sur la conservation de chaque structure.
Elle repose sur une trajectoire au cours de laquelle les processus issus de l’organisation antérieure participent à la construction d’une nouvelle configuration capable de poursuivre une clôture organisationnelle.
La continuité causale ne constitue donc pas une échappée hors de la circularité constitutive.
Elle en décrit la dimension temporelle.
Le présent cadre ne prétend pas résoudre la question métaphysique de l’identité numérique.
Il cherche à préciser les conditions sous lesquelles une transformation peut être décrite comme la continuation organisée d’une trajectoire biologique.
VII. Cas discriminants
22. Ce que montrent les cas simples
Une flamme présente des flux, une continuité causale et une dépendance à certaines conditions.
Elle ne montre pas de réseau capable de produire ou de renouveler les contraintes nécessaires à son individuation.
Un thermostat régule une variable.
Il ne renouvelle généralement pas les composants dont dépend sa propre continuité.
Un alliage à mémoire conserve les effets d’une transformation passée.
Cette trace ne participe pas à la continuité d’une organisation auto-produite.
Ces cas montrent que la dissipation, la régulation et la dépendance à l’histoire ne suffisent pas lorsqu’elles sont prises isolément.
Ils ne constituent toutefois pas les tests les plus exigeants du cadre.
Les cas difficiles sont ceux qui possèdent déjà une partie des propriétés organisationnelles revendiquées.
23. Ensembles autocatalytiques, chimotons et protocellules
Les ensembles autocatalytiques constituent un test plus exigeant.
Certaines réactions produisent des éléments qui favorisent d’autres réactions du réseau.
Un couplage autocatalytique peut apparaître.
Le réseau participe alors à la production de plusieurs de ses propres composants.
Mais l’autocatalyse ne garantit pas l’existence d’une unité organisationnelle.
Le système peut rester dépendant de conditions locales qu’il ne maintient pas.
Il peut ne posséder aucune individuation propre.
Il peut ne pas renouveler les contraintes nécessaires à sa continuité.
L’analyse doit donc déterminer si le réseau produit seulement des molécules qui entretiennent des réactions ou s’il participe également au maintien des conditions qui l’individualisent.
Le modèle du chimoton proposé par Tibor Gánti associe plusieurs fonctions couplées :
un réseau métabolique ;
une limite membranaire ;
un système de transmission.
Son intérêt réside dans l’intégration de fonctions qui, prises isolément, ne suffisent pas.
Les protocellules artificielles posent une difficulté comparable.
Une vésicule qui s’auto-assemble n’est pas nécessairement vivante.
Une structure devient un candidat plus sérieux lorsqu’un réseau interne participe au renouvellement de sa limite et lorsque cette limite maintient les conditions du réseau.
La question du seuil reste ouverte.
Une participation très faible du réseau au maintien de la membrane suffit-elle ?
Faut-il un renouvellement presque complet ?
Quelle part de l’organisation peut résulter des propriétés spontanées du milieu ?
Ces questions ne doivent pas être résolues après observation du classement souhaité.
Les règles doivent être définies avant l’évaluation.
Le cadre doit mesurer :
la part des composants de la limite produite, recrutée ou transformée par le réseau ;
la dépendance de la limite à ces processus ;
la dépendance du réseau aux propriétés de la limite ;
le renouvellement du couplage au cours du temps ;
la capacité à rétablir ce couplage après une perturbation comparable.
La frontière entre chimie auto-organisée, proto-vie et vie minimale pourrait être graduelle.
Rien ne garantit qu’un seuil naturel unique existe.
24. Les virus
Les virus constituent un autre cas limite.
Un virion peut rester inactif pendant une longue période.
Lorsqu’il rencontre une cellule compatible, son information génétique peut participer à la production de nouveaux virus.
La capacité de réactivation ne suffit donc pas à distinguer une spore d’un virion.
La différence porte sur la nature du réseau réactivé.
Une spore conserve des structures issues de son propre réseau cellulaire.
Lorsque les conditions redeviennent favorables, elle réactive des processus métaboliques et constitutifs à partir de cette organisation conservée.
Un virion isolé ne réactive généralement pas un réseau métabolique autonome.
Il dépend de l’énergie, des systèmes de synthèse et de nombreuses fonctions de la cellule hôte.
Il ne restaure pas seul les conditions organisationnelles nécessaires à la production de nouveaux virions.
Mais cette distinction ne clôt pas le débat.
Le virus peut être considéré comme un cycle comprenant plusieurs phases.
Le virion constitue une phase de propagation.
La cellule infectée devient le lieu d’une organisation profondément transformée par les processus viraux.
Selon l’échelle retenue, l’unité pertinente peut être :
le virion ;
le cycle viral complet ;
l’organisation transitoire formée dans la cellule hôte.
Le cadre ne conduit donc pas nécessairement à déclarer tous les virus vivants ou non vivants de manière absolue.
Il précise les raisons de leur statut limite.
25. L’érythrocyte comme test de nécessité
L’hypothèse selon laquelle toute entité vivante possède une clôture doit être confrontée à des cas biologiques difficiles.
L’érythrocyte mature des mammifères constitue un candidat particulièrement intéressant.
Il est généralement considéré comme une cellule vivante.
Il maintient une membrane.
Il conserve un métabolisme énergétique.
Il régule des échanges ioniques.
Il possède une durée de vie limitée au sein de l’organisme.
Mais il ne possède plus de noyau.
Il ne renouvelle pas son génome.
Ses capacités de synthèse protéique et de remplacement de nombreux composants sont fortement réduites.
Son organisation dépend de structures produites pendant les phases antérieures de sa différenciation.
L’érythrocyte pose donc une difficulté réelle.
Plusieurs interprétations sont possibles.
La première consiste à considérer qu’il possède encore une clôture minimale grâce au maintien actif de certaines relations métaboliques et membranaires.
La deuxième consiste à le décrire comme une cellule vivante terminalement dépendante, dont une partie importante de la clôture a été héritée plutôt que renouvelée.
La troisième consiste à reconnaître que l’autonomie organisationnelle complète appartient davantage à la lignée cellulaire et à l’organisme qu’à l’érythrocyte mature isolé.
Le cadre ne doit pas sélectionner l’interprétation qui le protège.
L’érythrocyte constitue un cas préenregistré pour le test de nécessité.
Si aucune forme défendable de clôture active ou conservée ne peut être identifiée à son échelle, alors l’hypothèse selon laquelle la clôture est nécessaire à toute entité reconnue comme vivante devra être révisée ou limitée.
Ce cas joue, pour la nécessité, le rôle que les systèmes chimiques auto-organisés jouent pour la suffisance.
VIII. Localité d’échelle et individualité
26. Le domaine principal d’application
Le cadre possède son pouvoir discriminant le plus fort lorsque l’unité organisationnelle est relativement identifiable.
La cellule constitue le cas de référence.
Elle possède une limite opérationnelle.
Les flux de production peuvent être cartographiés.
Les relations entre membrane, métabolisme et synthèse peuvent être étudiées.
Les effets des perturbations peuvent être mesurés.
Le cadre s’applique également aux organismes multicellulaires, à condition de reconnaître que plusieurs niveaux de clôture y sont emboîtés.
Son extension aux entités supra-organismales reste plus exploratoire.
Un réseau mycorhizien relie plusieurs organismes.
Une symbiose obligatoire peut rendre plusieurs espèces mutuellement dépendantes.
Un holobionte associe un hôte et des communautés microbiennes participant à son fonctionnement.
Une colonie clonale peut intégrer plusieurs unités spécialisées.
Les siphonophores possèdent des éléments dont l’autonomie est fortement réduite au profit de l’ensemble.
Les écosystèmes organisent des flux, conservent des traces de leur histoire et se réorganisent après des perturbations.
Mais leur individuation est souvent plus difficile à établir.
Le présent cadre est donc prioritairement une théorie de l’autonomie à l’échelle cellulaire et organismique.
Son extension aux niveaux supra-organismaux ne doit pas être supposée.
Elle doit être démontrée séparément.
27. Clôtures emboîtées et niveaux d’autonomie
Lorsque plusieurs unités possèdent leurs propres clôtures, leur couplage peut produire une organisation collective.
Il faut alors déterminer si une nouvelle clôture apparaît réellement à l’échelle supérieure.
Un simple échange entre unités ne suffit pas.
Une interdépendance forte ne suffit pas nécessairement.
Une unité collective devient un candidat à un niveau d’autonomie supérieur lorsque :
certaines fonctions constitutives ne peuvent plus être attribuées à une seule sous-unité ;
les sous-unités participent à la production ou au renouvellement de conditions nécessaires à la continuité de l’ensemble ;
l’ensemble possède une individuation opérationnelle propre ;
certaines perturbations sont régulées ou restaurées à l’échelle collective ;
la suppression du couplage détruit des fonctions constitutives qui n’existent qu’au niveau supérieur.
Ces critères permettent de distinguer :
une association ;
une dépendance écologique ;
une symbiose fortement intégrée ;
une organisation collective présentant une autonomie émergente.
Lorsque plusieurs clôtures se superposent, il n’est pas toujours nécessaire de choisir une seule « véritable » unité.
Plusieurs niveaux d’autonomie peuvent coexister.
L’individualité biologique peut être emboîtée.
La question devient alors :
À quelle échelle chaque capacité est-elle produite, renouvelée et régulée ?
IX. Évolution et statut du vivant
28. Un vivant sans lignée ?
Le cadre adopté ici place l’organisation au socle.
L’évolution n’est pas utilisée comme critère initial de l’individu vivant.
Un organisme stérile reste vivant.
Une cellule qui ne se reproduit plus immédiatement peut conserver une organisation, un métabolisme et des capacités de régulation.
Mais cette remarque ne résout pas entièrement le problème.
De nombreuses théories considèrent l’appartenance à une lignée capable de variation héréditaire comme constitutive de la catégorie « vivant », même lorsque chaque individu ne se reproduit pas.
Le cadre organisationnel présenté ici prend un engagement différent.
Il détache, au moins en principe, le prédicat vivant de l’appartenance nécessaire à une lignée antérieure.
Un exemplaire unique, sans ascendance biologique et sans descendance, pourrait être considéré comme vivant s’il réalisait effectivement une clôture et maintenait les conditions de sa continuité.
Cette conséquence est assumée.
Elle ouvre la possibilité d’une vie artificielle n’ayant pas émergé d’une lignée évolutive.
Elle distingue deux questions :
Qu’est-ce qu’une organisation vivante ?
et
Qu’est-ce qu’une lignée évolutive ?
Ces questions sont liées sans être identiques.
L’approche organisationnelle cherche à expliquer comment une unité produit et renouvelle les conditions de son autonomie présente.
L’approche évolutionnaire cherche à expliquer comment des lignées héritent, varient et se transforment au fil des générations.
Une théorie complète du vivant doit articuler ces dimensions.
Mais leur articulation ne doit pas masquer le choix du présent cadre.
29. L’évolution comme historicité transgénérationnelle
L’évolution ajoute une dimension que l’organisation individuelle ne suffit pas à expliquer.
La reproduction permet à certaines structures, informations et contraintes développementales de traverser les générations.
Les variations héritables modifient les possibilités de développement, de régulation et d’adaptation des descendants.
Il faut donc distinguer plusieurs temporalités.
À court terme, la régulation modifie certaines réponses.
Au cours de la vie, la plasticité et l’apprentissage transforment durablement l’organisation.
À travers les générations, l’évolution modifie les structures héritables et les possibilités de variation future.
Ces niveaux interagissent sans être équivalents.
L’histoire individuelle ne se confond pas avec l’histoire évolutive.
Une modification acquise au cours de la vie n’est pas automatiquement transmise.
Une contribution organisationnelle actuelle n’est pas nécessairement une fonction sélectionnée.
Une théorie organisationnelle ne remplace donc pas la biologie évolutionnaire.
Elle décrit une autre dimension du problème.
X. Conditions de mise à l’épreuve
30. Nécessité et suffisance
Le cadre peut être évalué selon deux hypothèses distinctes.
Hypothèse de nécessité
Toute organisation reconnue comme vivante doit présenter, à une échelle pertinente, une clôture active ou conservée permettant la production, le renouvellement ou la réactivation des conditions nécessaires à sa continuité.
Cette hypothèse serait mise en difficulté si un système vivant reconnu ne présentait aucune organisation de ce type.
L’érythrocyte mature constitue un cas adverse préenregistré.
Le cadre ne pourra pas écarter sa difficulté par la seule affirmation qu’une clôture doit exister à une autre échelle.
Le changement d’échelle devra être justifié par des dépendances observables.
Hypothèse de suffisance
Une organisation présentant une clôture, une individuation opérationnelle et une continuité propre constitue une forme minimale de vivant.
Cette hypothèse ne doit pas être protégée par une reclassification automatique des contre-exemples.
Des témoins non vivants doivent être définis avant l’analyse.
Les résultats attendus et les conditions de réfutation doivent également être annoncés.
Si un système non vivant de référence satisfait l’ensemble des critères préenregistrés, le cadre devra reconnaître que ses conditions sont insuffisantes pour reproduire la frontière étudiée.
Une extension révisionnaire du concept de vie pourra ensuite être défendue.
Mais cette extension constituera une nouvelle thèse.
Elle ne pourra pas être comptée comme une confirmation du test initial.
31. Panel préenregistré et prédictions
Le panel suivant constitue une proposition de départ.
Les prédictions portent sur la présence attendue des dimensions organisationnelles avant l’analyse détaillée.
| Système | Individuation opérationnelle | Production interne de composants constitutifs | Renouvellement de la limite | Clôture attendue | Statut attendu |
|---|---|---|---|---|---|
| Jardin chimique minéral | Partielle | Non | Non | Absente | Non vivant |
| Système de réaction-diffusion | Faible ou contextuelle | Non | Non | Absente | Non vivant |
| Réseau autocatalytique dans un réacteur à flux | Dépend du réacteur | Partielle | Non | Absente ou incomplète | Non vivant ou proto-organisation |
| Vésicule lipidique passive | Oui | Non | Non | Absente | Non vivant |
| Système mécanique fortement couplé et auto-lubrifiant | Oui | Non ou externe | Non | Absente | Non vivant |
| Bactérie en croissance | Oui | Oui | Oui | Présente | Vivant |
| Cellule eucaryote | Oui | Oui | Oui | Présente | Vivant |
| Spore viable | Oui | Suspendue | Suspendu | Conservée | Vivant latent |
| Cellule synthétique minimale | Oui | À mesurer | À mesurer | Cas test | Indéterminé avant analyse |
| Érythrocyte mature | Oui | Faible et partielle | Faible | Cas test de nécessité | Indéterminé |
Les prédictions ne suffisent pas.
Une règle de décision doit être fixée avant l’analyse.
Une clôture ne sera pas attribuée sur la seule présence d’une dépendance.
Elle exigera des preuves convergentes montrant que :
plusieurs composants ou contraintes nécessaires à l’unité sont produits, transformés ou renouvelés par des processus appartenant au système ;
ces composants ou contraintes contribuent en retour à la continuation de ces processus ;
l’individuation du système permet d’attribuer ces flux à l’unité plutôt qu’à une infrastructure extérieure ;
les relations sont maintenues dans le temps ou réactivables selon un protocole préenregistré.
Le seuil quantitatif exact dépendra des méthodes de mesure.
Il devra être fixé avant la comparaison finale et appliqué sans modification à tous les systèmes relevant du même protocole.
Aucun seuil ne pourra être déplacé après observation pour préserver le classement attendu.
Conclusion
La proposition développée ici ne décrit pas plusieurs propriétés indépendantes placées sur un même niveau.
Elle distingue un socle organisationnel et plusieurs dimensions supplémentaires.
Le socle repose sur une clôture active ou conservée.
Dans une clôture active, certains processus participent actuellement à la production ou au renouvellement des composants et des contraintes nécessaires à leur propre continuation.
Dans une clôture conservée, l’activité peut être fortement réduite, mais l’organisation nécessaire à la réactivation de ces processus reste présente relativement à une classe définie d’environnements compatibles.
Cette formulation contient une circularité constitutive.
Les processus définissent l’unité qu’ils contribuent à renouveler, tandis que l’unité permet d’identifier les processus qui lui sont constitutifs.
Cette circularité n’est pas supprimée.
Elle est contrôlée par la comparaison de plusieurs délimitations, l’étude des flux de production et la mise à l’épreuve des dépendances.
La clôture ne doit pas être confondue avec l’auto-assemblage, l’autocatalyse, la robustesse ou la récupérabilité.
Un système fortement couplé peut transmettre les effets d’une perturbation sans produire les éléments dont dépend sa continuité.
Un système peut être auto-producteur mais fragile.
Une organisation dormante peut présenter peu d’activité actuelle tout en conservant une possibilité de réactivation.
Un système robuste peut absorber certaines perturbations sans produire ses propres composants.
Ces différences doivent rester séparées.
Parce qu’une organisation dépend de conditions limitées, les transformations qu’elle rencontre ne sont pas équivalentes relativement à sa continuation.
Cette asymétrie constitue une normativité minimale.
Elle ne désigne ni une intention, ni une valeur absolue, ni une finalité consciente.
Elle découle des relations constitutives du système.
Notre accès à cette normativité dépend toutefois d’une échelle, d’un horizon temporel et d’indicateurs choisis.
La norme est endogène dans son origine causale.
Son étude reste épistémiquement indexée.
Cette normativité est multidimensionnelle.
Une transformation peut préserver certaines capacités tout en en réduisant d’autres.
Le vivant ne produit pas nécessairement une mesure unique permettant de hiérarchiser toutes ses trajectoires.
L’adaptivité apparaît lorsque certaines différences affectant les possibilités de continuation modifient effectivement les réponses du système.
La pertinence organisationnelle décrit cette relation causale présente.
Elle doit être distinguée de la fonction évolutive, qui nécessite une histoire de sélection.
La mémoire apparaît lorsque des événements passés laissent des traces capables de modifier des réponses futures.
L’apprentissage apparaît lorsque cette dépendance à l’histoire transforme durablement la manière de répondre.
L’évolution ajoute une dimension transgénérationnelle lorsque certaines variations deviennent héritables et modifient les trajectoires des lignées.
Le cadre assume qu’une organisation unique, sans ascendance ni descendance, pourrait être considérée comme vivante si elle réalisait effectivement une clôture.
Cette conséquence distingue l’autonomie présente de l’appartenance à une lignée évolutive.
Dans cette perspective, un candidat minimal au vivant ne serait ni une structure qui s’assemble spontanément, ni un réseau simplement autocatalytique, ni un système dont les composants sont uniquement interdépendants.
Il serait une organisation matériellement ouverte dans laquelle :
certains processus produisent, transforment ou renouvellent une partie des composants et des contraintes nécessaires à leur continuation ;
une individuation opérationnelle permet de distinguer cette organisation de son environnement ;
cette individuation maintient des conditions nécessaires au fonctionnement du réseau ;
le réseau participe, en retour, à la production, à l’entretien ou au renouvellement des conditions de cette individuation ;
les relations constitutives peuvent rester actives ou être conservées sous une forme latente ;
la robustesse, la régénération, la récupérabilité, l’adaptation et la mémoire peuvent varier selon des dimensions distinctes.
Cette caractérisation ne garantit pas qu’une frontière unique existe entre l’inerte, la proto-vie et le vivant.
Elle propose un cadre pour étudier des degrés et des formes d’autonomie sans réduire la vie à une accumulation de complexité.
Le vivant ne persiste pas en restant identique.
Il conserve une continuité lorsque ses transformations continuent à produire, renouveler ou réactiver les conditions qui rendent encore sa propre transformation possible.
Annexe méthodologique
Programme de mise à l’épreuve du cadre organisationnel
A.1. Objet de l’annexe
Cette annexe ne constitue pas une preuve du cadre.
Elle décrit les conditions minimales d’un programme expérimental capable de le mettre à l’épreuve.
Elle vise à éviter plusieurs confusions :
dépendance et auto-production ;
compensation et régénération ;
activité et latence ;
robustesse et récupérabilité ;
classification attendue et décision révisée après observation.
A.2. Identification des unités candidates
L’analyse commence par plusieurs délimitations possibles.
Aucune frontière ne doit être considérée comme acquise avant l’étude.
Pour chaque unité candidate, il faut préciser :
l’échelle spatiale ;
l’échelle temporelle ;
les composants inclus ;
les flux traversant la frontière ;
les processus supposés internes ;
les fonctions assurées par l’environnement.
Les délimitations seront comparées selon leur capacité à expliquer :
les flux de production ;
les dépendances réciproques ;
le renouvellement des composants ;
la continuité temporelle ;
la restauration après perturbation.
A.3. Cartographie des flux de production
Pour chaque composant supposé constitutif, il faut déterminer :
son origine matérielle ;
les précurseurs importés ;
les transformations réalisées par le système ;
sa vitesse de renouvellement ;
les processus nécessaires à sa production ;
les fonctions auxquelles il contribue.
Une dépendance ne sera pas considérée comme une production.
Le fait qu’un composant soit nécessaire au système ne démontre pas que le système participe à son renouvellement.
A.4. Perturbations comparables
Les perturbations doivent être définies avant l’expérience.
Une comparaison fondée sur la même quantité de matière retirée n’est pas nécessairement valide.
La commensurabilité sera principalement fonctionnelle.
Les perturbations pourront être normalisées par :
la réduction d’une fraction d’un flux ;
l’inhibition d’une proportion de l’activité initiale ;
la perte d’une fraction de surface fonctionnelle ;
la diminution d’une capacité mesurable ;
la suppression contrôlée d’une partie d’un composant distribué.
La règle devra être appliquée de manière identique au candidat et aux témoins relevant du même protocole.
A.5. Mesure de la régénération
Soit :
(F_0), la valeur fonctionnelle avant perturbation ;
(F_{}(p)), la valeur immédiatement après une perturbation normalisée de magnitude (p) ;
(F(p,t)), la valeur mesurée au temps (t).
La fraction de fonction restaurée peut être décrite par :
[ G(p,t) = ]
pour :
[ F_0 F_{}(p) ]
L’interprétation générale est la suivante :
[ G(p,t)=0 ]
indique qu’aucune restauration de la fonction perdue n’a été observée.
[ 0<G(p,t)<1 ]
indique une restauration partielle.
[ G(p,t)=1 ]
indique un retour au niveau fonctionnel initial.
[ G(p,t)>1 ]
indique un dépassement du niveau initial, qui doit être rapporté comme une surcompensation et non ramené artificiellement à un.
Cette fonction ne mesure pas à elle seule une clôture.
Elle doit être interprétée avec :
les flux normaux de production ;
le renouvellement spontané des composants ;
l’origine interne ou externe de la restauration ;
la reconstruction éventuelle du couplage organisationnel.
A.6. Récupérabilité intrinsèque et assistée
La récupérabilité intrinsèque correspond à une restauration produite par les dynamiques du système dans un environnement compatible.
La récupérabilité assistée implique une intervention extérieure qui :
remplace une fonction ;
ajoute une structure ;
répare directement un composant ;
fournit un mécanisme normalement produit par le système.
Les deux doivent être rapportées séparément.
Une reconstruction extérieure ne démontre pas une capacité interne de récupération.
A.7. Test de la clôture conservée
Une organisation inactive sera évaluée relativement à une classe d’environnements de réactivation définie avant l’expérience.
Le protocole devra préciser :
les conditions physiques ;
les ressources disponibles ;
les signaux de réactivation ;
la durée d’observation ;
les marqueurs attendus ;
les critères de reprise organisationnelle.
La simple reprise d’un signal isolé ne suffira pas nécessairement.
La réactivation devra concerner plusieurs processus reliés à la reprise de la clôture.
L’échec d’un essai diminuera la plausibilité d’une clôture conservée dans les conditions testées.
Il ne démontrera pas une impossibilité dans toute condition concevable.
A.8. Évaluation multidimensionnelle
Le profil normatif ne sera pas réduit à un score unique sans justification supplémentaire.
Pour un système (S), à un moment (t) et sur un horizon (H), on utilisera :
[ _S(t,H) = ( C_1, C_2, , C_m, R_1, R_2, , R_n ) ]
Les composantes devront être définies avant l’analyse.
Une pondération globale ne sera appliquée que si sa justification est explicitement distincte des propriétés observées.
L’absence de score global ne constitue pas une lacune lorsque les dimensions sont réellement incompatibles.
Elle peut refléter la structure multidimensionnelle de l’organisation.
A.9. Critères de niveaux d’autonomie
Les résultats pourront être décrits selon plusieurs niveaux.
Niveau 0 : auto-organisation physique
Le système produit une forme ou un motif sans produire les conditions de sa propre continuité.
Niveau 1 : couplage autocatalytique
Le réseau participe à la production de certains de ses composants sans individuation organisationnelle suffisante.
Niveau 2 : clôture minimale
Le réseau participe à la production ou au renouvellement de composants constitutifs et à l’entretien d’une individuation opérationnelle.
Niveau 3 : autonomie régulée
Le système modifie certaines dynamiques relativement à ses conditions de continuation.
Niveau 4 : autonomie historique
Des traces du passé modifient durablement des réponses futures.
Niveau 5 : autonomie de second ordre
Le système modifie certaines règles, priorités ou cibles qui organisent ses propres transformations.
Ces niveaux ne constituent pas nécessairement une échelle linéaire.
Un système peut présenter un profil inégal.
A.10. Règle de décision et préenregistrement
Avant l’analyse finale, le protocole devra annoncer :
les témoins ;
les prédictions ;
les variables ;
les seuils instrumentaux ;
les effets minimaux retenus ;
les durées ;
les règles de perturbation ;
les critères de clôture.
Une clôture ne sera pas attribuée sur la seule présence d’une dépendance.
Elle exigera des preuves convergentes montrant que :
plusieurs composants ou contraintes nécessaires à l’unité sont produits, transformés ou renouvelés par le système ;
ces composants contribuent en retour à la continuation du réseau ;
une individuation opérationnelle permet d’attribuer les flux à l’unité étudiée ;
les relations constitutives sont maintenues dans le temps ou réactivables selon les conditions annoncées.
Les seuils quantitatifs devront être fixés avant la comparaison finale.
Ils pourront dépendre des méthodes de mesure.
Ils ne pourront pas être déplacés après observation pour préserver le classement attendu.
A.11. Conditions de révision
Le cadre devra être révisé si :
un vivant reconnu ne présente aucune clôture défendable à une échelle empiriquement justifiée ;
un système non vivant préenregistré satisfait l’ensemble des critères sans qu’une fonction essentielle ait été externalisée hors de l’unité étudiée ;
la distinction entre auto-assemblage et clôture ne peut pas être opérationnalisée sans ajustement au cas par cas ;
les seuils nécessaires au classement changent systématiquement selon le résultat attendu ;
la sélection de l’échelle détermine entièrement le verdict sans critère permettant de comparer les délimitations.
Une modification de la notion de vie reste possible.
Mais une redéfinition du concept ne devra pas être présentée comme la confirmation du test qu’elle remplace.
A.12. Portée du programme
Le protocole ne prétend pas fournir immédiatement une mesure universelle de la vie.
Il cherche à transformer des notions théoriques en questions empiriques comparables.
Son objectif est de déterminer :
ce que le système produit ;
ce qu’il reçoit ;
ce qu’il renouvelle ;
ce qu’il peut restaurer ;
ce qu’il conserve de son histoire ;
à quelle échelle ces capacités forment une unité.
La question ne devient donc plus seulement :
Ce système est-il vivant ?
Elle devient aussi :
Quelle forme d’autonomie réalise-t-il, à quelle échelle, par quels processus et avec quelles limites ?