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Les sept piliers de la vie

Qu'est-ce que la vie ? Les ancêtres des premiers êtres unicellulaires qui ont peuplé la Terre il y a près de 4 milliards d'années étaient sans doute des molécules capables de transmettre de l'information chimique et de se reproduire. Était-ce vraiment de la vie ? Pour les biologistes, la réponse n'est pas simple. Et la question prend d'autant plus importance en ce début de siècle où la chasse à une hypothétique vie extraterrestre est plus ouverte que jamais. Le Figaro publie une réflexion du biochimiste Daniel Koshland, en partenariat avec la revue américaine Science qui en divulgue la version originale dans sa dernière édition (22 mars 2002). Quelle est la définition de la vie ? Je me souviens d'un congrès scientifique d'élites cherchant une réponse à cette question. « L'aptitude à se reproduire, telle est la caractéristique fondamentale de la vie », a déclaré un éminent scientifique. Chacun a approuvé d'un signe de tête, jusqu'à ce qu'une petite voix se fasse entendre. « Alors un lapin isolé est mort. Deux lapins, un mâle et une femelle, sont vivants, mais pris isolément ils sont morts. »

A ce stade, nous sommes tous convaincus que, bien que nous sachions ce qu'est la vie, il n'en existe pas de définition simple. Je crois cependant qu'il est possible de définir les piliers fondamentaux sur lesquels repose la vie telle que nous la connaissons. Par piliers, j'entends les principes essentiels de fonctionnement d'un système vivant, en termes d'énergie et de mouvement. L'intérêt actuellement porté à la recherche de formes de vie dans les autres galaxies et à la création de la vie dans des systèmes artificiels donne à penser qu'il serait bon d'étudier ces piliers, comment ils fonctionnent et pourquoi ils sont essentiels à la vie. Le premier pilier de la vie est un programme. J'entends par là un plan organisé qui décrit les ingrédients et aspects cinétiques des interactions entre les ingrédients qui perpétuent le système vivant. Pour les systèmes vivants que nous observons sur Terre, ce programme est naturellement exécuté par l'ADN qui code les gènes des organismes terrestres et qui est reproduit de génération en génération, avec certes de petits changements, sans pour autant affecter le plan général. Le second pilier est l'improvisation. Comme un système vivant est inévitablement une petite fraction de l'univers global dans lequel il existe, il ne peut contrôler tous les changements et vicissitudes auxquels l'environnement sera exposé et doit donc avoir un moyen de modifier son programme. Si, par exemple, à une période de climat chaud succède une ère glaciaire qui rend le programme moins efficace, le système devra modifier son programme pour survivre. Sur Terre, nous procédons pour cela à des mutations de notre ADN. Le troisième pilier est le cloisonnement. Tous les organismes que l'on considère vivants sont confinés à un volume limité, entouré d'une surface que l'on appelle membrane ou peau, qui maintient les ingrédients dans un volume défini et empêche les éléments chimiques délétères, c'est-à-dire toxiques ou diluants, de pénétrer à l'intérieur de ce volume. Le quatrième pilier de la vie est l'énergie. La vie telle que nous la connaissons implique le mouvement des agents chimiques, de l'organisme, des éléments de l'organisme. Ce doit être un système ouvert, qui reçoit de l'énergie de sources extérieures comme le Soleil, mais aussi un système métabolisant, capable de transformer l'énergie en « combustible » pour l'organisme. Le cinquième pilier est la régénération. Étant donné qu'un système métabolisant réagit constamment, il subira inévitablement des pertes dues à la fatigue des matériaux. Il doit donc y avoir un système de régénération pour compenser ces pertes. Un exemple est la reconstitution constante des protéines dans les tissus vivants sujets à une usure normale. Le système de régénération s'use lui-même et ralentit au fil du temps ; c'est ce qu'on appelle le vieillissement. Le système vivant que nous connaissons a trouvé un moyen subtil de perfectionner le processus de régénération : en repartant à zéro. Cela peut se caractériser par la division d'une cellule, comme dans le cas de la bactérie E. coli, ou la naissance d'un enfant, comme dans le cas de l'Homo sapiens. Le sixième pilier est l'adaptabilité. Par exemple, un être humain qui met la main au feu connaît une expérience douloureuse, mais l'individu doit immédiatement retirer sa main du feu pour éviter une blessure permanente. Cette réaction comportementale à la douleur est essentielle à la survie ; c'est une réaction fondamentale des systèmes vivants appelée rétroaction. Enfin, le septième et dernier pilier, mais non le moindre, est l'isolement. Il est essentiel, pour un système métabolisant dans lequel de nombreuses réactions se produisent en même temps, d'empêcher les agents chimiques d'un processus réactionnel d'être métabolisés par les catalyseurs d'une autre réaction. Notre système vivant procède en utilisant une propriété fondamentale de la vie, la spécificité des enzymes qui n'agissent que sur les molécules pour lesquelles elles ont été conçues et ne sont pas perturbées par les collisions avec diverses molécules provenant d'autres réactions. Ces sept piliers de la vie ne sont pas forcément parfaits et peuvent être améliorés. L'oeil par exemple, peut s'adapter à différents niveaux de lumière extérieure allant d'un pâle clair de lune au soleil brillant, alors que les autres organes du corps humain ont une faculté d'adaptation moindre. On pourrait envisager d'améliorer d'autres organes (les poumons, les reins, la rate, etc.) pour leur permettre de mieux fonctionner et atténuer ainsi les effets du vieillissement. Supposons que les molécules de l'organisme aient de meilleurs systèmes de rétroaction, de sorte que la dégradation progressive liée au vieillissement serait constamment corrigée. La mort et la nécessité de repartir à zéro disparaîtraient alors. Cela poserait un problème cependant, car le fait de repartir à zéro (la mort et la naissance) permet d'improviser (mutation de l'ADN), ce qui est l'un des piliers de la vie.

Figaro : http://www.lefigaro.fr/sciences/20020323.FIG0151.html

Science du 22-03-02 : "Les sept piliers de la vie " :

http://www.sciencemag.org/cgi/content/summary/295/5563/2215

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