renversement

Une singularité, c’est une zone dans laquelle les équations ne fonctionnent plus, donnent des résultats infinis ou aberrants. C’est le cas […] au voisinage du Big Bang ainsi qu’au centre des trous noirs, mais aussi […] au voisinage de la vitesse de la lumière. C’est d’ailleurs ce qui fait dire qu’il ne peut y avoir de vitesse supérieure dans notre Univers. Or ce n’est pas tout à fait vrai. Si on imagine des tachyons, des particules plus rapides que la lumière, les équations de la relativité se remettent à fonctionner normalement, à condition d’inverser les propriétés des dimensions. Pour un observateur tachyonique, le temps serait "du genre espace", on le verrait dans son ensemble comme on contemple un paysage, tandis que l’espace serait "du genre temps", interdisant de voir le bout de ses doigts ni où l’on met les pieds.

Auteur: Anonyme

Info: Dans "Les magiciens du nouveau siècle", page 39

[ temps-espace ] [ anomalie ] [ inversion ] [ microcosme ] [ macrocosme ]

description météorologique

On signalait une dépression au-dessus de l'Atlantique ; elle se déplaçait d'est en ouest en direction d'un anticyclone situé au-dessus de la Russie, et ne manifestait encore aucune tendance à l'éviter vers le nord. Les isothermes et les isothères remplissaient leurs obligations. Le rapport de la température de l'air et de la température annuelle moyenne, celle du mois le plus froid et le mois le plus chaud, et ses variations mensuelles apériodiques, était normal. Le lever, le coucher du soleil et de la lune, les phases de la lune, de Vénus et de l'anneau de Saturne, ainsi que nombre d'autres phénomènes importants, étaient conformes aux prédictions qu'en avaient faites les annuaires astronomiques. La tension de vapeur dans l'air avait atteint son maximum, et l'humidité relative était faible. Autrement dit, si l'on ne craint pas de recourir à une formule démodée, mais parfaitement judicieuse : c'était une belle journée d'août 1913.

Auteur: Musil Robert

Info: Dans "L'homme sans qualités", tome 1, trad. Philippe Jaccottet, éditions du Seuil, 1957, page 15

[ microcosme-macrocosme ]

digestion

Dans l’estomac, la production importante d’acide diminue la prolifération d’un grand nombre de bactéries dans ce dernier et dans l’intestin grêle (ou "petit intestin"). Puis, dans le gros intestin, la fermentation des glucides commence dans la partie ascendante (à votre droite). On parle ici de flore de fermentation et c’est là qu’on retrouve la majorité des bactéries "bénéfiques". Plus loin, dans la partie descendante (à votre gauche), le pH diminue, c’est là que se fera la majeure partie de la fermentation des protéines. Cette fermentation peut produire des toxines et des molécules cancérigènes. C’est également ici qu’on retrouvera le plus de bactéries potentiellement pathogènes. On parle alors de flore de putréfaction. Il y a donc une cohabitation constante entre deux flores dans l’intestin dont l’équilibre est assuré par notre organisme. Tout d’abord de manière indirecte : lorsque l’alimentation est adaptée (fibres fermentables), les bactéries de la flore de fermentation prolifèrent, repoussant ainsi la flore de putréfaction. Puis de manière directe : si l’alimentation entraîne une prolifération de la flore de putréfaction, l’activité locale du système immunitaire augmente et l’organisme tente d’abaisser le pH localement afin d’éviter le développement des mauvaises bactéries. Il peut également accélérer le transit dans le but de les éliminer. C’est pourquoi une trop faible consommation de fibres peut provoquer aussi bien une constipation (phénomène mécanique) qu’une diarrhée (par manque de bonnes bactéries).

Auteur: Venesson Julien

Info: Dans "Nutrition de la force", pages 33-34

[ flore intestinale ] [ microbiote ] [ gastro-entérite ] [ dysenterie ] [ tourista ] [ chiasse ]

analogies

Ce que ces deux sciences de l'identification et de la mémoire (recognition), l'évolution et l'immunologie, ont en commun ne se retrouve pas dans les systèmes non biologiques tels que les étoiles "en évolution". Ces systèmes physiques peuvent être expliqués en termes de transfert d'énergie, de dynamique, de causes et même de "transfert d'informations". Mais ils ne présentent pas de répertoires de variantes prêtes à interagir par sélection pour donner une réponse démographique selon un principe héréditaire. L'application d'un principe sélectif dans un système d'identification et de mémoire (recongnition) ne signifie pas nécessairement que les gènes doivent être impliqués, mais simplement que tout état résultant de la sélection est fortement corrélé dans sa structure avec celui qui l'a engendré et que cette corrélation continue à se propager. Il est aussi inexact aussi de dire que la sélection ne peut pas introduire des variations elle-même. Mais une constance ou une "mémoire" des événements sélectionnés est nécessaire. Si les changements sont si rapides que ce qui a été sélectionné ne peut émerger dans la population ou est détruit, un tel  système d'identification et de mémoire (recognition) ne survivra pas. La physique en tant que science dure ne traite pas de tels systèmes de reconnaissance (recognition), qui sont par nature des structures biologiques avec continuité historique. Mais toutes les lois de la physique s'appliquent néanmoins aux systèmes d'identification et de mémoire (recognition).

Auteur: Edelman Gerald Maurice

Info: Bright and Brilliant Fire, On the Matters of the Mind (1992), 79

[ macrocosme ] [ microcosme ] [ organique ] [ inorganique ] [ tétravalence ]

perception

Le motif de la forme surgit bien entendu au cours d'une discussion sur l'individualité des "objets réels". Schrödinger donne l'exemple d'un presse-papier métallique en forme de chien danois, qu'il a dû abandonner en Autriche en 1938 et qu'il a seulement récupéré en 1947 en Irlande. "Je suis tout-à-fait sûr que c'est le même chien, affirme-t-il (...) mais pourquoi en suis-je si sûr ?". Ce ne peut être, répond Schrödinger, qu'en raison de la permanence de sa forme qui le rend re-connaissable. L'assimilation du principe d'individuation à la forme est cependant associée à une difficulté majeure que Schrödinger effleure à peine dans le passage sur le chien danois, mais sur laquelle nous serons forcés de revenir à propos du cas des particules élémentaires. Une forme ne définit jamais, en première instance, qu'une espèce : par exemple, celle des chiens danois métalliques de même "modèle". Sur le seul critère de sa forme, le chien danois retrouvé par Schrödinger pourrait parfaitement ne pas être le même exemplaire que celui qu'il a laissé en Autriche neuf ans auparavant, mais un autre exemplaire du même "type". La solution bien connue à ce problème consiste à apposer sur la forme une détermination ultimement individuante, une "haeccéité" selon le vocabulaire de Duns Scot. Telle rayure, tel défaut, telle patine reconnaissable entre toutes, pourraient suffire à faire identifier un exemplaire de chien danois parmi beaucoup d'autres copies. Ce n'est pourtant pas cette issue que choisit Schrödinger, et nous pouvons deviner pourquoi, par référence au problème physique dont il cherche la solution : aucune détermination additionnelle par rapport à la forme générale ne peut être invoquée pour distinguer un proton d'un autre proton, un électron d'un autre électron.

Auteur: Bitbol Michel

Info: "Esquisses, forme et totalité (Schrödinger et le concept d'objet)", in "Erwin Schrödinger, philosophy and the birth of quantum mechanics", éd. Frontières, p.58

[ philosophie ] [ singularité matérielle ] [ microcosme-macrocosme ] [ choix d'un argument ] [ apparences ] [ analogies ] [ précision ]

mondes du dessous

En géologie, le terme "monde souterrain" peut faire référence à des espaces souterrains tels que des grottes, des cavernes ou des réseaux d'eau souterrains. Ces domaines cachés existent sous la surface de la Terre et sont étudiés pour comprendre les formations géologiques, les systèmes d'eau souterraine ou les habitats des espèces souterraines.

En astronomie, le concept d'infra-monde souterrain métaphoriquement à des régions situées sous l'univers observable, comme d'hypothétiques univers parallèles ou des dimensions qui restent invisibles ou inaccessibles pour nous.

Dans les contextes religieux ou mythiques, le concept d'inframonde souterrain fait souvent référence à un royaume ou à un lieu associé à l'au-delà, généralement séparé du monde des vivants. Cette croyance est répandue dans diverses cultures et religions, comme l'Hadès de la mythologie grecque, l'Hel de la mythologie nordique ou le concept de Naraka dans l'hindouisme et le bouddhisme. Dans les approches religieuses imaginaires, ce monde d'en-dessous est souvent dépeint comme un lieu où les âmes des défunts se rendent après la mort, subissant un jugement ou une punition en fonction de leurs actes durant leur vie.

Il est important de noter que les interprétations scientifiques et religieuses-imaginaires du terme "monde souterrain" diffèrent considérablement. Alors que la science cherche à expliquer les phénomènes naturels par des preuves empiriques et l'observation, les croyances religieuses ou mythiques sont basées sur la foi, les expériences spirituelles ou les traditions culturelles.

Métaphoriquement, le monde d'en dessous et le nanomonde partagent des similitudes en termes de nature cachée, mystérieuse et invisible. Tout comme on imagine un royaume caché sous la surface, le nanomonde représente un monde secret qui existe à une échelle beaucoup plus petite que celle que nous pouvons observer, hors de portée de notre perception normale et nécessitant des outils et des techniques spécialisés pour être explorés et compris.

En outre, inframonde et nanomonde sont souvent associés à la notion de découverte et de mise au jour de connaissances inédites. Dans de nombreuses mythologies, l'exploration de ce monde "au-dessous" était considérée comme un voyage permettant de comprendre les mystères de la vie, de la mort et de l'au-delà. De même, l'exploration du nano-monde permet aux scientifiques et aux chercheurs d'explorer et de manipuler la matière au niveaux atomique et moléculaire, ce qui conduit à de nouvelles découvertes et à des avancées dans divers domaines, notamment la médecine, l'électronique, la science des matériaux et bien d'autres encore.

Il est important de noter que ce lien entre cet underworld et le micro-monde est une interprétation allégorique, qui souligne les similitudes de leur nature cachée et le besoin d'exploration et de recherche plutôt qu'une compréhension scientifique ou religieuse littérale.

Auteur: Chatgpt3.5

Info:

[ définitions ] [ linguistique ] [ basses vibrations ] [ énigme ] [ enfer ] [ micromonde ]

proto-vie

Preuve que les premières cellules de la Terre - il y a 3,8 milliards d'années - auraient pu créer des compartiments spécialisés

De nouvelles recherches menées par l'Université d'Oslo montrent que les "protocellules" qui se sont formées il y a environ 3,8 milliards d'années, avant les bactéries et les organismes unicellulaires, pourraient avoir eu des compartiments spécialisés ressemblant à des bulles formées spontanément, ont encapsulé de petites molécules et ont formé des protocellules "filles".

Les scientifiques ont longtemps spéculé sur les caractéristiques que nos lointains ancêtres unicellulaires auraient pu avoir et sur l'ordre dans lequel ces caractéristiques sont apparues. Les compartiments en forme de bulles sont une caractéristique du super-royaume auquel nous appartenons, ainsi que de nombreuses autres espèces, dont la levure. Mais les cellules du supra-royaume actuel possèdent une multitude de molécules spécialisées qui contribuent à la création et à la formation de ces bulles à l'intérieur de nos cellules. Les scientifiques se demandaient ce qui vint en premier : les bulles ou les molécules qui les façonnent ? De nouvelles recherches menées par Karolina Spustova, étudiante diplômée, et ses collègues du laboratoire d'Irep Gözen à l'université d'Oslo, montrent qu'avec seulement quelques éléments clés, ces petites bulles peuvent se former d'elles-mêmes, encapsuler des molécules et se diviser sans aide. Mme Spustova présentera ses travaux, publiés en janvier, le mercredi 24 février lors de la 65e réunion annuelle de la Biophysical Society.

Il y a 3,8 milliards d'années, c'est à peu près la date à laquelle notre ancêtre unicellulaire est apparu. Il aurait précédé non seulement les organismes complexes de notre super-royaume, mais aussi les bactéries les plus élémentaires. La question de savoir si cette "protocellule" possédait des compartiments en forme de bulles reste un mystère. Pendant longtemps, les scientifiques ont pensé que ces bulles de lipides étaient un élément qui distinguait notre superroyaume des autres organismes, comme les bactéries. C'est pourquoi ils pensaient que ces compartiments avaient pu se former après l'apparition des bactéries. Mais des recherches récentes ont montré que les bactéries possèdent elles aussi des compartiments spécialisés, ce qui a amené l'équipe de recherche de Gözen à se demander si la protocellule qui a précédé les bactéries et nos ancêtres pouvait en posséder. Et si oui, comment auraient-ils pu se former ?

L'équipe de recherche a mélangé les lipides qui forment les compartiments cellulaires modernes, appelés phospholipides, avec de l'eau et a placé le mélange sur une surface de type minéral. Ils ont constaté que de grosses bulles se formaient spontanément et qu'à l'intérieur de ces bulles se trouvaient des bulles plus petites. Pour vérifier si ces compartiments pouvaient encapsuler de petites molécules, comme ils devraient le faire pour avoir des fonctions spécialisées, l'équipe a ajouté des colorants fluorescents. Ils ont observé que ces bulles étaient capables d'absorber et de retenir les colorants. Ils ont également observé des cas où les bulles se divisaient, laissant des bulles "filles" plus petites, ce qui est "un peu comme une simple division des premières cellules", explique Mme Spustova. Tout cela s'est produit sans machine moléculaire, comme celles que nous avons dans nos cellules, et sans apport d'énergie.

L'idée que cela ait pu se produire sur Terre il y a 3,8 milliards d'années n'est pas inconcevable. M. Gözen explique que l'eau aurait été abondante et que "la silice et l'aluminium, que nous avons utilisés dans notre étude, sont présents dans les roches naturelles". Les recherches montrent que les molécules de phospholipides pourraient avoir été synthétisées dans les premières conditions terrestres ou être arrivées sur Terre avec des météorites. Selon M. Gözen, "on pense que ces molécules ont atteint des concentrations suffisantes pour former des compartiments phospholipidiques". Il est donc possible que l'ancienne "protocellule" qui a précédé tous les organismes actuellement présents sur Terre ait eu tout ce qu'il fallait pour que des compartiments en forme de bulles se forment spontanément.

Auteur: Internet

Info: https://scitechdaily.com/ - BIOPHYSICAL SOCIETY FEBRUARY 24, 2021

[ microgoutte ] [ protobionte ] [ inorganique organique ]

théorie du tout

Des chercheurs pourraient avoir découvert une nouvelle loi sur l'évolution de tout ce qui existe dans l'univers !

Comment les choses évoluent-elles ? C'est la question à laquelle les chercheurs tentent de répondre. Galaxies, étoiles et même la vie telle que nous la connaissons ont subi un processus d'évolution. La question est de comprendre comment ce processus se déroule et pourquoi il se produit.

(photo) Un exemple de systèmes complexes sont les galaxies et l'interaction entre elles lors d'une collision.

Lorsque nous regardons l'Univers, nous trouvons des structures complexes allant de la vie telle que nous la connaissons aux galaxies et aux étoiles. Dans différents domaines de la connaissance, le niveau de complexité semble être une question ouverte : comment les structures sont-elles parvenues à des niveaux aussi complexes ?

En biologie, une des questions est de comprendre comment la vie est arrivée à ce que nous connaissons aujourd’hui. En philosophie, la question de la conscience et de l'intelligence qui ont évolué vers des formes de plus en plus complexes. En astronomie, la question de savoir comment les galaxies ont évolué pour devenir ce que nous connaissons aujourd'hui reste jusqu'à présent un grand mystère.

Avec ces questions à l'esprit, un groupe de chercheurs de différents domaines se sont réunis pour proposer une nouvelle loi sur l'évolution des choses dans l'Univers. La loi est connue sous le nom de "loi de l'augmentation de l'information fonctionnelle" qui tente d'expliquer pourquoi les choses évoluent vers des structures plus complexes.

Systèmes Complexes

Des systèmes complexes peuvent être trouvés dans différents domaines allant de la sociologie à la physique. Le domaine se concentre sur la compréhension des unités d'un ensemble qui interagissent les unes avec les autres et ont une dynamique collective.

Un exemple de cela est le comportement d'un ensemble de personnes lors d'un concert de musique, chaque participant est une personne, mais il y a un comportement collectif.

La propre question de comment la vie est apparue est un problème qui a une intersection avec les systèmes complexes. Nous pouvons comprendre les êtres vivants comme une série d'interactions complexes entre les molécules qui à leur tour ont des interactions avec leurs atomes. Expliquer comment nous sommes arrivés à ce niveau de complexité est une grande question ouverte.

Complexité en Physique

En physique, le domaine des systèmes complexes est extrêmement riche pour expliquer différents types de problèmes. Les propres particules et interactions entre particules deviennent de véritables laboratoires. Mais peut-être que les grandes questions se trouvent à l'intérieur de l'astrophysique.

(photo) Les systèmes complexes peuvent être dans une variété de domaines allant de la sociologie à la physique.

Nous observons des galaxies de différents types avec des dynamiques compliquées. Notre propre Voie Lactée est un exemple de galaxie de type spirale, mais nous observons d'autres types tels que les elliptiques, les irrégulières et les lenticulaires. La dynamique complexe soulève des questions telles que : comment sont-elles apparues ?

L'une des missions principales du télescope spatial James Webb est de comprendre comment les galaxies se sont formées lorsque l'Univers était jeune. La réponse est si difficile qu'il y a un effort de la communauté scientifique pour analyser les détails des données pour commencer à tenter de répondre à la question.

Étude des Systèmes Complexes

Certains chercheurs de l'Université de Cornell se sont réunis pour répondre à la question : pourquoi les systèmes complexes, y compris la vie, évoluent-ils vers de plus grandes informations fonctionnelles au fil du temps ? L'étude a rassemblé des astronomes, des physiciens, des philosophes, un minéralogiste et un scientifique des données pour tenter de répondre.

Selon l'auteur de l'étude, c'était l'une des plus grandes réunions entre philosophes et scientifiques de la nature pour répondre à la question. Ensemble, ils ont introduit ce qu'ils ont appelé la "loi de l'augmentation de l'information fonctionnelle". Les lois aident à donner une direction pour comprendre la raison derrière ce que nous observons.

Loi de l'Augmentation de l'Information Fonctionnelle

Dans le travail publié par la revue PNAS, les chercheurs rapportent que la nouvelle loi stipule qu'un système évolue si différentes configurations du système sont utilisées pour une ou plusieurs fonctions. En d'autres termes, un système aura tendance à devenir de plus en plus complexe au fil du temps en fonction des fonctions.

La loi parle également de la sélection naturelle des systèmes et du fait que seuls certains survivront, c'est-à-dire que les plus complexes survivront. Cela est très similaire à la Théorie de l'Évolution de Darwin mais élargie à des systèmes qui ne sont pas vivants, comme l'arrangement des atomes ou même des galaxies.

Critiques

Le travail a été salué par différents chercheurs qui soutiennent que c'est un pas en avant dans la compréhension des systèmes complexes. Cependant, certains ont également examiné le travail avec critique, disant qu'il n'est pas nécessaire de trouver une loi analogue à la théorie de Darwin pour les systèmes non vivants.

Auteur: Internet

Info: https://www.tameteo.com, Roberta DuarteMeteored Brésil25/10/2023

[ réseaux bayésiens dynamiques ] [ macro ] [ micro ] [ nano ] [ giga ] [ astrophysique ] [ complexification ]

microbiote

Un chef d'orchestre de la subtile symphonie d'Evolution

Le biologiste Richard Lenski pensait que son expérience à long terme sur l'évolution pourrait durer 2 000 générations. Près de trois décennies et plus de 65 000 générations plus tard, il est toujours étonné par " l’incroyable inventivité " de l’évolution.

Au début de sa carrière, le biologiste décoré Richard Lenski pensait qu'il pourrait être contraint d'évoluer. Après l’annulation de sa subvention de recherche postdoctorale, Lenski a commencé à envisager provisoirement d’autres options. Avec un enfant et un deuxième en route, Lenski a assisté à un séminaire sur l'utilisation de types spécifiques de données dans un contexte actuariel* – le même type de données avec lequel il avait travaillé lorsqu'il était étudiant diplômé. Lenski a récupéré la carte de visite du conférencier, pensant qu'il pourrait peut-être mettre à profit son expérience dans une nouvelle carrière.

"Mais ensuite, comme c'est parfois le cas - et j'ai eu beaucoup de chance - le vent a tourné", a déclaré Lenski à Quanta Magazine dans son bureau de la Michigan State University. " Nous avons obtenu le renouvellement de la subvention et peu de temps après, j'ai commencé à recevoir des offres pour être professeur. 

Lenski, professeur d'écologie microbienne à l'État du Michigan, est surtout connu pour ses travaux sur ce que l'on appelle l' expérience d'évolution à long terme . Le projet, lancé en 1988, examine l'évolution en action. Lui et les membres de son laboratoire ont cultivé 12 populations d' E. coli en continu depuis plus de 65 000 générations, suivant le développement et les mutations des 12 souches distinctes.

Les résultats ont attiré l’attention et les éloges – y compris une bourse " genius " MacArthur, que Lenski a reçue en 1996 – à la fois pour l’énormité de l’entreprise et pour les découvertes intrigantes que l’étude a produites. Plus particulièrement, en 2003, Lenski et ses collaborateurs ont réalisé qu'une souche d' E. coli avait développé la capacité d'utiliser le citrate comme source d'énergie, ce qu'aucune population précédente d' E. coli n'était capable de faire.

Lenski s'intéresse également aux organismes numériques, c'est-à-dire aux programmes informatiques conçus pour imiter le processus d'évolution. Il a joué un rôle déterminant dans l’ouverture du Beacon Center dans l’État du Michigan, qui donne aux informaticiens et aux biologistes évolutionnistes l’opportunité de forger des collaborations uniques.

Quanta Magazine a rencontré Lenski dans son bureau pour parler de ses propres intérêts évolutifs dans le domaine de la biologie évolutive – et du moment où il a presque mis fin à l'expérience à long terme. 

QUANTA MAGAZINE : Quels types de questions ont été les moteurs de votre carrière ?

RICHARD LENSKI : Une question qui m'a toujours intrigué concerne la reproductibilité ou la répétabilité de l'évolution . Stephen Jay Gould, paléontologue et historien des sciences, a posé cette question : si nous pouvions rembobiner la bande de la vie sur Terre, à quel point serait-elle similaire ou différente si nous regardions l'ensemble du processus se reproduire ? L’expérimentation à long terme que nous menons nous a permis de rassembler de nombreuses données sur cette question.

Alors, l’évolution est-elle reproductible ?

Oui et non! Je dis parfois aux gens que c'est une question fascinante et motivante, mais à un certain niveau, c'est une question terrible, et on ne dirait jamais à un étudiant diplômé de s'y poser. C’est parce qu’elle est très ouverte et qu’il n’y a pas de réponse très claire.

Grâce à cette expérience à long terme, nous avons vu de très beaux exemples de choses remarquablement reproductibles, et d'autre part des choses folles où une population s'en va et fait des choses qui sont complètement différentes des 11 autres populations de la planète dans l' expérience.

Comment vous est venue l’idée de cette expérience à long terme ?

Je travaillais déjà depuis plusieurs années sur l'évolution expérimentale des bactéries, ainsi que des virus qui infectent les bactéries. C'était fascinant, mais tout est devenu si compliqué si vite que j'ai dit : " Réduisons l'évolution à sa plus simple expression. " En particulier, j'ai voulu approfondir cette question de reproductibilité ou répétabilité de l'évolution. Et pour pouvoir l'examiner, je voulais un système très simple. Lorsque j'ai commencé l'expérience à long terme, mon objectif initial était de l'appeler expérience à long terme lorsque j'arriverais à 2 000 générations.

Combien de temps cela vous a-t-il pris ?

La durée réelle de l'expérience a duré environ 10 ou 11 mois, mais au moment où nous avons collecté les données, les avons rédigées et publié l'article, il nous a fallu environ deux ans et demi. À ce moment-là, l’expérience avait déjà dépassé 5 000 générations et j’ai réalisé qu'il fallait la poursuivre.

Pensiez-vous que l’expérience se poursuivrait aussi longtemps ?

Non, non... il y a eu une période de cinq ans, peut-être de la fin des années 90 au début des années 2000, pendant laquelle j'ai réfléchi à la possibilité d'arrêter l'expérience. C'était pour plusieurs raisons différentes. La première était que je devenais accro à cette autre façon d’étudier l’évolution, qui impliquait d’observer l’évolution dans des programmes informatiques auto-réplicatifs, ce qui était absolument fascinant. Soudain, j'ai découvert cette manière encore plus brillante d'étudier l'évolution, où elle pouvait s'étendre sur encore plus de générations et faire encore plus d'expériences, apparemment plus soignées.

Comment votre vision de l’étude de l’évolution via ces organismes numériques a-t-elle évolué au fil du temps ?

J’ai eu ce genre d’" amour de chiot " lorsque j’en ai entendu parler pour la première fois. Au début, c'était tellement extraordinairement intéressant et excitant de pouvoir regarder des programmes auto-répliquants, de pouvoir changer leur environnement et d'observer l'évolution se produire.

L’un des aspects les plus passionnants de l’évolution numérique est qu’elle montre que nous considérons l’évolution comme une affaire de sang, d’intestins, d’ADN, d’ARN et de protéines. Mais l’idée d’évolution se résume en réalité à des idées très fondamentales d’hérédité, de réplication et de compétition. Le philosophe des sciences Daniel Dennett a souligné que nous considérons l’évolution comme cette instanciation, cette forme de vie biologique, mais que ses principes sont bien plus généraux que cela.

Je dirais que mes dernières orientations de recherche ont consisté principalement à discuter avec des collègues très intelligents et à siéger à des comités d'étudiants diplômés qui utilisent ces systèmes. Je suis moins impliqué dans la conception d'expériences ou dans la formulation d'hypothèses spécifiques, car ce domaine évolue extrêmement rapidement. Je pense que j'ai eu beaucoup de chance de pouvoir cueillir certains des fruits les plus faciles à trouver, mais maintenant j'ai l'impression d'être là en tant que biologiste, critiquant peut-être des hypothèses, suggérant des contrôles qui pourraient être effectués dans certaines expériences.

Votre intérêt pour les organismes numériques est donc l’une des raisons pour lesquelles vous avez envisagé de mettre fin à l’expérience à long terme. Quel était l'autre ?

À ce stade, l’autre chose qui était un peu frustrante dans les lignes à long terme était que la vitesse à laquelle les bactéries évoluaient ralentissait. À la façon dont j’y pensais, c’était presque comme si l’évolution s’était arrêtée. Je pensais que c'était tout simplement un environnement trop simple et qu'ils n'avaient pas grand-chose à faire de plus.

Donc ces deux choses différentes m’ont fait réfléchir à arrêter l’expérience. Et j'ai parlé à quelques collègues et ils m'ont dit en gros : tu ne devrais pas faire ça. D’ailleurs, j’en ai parlé avec ma femme, Madeleine, lorsque je commençais à m’intéresser beaucoup à ces organismes numériques – nous étions d’ailleurs en congé sabbatique en France à cette époque – et je lui ai dit : " Peut-être que je devrais appeler chez moi et fermer le labo. " Et elle a dit : " Je ne pense pas que tu devrais faire ça. "

Pourquoi votre femme et vos collègues ont-ils eu cette réaction ?

L’expérience s’était déjà avérée très rentable au sens scientifique, fournissant des données très riches sur la dynamique du changement évolutif. C’était plus ou moins unique dans les échelles de temps étudiées. Je pense donc que c’était de très bons conseils qu’ils m’ont donné. Je ne sais pas si j’aurais déjà pu débrancher moi-même. J'étais certainement un peu frustré et j'y pensais – mais de toute façon, les gens ont dit non !

Avez-vous dépassé le palier où vous disiez avoir l’impression que les organismes n’évoluaient pas tellement ?

C’est en fait l’une des découvertes vraiment intéressantes de l’expérience. Lorsque j’ai commencé l’expérience à long terme, je pensais que les bactéries atteindraient rapidement une sorte de limite à leur croissance. Il y a seulement quelques années, nous avons commencé à réaliser que les bactéries seraient toujours capables de dépasser tout ce que nous avions déduit dans le passé quant à leur limite stricte. J’ai réalisé que nous n’y réfléchissions tout simplement pas de la bonne manière. Même dans l’environnement le plus simple, il est toujours possible pour les organismes de réaliser n’importe quelle étape de leur métabolisme, ou n’importe quelle étape de leur biochimie, un peu mieux. Et la sélection naturelle, même si elle ne réussit pas à chaque étape, favorisera toujours, à long terme, ces améliorations subtiles.

Une lignée de bactéries a développé la capacité d’utiliser le citrate comme source de nourriture. Est-ce que cela s'est produit avant ou après que vous envisagiez d'arrêter l'expérience ?

C’est l’une des choses qui m’a fait réaliser que nous n’arrêterions pas l’expérience. En 2003, une lignée a développé la capacité d’utiliser le citrate. Cela a changé la donne : se rendre compte que même dans cet environnement extrêmement simple, les bactéries devaient évoluer et comprendre certaines choses importantes.

J’aime dire que les bactéries dînaient tous les soirs sans se rendre compte qu’il y avait ce bon dessert citronné juste au coin de la rue. Et jusqu’à présent, même après 65 000 générations, seule une population sur 12 a compris comment consommer ce citrate.

Vous avez également mentionné que certaines populations au sein de votre expérience ont développé des mutations à un rythme plus élevé. A quoi cela ressemble-t-il?

Après plus de 60 000 générations, six des 12 populations ont évolué pour devenir hypermutables. Elles ont développé des changements dans la réparation de leur ADN et dans les processus métaboliques de l'ADN, ce qui les amène à avoir de nouvelles mutations quelque part de l'ordre de 100 fois la vitesse à laquelle l'ancêtre [au début de l'expérience] le faisait.

C'est un processus très intéressant, car il est à la fois bon et mauvais du point de vue des bactéries. C'est mauvais car la plupart des mutations sont nocives ou, au mieux, neutres. Seule une rare pépite dans cette mine est une mutation bénéfique. Les bactéries qui ont le taux de mutation le plus élevé sont un peu plus susceptibles de découvrir l’une de ces pépites. Mais d’un autre côté, ils sont également plus susceptibles de produire des enfants et petits-enfants porteurs de mutations délétères.

La lignée capable de consommer du citrate faisait-elle partie du groupe qui avait évolué pour devenir hypermutable ?

C'est une excellente question. La lignée qui a développé la capacité d’utiliser le citrate n’avait pas un taux de mutation élevé. Il est intéressant de noter qu’il est devenu l’un de ceux présentant un taux de mutation plus élevé, mais seulement après avoir développé la capacité d’utiliser le citrate. Cela est cohérent avec l’avantage du taux de mutation plus élevé – la capacité supplémentaire d’exploration. Les bactéries étaient en fait assez mauvaises pour utiliser le citrate au départ, donc il y avait beaucoup d'opportunités après qu'elles aient développé la capacité d'utiliser le citrate pour affiner cette capacité.

Comment l’expérience à long terme vous aide-t-elle à comprendre l’évolution de la vie à plus grande échelle ?

Pour moi, l’une des leçons de cette expérience à long terme a été de constater à quel point la vie peut être riche et intéressante, même dans l’environnement le plus ennuyeux et le plus simple. Le fait que l’évolution puisse générer cette diversité et découvrir des portes légèrement entrouvertes qu’elle peut franchir témoigne de l’incroyable inventivité de l’évolution. Et s’il peut être si inventif et créatif à cette minuscule échelle spatiale et temporelle, et dans un environnement aussi ennuyeux, cela me suscite encore plus de respect, quand je pense à quel point il est remarquable dans la nature.

Qu’est-ce qui vous a le plus surpris dans ce projet ?

Que ça continue après toutes ces années. L’un de mes objectifs dans la vie est de faire en sorte que l’expérience continue. J'aimerais lever une dotation pour poursuivre l'expérience à perpétuité.

Qu’espérez-vous pour l’expérience à long terme dans le futur ?

J’espère que ce projet apportera bien d’autres surprises. Par exemple, deux lignées coexistent depuis 60 000 générations dans l’une des populations, où l’une se nourrit du produit que l’autre génère. Je pense qu'il est fascinant de se demander si, à un moment donné, cela pourrait se transformer en quelque chose qui ressemble davantage à une interaction prédateur-proie. Ce n’est certainement pas hors du domaine des possibles. Si cela arriverait un jour, je ne sais pas.

Cela a également été une immense joie de travailler avec des étudiants, des postdoctorants et des collaborateurs, et de les voir grandir et se développer. C'est vraiment la plus grande joie pour moi d'être un scientifique. J'aime dire aux gens que je suis bigame. J'ai deux familles : ma famille de laboratoire et ma famille biologique, et elles sont toutes les deux incroyablement merveilleuses.

Auteur: Internet

Info: Logan Zillmer pour Quanta Magazine - * Relatif aux méthodes mathématiques des actuaires

[ microbiome ] [ bio-informatique ] [ plasticité ] [ dépassement ] [ tâtonnement ] [ élargissement ] [ gaspillage ] [ adaptation ]