Théorie de l'évolution et complexification anormale du vivant

[saint.112]

Malgré tout le respect que j'ai pour toi, je pense que tu as peut-être manqué de recul et de contexte pour vraiment interpréter correctement le propos du papier de Branscomb & Russell.
Je dis "manqué de recul" parce que, par exemple, lorsqu'il écrivent "life and chemistry are fundamentally incompatible", c'est en gros, pour illustrer le fait que la vie est une chimie pour le moins très particulière, "extrêmement éloignée de l'équilibre thermodynamique" (extremely far from thermodynamic equilibrium)

Je ne vois pas bien ce que serait le recul que je devrais avoir.
Premier point : la vie n’existe pas donc elle ne peut pas être une chimie quelconque, particulière ou pas. Donc ne parlons de la vie, je ne sais pas ce que c’est. Parlons donc de la chimie qui a lieu dans les organismes vivants. C’est une chimie ordinaire qui respecte à 100 % les lois de thermodynamique. Les réactions de synthèse et d’analyse qui ont lieu s’expliquent parfaitement par les lois qu’on apprend en classe de chimie dans le secondaire. Naturellement, ce qui est tout à fait remarquable c’est que ce sont des réactions auto-entretenues et qui créent des organismes croissant et se reproduisant. Donc en effet, à l’intérieur d’un organisme l’entropie diminue, ce qui violerait la thermodynamique s’il était isolé, mais si l’on prend l’ensemble du système, c’est à dire l’organisme et le milieu dont il dépend, l’entropie augmente comme partout ailleurs et tout baigne.
C’est aussi extraordinairement compliqué et hors de notre portée pour reproduire ces organismes. Ce qui reste un mystère à ce jour c’est comment ça a commencé mais ce qui s’y passe aujourd’hui est parfaitement limpide.
Que Branscomb & Russell veuillent réfuter l’hypothèse de la “soupe primitive“ et de l’émergence des premiers organismes vivants à partir de “briques du vivant“ est tout à leur honneur mais ça n’excuse pas à mes yeux ces dérapages conceptuels parfaitement anti-scientifiques.
Nico
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[Geb]

Bonjour,

Je ne vois pas bien ce que serait le recul que je devrais avoir.

Je pensais être parvenu à clarifier les choses. Je vais essayer d’être plus tranché, même si je cours le risque de me planter encore plus royalement. Donc, pour caricaturer, il ne s’agit pas d’une situation "vitalisme" contre "mécanisme".

Il n’y a pas le camp vitaliste "Branscomb/Russell" d’un côté contre le camp mécaniste "Pascal/Sutherland/Pross" de l’autre. Ce qui se passe en réalité, en gros, c’est qu’en 2012 Robert Pascal a dit à Russell et Branscomb : "Vous avez tort parce que votre hypothèse n’insiste pas sur la barrière cinétique requise par Addy Pross, et effectivement manifeste dans les expériences de Sutherland et collaborateurs". Et Russell et Branscomb de rétorquer : "Vous avez tort parce que dans votre hypothèse, il n’y a aucune possibilité pour l’auto-amplification d’une cascade de déséquilibres thermodynamiques, dont toutes nos recherches semblent suggérer l'importance". Autrement dit, on se retrouve à nouveau avec le vieux débat entre les partisans du contrôle cinétique et celui du contrôle thermodynamique des réactions chimiques ayant favorisé l’émergence du vivant.

Premier point : la vie n’existe pas donc elle ne peut pas être une chimie quelconque, particulière ou pas. Donc ne parlons de la vie, je ne sais pas ce que c’est.

Je trouve ta remarque assez creuse dans ce contexte. D’accord, peut-on parler de "vie" ou devrait-on lui préférer l’expression "organisme vivant", c’est une question intéressante, mais là n’est pas le débat.

Parlons donc de la chimie qui a lieu dans les organismes vivants. C’est une chimie ordinaire qui respecte à 100 % les lois de thermodynamique. Les réactions de synthèse et d’analyse qui ont lieu s’expliquent parfaitement par les lois qu’on apprend en classe de chimie dans le secondaire. Naturellement, ce qui est tout à fait remarquable c’est que ce sont des réactions auto-entretenues et qui créent des organismes croissant et se reproduisant. Donc en effet, à l’intérieur d’un organisme l’entropie diminue, ce qui violerait la thermodynamique s’il était isolé, mais si l’on prend l’ensemble du système, c’est à dire l’organisme et le milieu dont il dépend, l’entropie augmente comme partout ailleurs et tout baigne.

Et pourtant, le simple fait de dire : "Les organismes vivants luttent contre l’entropie grâce à des flux de matière et d’énergie qu’ils recoivent de l’extérieur" ne suffit pas. Et cette insuffisance est particulièrement manifeste dans le discours de chercheurs comme Branscomb et Russell. Ils veulent passer du "quoi ?" (c’est-à-dire le simple constat d’apports extérieurs) au "comment ?". Autrement dit, ils veulent connaître les détails à un niveau plus fondamental.

Encore une fois, il ne suffit pas de savoir ce qui permet aux organismes de lutter contre l’entropie (c’est-à-dire s’arrêter au proverbiale : des sources extérieurs de matière et d’énergie). Il faudrait savoir comment se passe ce couplage fascinant entre l’extérieur et l’intérieur (de la cellule), qui a pu (c’est leur hypothèse) avoir lieu également dans un évent (hydrothermal sous-marin au fluide alcalin/basique).

La question de savoir si un premier déséquilibre chimique a pu se maintenir et s’auto-amplifier pour arriver progressivement à ce déséquilibre chimique absolument faramineux qu’on observe dans le vivant moderne (sur lequel Branscomb et Russell attirent toute notre attention dans la publication en litige), est beaucoup moins triviale que de rappeler la thermochimie de base de niveau lycée.

Au passage, je dois avoir assisté à 2 ou 3 heures de termochimie en tout et pour tout dans le secondaire, et je n’ai aucune honte à t’avouer qu’à l’heure ou j’écris ces lignes, je ne comprends encore pratiquement rien des détails mathématiques exprimés dans Branscomb & Russell (2013) ou dans Branscomb et al. (2017), qui forment pourtant le socle sur lequel ils bâtissent le point de vue exprimé dans la publication de 2018 que tu critiques.

C’est aussi extraordinairement compliqué et hors de notre portée pour reproduire ces organismes. Ce qui reste un mystère à ce jour c’est comment ça a commencé mais ce qui s’y passe aujourd’hui est parfaitement limpide.

L’étude des conditions et des mécanismes pour l’auto-organisation au sein des organismes modernes est certes balbutiante, mais c’est un domaine extrêmement dynamique de la recherche en biologie.

Que Branscomb & Russell veuillent réfuter l’hypothèse de la “soupe primitive“ et de l’émergence des premiers organismes vivants à partir de “briques du vivant“ est tout à leur honneur mais ça n’excuse pas à mes yeux ces dérapages conceptuels parfaitement anti-scientifiques.

Personnellement, je préfère partir du principe qu’il me faut fouiller dans les détails de leur hypothèse (et je suis loin d’en avoir fait le tour) pour comprendre ce qu’ils ont voulu dire par là, plutôt que d’estimer d’emblée qu’ils n’ont pas intégrer les lois qu’on apprend en classe de chimie dans le secondaire.

Cordialement.

[Geb]

Il y a aussi l’idée que l’espèce homo sapiens daterait de 50 000 ans.

En ayant jeté un rapide coup d’œil dans la littérature scientifique de l’époque, je serais moins regardant par rapport à l’annonce de 50.000 ans pour les premiers êtres humains vraiment modernes.

En effet, l’article a été écrit début 1992 et l’âge des plus anciens fossiles connus d’Homo sapiens a littéralement explosée ces dernières décennies : 160.000 ans en 2003, 196.000 ans en 2005 et peut-être même 300.000 ans en 2017.

Voilà ce qu’on pouvait lire en 2003 dans l’article annonçant la découverte à 160.000 ans :

160,000-year-old fossilized skulls uncovered in Ethiopia are oldest anatomically modern humans

Previously found fossils were younger, from sites scattered around Africa, often poorly dated and incomplete. These include fossil skull fragments from Klasies River Mouth in South Africa, dating from about 100,000 years ago, and Middle Eastern fossils from Qafzeh and Skhul dating from 90,000 to 130,000 years ago. Ethiopia has yielded some modern human fossils, including those from Omo, which are approximately 100,000 years old, and the Aduma fossil finds of the Middle Awash, which date from about 80,000 years.

While these previous discoveries appear also to be Homo sapiens, the new finds from Herto are older, well-dated and more complete without sharing characteristics of more primitive human ancestors such as Homo erectus or the neanderthals.

Donc, avant les fossiles découverts en 2003, on considérait généralement que les fossiles les plus anciens, datant de 80.000 à 100.000 ans (et peut-être jusqu’à 130.000 ans), possédaient encore des caratéristiques jugées "archaïques".

Par conséquent, je ne serais pas surpris qu’à l’époque, au début des années 1990, on enseignait encore en cours d’histoire dans le secondaire, que les premiers "vrais" humains modernes correspondaient aux fossiles européens de Cro Magnon datés de 40.000 à 50.000 ans.

Cordialement.

[saint.112]

Je pensais être parvenu à clarifier les choses. Je vais essayer d’être plus tranché, même si je cours le risque de me planter encore plus royalement. Donc, pour caricaturer, il ne s’agit pas d’une situation "vitalisme" contre "mécanisme".

Je ne sais pas s’ils sont vitalistes avérés mais écrire « […] life and chemistry are fundamentally incompatible. » et « For this reason, the true enabling crux of life’s molecular transformations are those that create its component disequilibria, and for each of these a purpose-built macromolecular “engine” is required that specifically couples the process being driven uphill, to a bigger one proceeding downhill. » me fait dire : « Ça fait furieusement penser au principe vital qui était supposé être à l’œuvre dans les organismes vivants. » Car si ce n’est pas de la chimie, qu’est-ce ?

Premier point : la vie n’existe pas donc elle ne peut pas être une chimie quelconque, particulière ou pas.

Je trouve ta remarque assez creuse dans ce contexte. D’accord, peut-on parler de "vie" ou devrait-on lui préférer l’expression "organisme vivant", c’est une question intéressante, mais là n’est pas le débat.

Je persiste et signe, et d’autant plus à propos de ce papier. Utiliser sans précautions des termes comme la vie, la nature, etc., qui ne correspondent à aucun objet réel conduit souvent à ce qu’on voit ici : la réification comme si c’était un objet agissant.

Personnellement, je préfère partir du principe qu’il me faut fouiller dans les détails de leur hypothèse (et je suis loin d’en avoir fait le tour) pour comprendre ce qu’ils ont voulu dire par là, plutôt que d’estimer d’emblée qu’ils n’ont pas intégrer les lois qu’on apprend en classe de chimie dans le secondaire.

Je dois dire que les premiers paragraphes me refroidissent totalement de lire la suite.

En ayant jeté un rapide coup d’œil dans la littérature scientifique de l’époque, je serais moins regardant par rapport à l’annonce de 50.000 ans pour les premiers êtres humains vraiment modernes.

Il fait déjà assez consensus que l’humanité tout entière est issue d’un groupe d’environ 10 000 personnes voire moins il y a 70 à 80 000 ans. Certains forment l’hypothèse que ce serait les survivants de la catastrophe du mont Toba. Quant à l’émergence de l’homme moderne, étant donné le petit nombre de fossiles disponibles et la difficulté de les identifier, on est bien en peine de la dater. Ce serait plusieurs de centaines de milliers d’années.
Ceci dit, je ne vois pas bien la pertinence de la question dans la problématique.

Par conséquent, je ne serais pas surpris qu’à l’époque, au début des années 1990, on enseignait encore en cours d’histoire dans le secondaire, que les premiers "vrais" humains modernes correspondaient aux fossiles européens de Cro Magnon datés de 40.000 à 50.000 ans.

Déjà quand j’étais tout petit je n’arrivais pas à m’intéresser aux cours d’histoire. Je ne le savais pas sur le moment mais c’est clair que je soupçonnais qu’on me mentait. Etant adulte j’ai compris que j’avais raison. L’histoire qu’on m’a enseigné était totalement du pipeau, de la mythologie pure et simple.

Nico

[Geb]

Je ne sais pas s’ils sont vitalistes avérés mais écrire « […] life and chemistry are fundamentally incompatible. » et « For this reason, the true enabling crux of life’s molecular transformations are those that create its component disequilibria, and for each of these a purpose-built macromolecular “engine” is required that specifically couples the process being driven uphill, to a bigger one proceeding downhill. » me fait dire : « Ça fait furieusement penser au principe vital qui était supposé être à l’œuvre dans les organismes vivants. » Car si ce n’est pas de la chimie, qu’est-ce ?

Je vais essayer d'être encore plus clair alors : à mon sens, tu ne devrais pas lire la publication avec à l'esprit tes connaissances à toi, mais plutôt leurs connaissances à eux. C'est ce que je voulais dire lorsque je te suggérais de lire "en contexte", entre les lignes, en ayant à l'esprit la critique de Sutherland (2017) et le fait que ce papier de Branscomb & Russell (2018) est une réponse à la fois directe et trop courte à cette critique.

En 2009, Powner et collaborateurs ont synthétisé deux nucléotides (cytidine monophosphate et uridine monophosphate) à partir de cyanoacétylène (C₃HN), de cyanamide d'hydrogène (CH₂N₂), d'oligomères de formaldéhyde (le glycolaldéhyde et le glycéraldéhyde) et de phosphate, en les soumettant à des cycles de condensation/évaporation puis de la lumière ultraviolette. Or, c'est précisément cette "chimie" là qui, selon Branscomb & Russell, est "incompatible avec le vivant", justement parce qu'il n'y a pas de place pour la thermodynamique très loin de l'équilibre (une référence au fameux facteur de 10¹⁰ déjà mentionné, que l'on trouve dans les organismes vivants modernes).

En résumé, pour Branscomb et Russell, la possibilité d'avoir une "chimie compatible avec le vivant" en suivant la méthode préconisée par Sutherland et collaborateurs (celle de la soupe prébiotique "à la Miller" avec une barrière cinétique fournie par le rayonnement UV) est sans espoir. On devrait plutôt faire usage d'un environnement dans lequel on peut profiter d'un déséquilibre thermodynamique très prononcé, comme cela aurait pu être le cas, selon eux, dans un évent hydrothermal alcalin au début de l'Hadéen, dans des conditions anoxiques et avec une forte concentration d'hydroxyde ferreux et de dioxyde de carbone dans l'eau.

De plus, Pascal, Pross et Sutherland ont eu le culot d'ajouter que (je paraphrase) il n'y a aucune raison que les voies prébiotique et biologique soient identiques (ce qui est le contrepied de la méthode de Russell et collaborateurs). Enfin, affront suprême, dans son papier de 2017 auquel Branscomb et Russell répondent, John Sutherland a paraphrasé Shakespeare : “This, along with strong bioenergetic and structural arguments, suggests that the idea that life originated at vents should, like the vents themselves, remain 'In the deep bosom of the ocean buried.'”

Je persiste et signe, et d’autant plus à propos de ce papier. Utiliser sans précautions des termes comme la vie, la nature, etc., qui ne correspondent à aucun objet réel conduit souvent à ce qu’on voit ici : la réification comme si c’était un objet agissant.

À ce stade, je devrais peut-être préciser, tout de même, que je suis tout à fait d'accord avec toi sur un point. Parler de "vivant" plutôt que de "vie" à sans doute plus de sens.

Je dois dire que les premiers paragraphes me refroidissent totalement de lire la suite.

Je comprends. Restons-en là.

Il fait déjà assez consensus que l’humanité tout entière est issue d’un groupe d’environ 10 000 personnes voire moins il y a 70 à 80 000 ans. Certains forment l’hypothèse que ce serait les survivants de la catastrophe du mont Toba. Quant à l’émergence de l’homme moderne, étant donné le petit nombre de fossiles disponibles et la difficulté de les identifier, on est bien en peine de la dater. Ce serait plusieurs de centaines de milliers d’années.

Encore une fois, en jetant un œil à la littérature scientifique récente, je dirais que le consensus s'est fait de plus en plus bancal à partir de 2003. Aujourd'hui, on pense encore qu'il aurait pu motiver un déplacement massif d'un grands nombres de groupes humains de cette région d'Afrique à la "découverte du monde", mais la possibilité d'un "goulot d'étranglement génétique" ("genetic bottleneck") est remise en cause.

Ceci dit, je ne vois pas bien la pertinence de la question dans la problématique.

Je ne comprends pas ce que tu veux dire exactement. Tu peux préciser ?

Déjà quand j’étais tout petit je n’arrivais pas à m’intéresser aux cours d’histoire. Je ne le savais pas sur le moment mais c’est clair que je soupçonnais qu’on me mentait. Etant adulte j’ai compris que j’avais raison. L’histoire qu’on m’a enseigné était totalement du pipeau, de la mythologie pure et simple.

Pour moi, ça veut juste dire que les enseignants sont souvent en décalage par rapport à la recherche de pointe. C'est parfaitement normal. Est-ce que les enseignants qui enseignent toujours en 2020 que les premiers fossiles d'êtres humains modernes ont 100.000 ans mentent à leurs étudiants ? Je ne le pense pas. Tout au plus n'ont-ils pas actualisé leur connaissance depuis 2003.

Cordialement.

[saint.112]

En résumé, pour Branscomb et Russell, la possibilité d'avoir une "chimie compatible avec le vivant" en suivant la méthode préconisée par Sutherland et collaborateurs (celle de la soupe prébiotique "à la Miller" avec une barrière cinétique fournie par le rayonnement UV) est sans espoir. On devrait plutôt faire usage d'un environnement dans lequel on peut profiter d'un déséquilibre thermodynamique très prononcé, comme cela aurait pu être le cas, selon eux, dans un évent hydrothermal alcalin au début de l'Hadéen, dans des conditions anoxiques et avec une forte concentration d'hydroxyde ferreux et de dioxyde de carbone dans l'eau.

Nous avons beaucoup discuté sur ce point. Tu sais tout le mal que je pense de la théorie du potage primitif et je penche pour l’hypothèse hydrothermale quelle qu’elle soit. Je suis donc tout à fait d’accord sur ce point.

Ceci dit on a complètement dérivé du sujet initial. J’espère que Nicolas Q ne nous en voudra pas.

Nico