Conclusion

J’ai analysé dans ce chapitre comment divers niveaux hiérarchiques de complexité des entités biologiques naturelles, situés au-dessous et au-dessus des frontières délimitant traditionnellement l’organisme vivant, apportent un éclairage sur le concept d’ « organisme » et de « vivant » (Fig. 1.1). Pour ce faire, j’ai vérifié et analysé la présence de caractéristiques traditionnellement retrouvées au niveau de l’organisme vivant (suivant la définition traditionnelle d’organisme, en lien avec la théorie cellulaire et la théorie de la sélection naturelle) sur ces différents niveaux de complexité, telles l’autonomie (en lien avec la dépendance, la collaboration et la spécialisation), la présence d’une frontière ou d’une barrière physique (en lien avec la délimitation, la cohésion et la protection du tout) ainsi que certaines fonctions (en lien avec les mécanismes homéostatiques, les suprafonctions, ainsi que la reproduction ou persistance). J’ai par exemple exploré les cas de systèmes moléculaires, de virus, d’organismes uni- et -pluri- cellulaire, de populations, d’écosystèmes ainsi que de la biosphère.

Nous avons ainsi pu constater l’application de ces critères à divers niveaux d’organisation après certaines nuances ou révisions, comme le soulèvent D.S. Wilson et E. Sober (1989, p.354) : « Perhaps in the future we can look forward to a more harmonious co-existence of conceptual frameworks, and a widespread understanding of the relationships between them. Only then can all frameworks converge on a common awareness that the properties of “organism” are not restricted to single creatures, much

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less to genes, but rather can be distributed over a hierarchy of units from genetic elements within single creatures to multispecies comnunities». Par conséquent, la définition du concept de « vivant », traditionnellement rattachée à l’organisme cellulaire, se retrouve également en position de nuance et de révision selon cet angle de la biologie, générant un pluralisme définitionnel du concept de « vivant ».

Ce faisant, j’ai entre autres développé une représentation symbiotique du « vivant » (voir Chap. 1, Fig.1.9), un modèle d’expansion des écosystèmes et biosphères (en lien avec la persistance et la reproduction ; voir Chap.1, Fig.1.16, 1.17, 1.18) ainsi qu’un modèle holistique et symbiotique du concept de « vivant » sous forme de mosaïque (incluant les molécules, les cellules et les écosystèmes ; Chap.1, Fig.1.19)

Le prochain chapitre examinera le problème des enjeux pratiques du concept de « vivant » en biologie synthétique, en lien avec la création d’entités non-naturelles vivantes (introduit à la dernière section de ce présent chapitre). J’exposerai entre autres le potentiel de cette discipline à produire de nouvelles connaissances pouvant contribuer aux réflexions et pistes de solution du pluralisme épistémologique du concept de « vivant ».

105 1.10- FIGURES DU CHAPITRE 1

Fig. 1.1 : Niveaux de complexité et frontières du vivant (inférieurs et supérieurs). A) Niveaux inférieurs de complexité du vivant : molécule et atome; B) Frontière inférieure du vivant : prions, virus, organite; C) Niveau des organismes du vivant: unicellulaire et pluricellulaire; D) Frontière supérieure du vivant : entre organisme et population; E) Niveaux supérieurs de complexité du vivant : population, communauté, écosystème, biosphère. (inspiré de N. Campbell et al., 2012)

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Fig. 1.2 : Classification des organismes vivants en six règnes.

Classification selon les critères de : A) Types cellulaires (noyau et ADN), B) Nombre de cellules composant l’organisme (unicellulaire ou pluricellulaire), C) Source d’énergie utilisée par l’organisme (solaire ou source de carbone externe), D) Mode de nutrition de l’organisme (absorption ou ingestion), E) Règne du vivant auquel appartien l’organisme suivant cette caractérisation. (inspiré de N. Campbell et al., 2012)

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Fig. 1.3 : Type d’interactions biologiques entre organismes vivants.

Type d’interaction (A à G) entre deux organismes (1 et 2) et l’effet de cet interaction entre les organismes impliqués (Nocif, Bénéfique, Neutre). (inspiré de N. Campbell et al., 2012)

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Fig. 1.4 : Dogme central de la biologie moléculaire et variations.

Interaction et processus moléculaire entre l’ADN, l’ARN et les protéines. A) Réplication (ADN en ADN), Transcription (ADN en ARN), Traduction (ARN en Protéine). B) Transcription inverse (ARN en ADN), Traduction Inverse ? (Protéine en ARN). C) Translation (ADN en Protéine), Translation Inverse ? (Protéine en ADN).

109 Fig. 1.5 : Autocatalyse des molécules biologiques.

Processus d’autocatalyse des familles de molécules de type ADN, ARN et protéines. A) Autocatalyse ADN-ADN (Deoxyribozyme ?); B) Autocatalyse ARN-ARN (Ribozyme); C) Autocatalyse Protéine-Protéine (Enzyme, Prion).

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Fig. 1.6 : Transmission verticale et horizontale de l’ADN.

Processus de transmission de la molécule d’ADN entre les organismes. A) Transfert vertical inter-générationnel (entre deux organismes de même espèce et lignée, suivant la reproduction); B) Transfert horizontal intra-lignétaire (entre deux organismes de même espèce et lignée, sans reproduction); C) Transfert horizontal inter-lignétaire (entre deux organismes de même espèce mais de lignées différentes); D) Transfert horizontal inter- espèce (entre deux organismes d’espèces et de lignées différentes).

111 Fig. 1.7 : Arbre du vivant.

Abre évolutif du vivant suivant les processus de transmission verticale et horizontale de l’ADN. A) Arbre du vivant selon le transfert d’ADN verticalement; B) Arbre du vivant considérant le transfert d’ADN horizontalement (Modifié du schéma de Doolittle, W.F., 2000, p 90–95).

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Fig. 1.8 : Organismes à la frontière inférieure du vivant.

Tableau comparatif de tailles et génomes de diverses entités biologiques : virus (en gris) et organismes eucaryotes et procaryotes (en blanc).

113 Fig. 1.9 : Types de symbioses.

Différents types d’interaction symnbiotique entre organismes. A) symbiose externe; B) symbiose interne; C) symbiose intégrée; D) symbiose mosaïque.

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Fig. 1.10 : Organismes hybrides pluricellulaires et unicellulaires

Exemple d’organismes hybrides exposant des caractéristiques multicellulaire et unicellulaire dans le temps et l’espace. A) Hyphes champignons septés (à gauche) et coenocytiques (à droite) (N. Campbell et al., 2012, fig. 31.3); B) Gamètes, zygote et morula (modifié de Marieb, Anatomie et Physiologie humaine, 5e _{édition, fig 28.4); C)} Cellules musculaires squelettiques (à gauche) et cardiaques (à droite) (E. Marieb et K. Hoehn, 2017, fig 4.10); D) Reproduction sexuée, croissance et décroissance chez la méduse Turritopsis dohrnii (modifié de Schmich, J. et al., 2007).

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Fig. 1.11 : Populations d’organismes unicellulaires sous forme de biofilms

Stades de formation d’un biofilm chez Pseudomonas aeruginosa: A) Attachement; B) Croissance; C) Différentiation; D) Libération et propagation. (Modifié de Stoodley, P., et al., 2002).

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Fig. 1.12 : Populations d’organismes pluricellulaires clonales

Peupliers faux-trembles (Populus tremula): A) Genet: peuplier faux-tremble pouvant se reproduire sexuellement ou asexuellement; B) Système de racines communes: génère des clones génétiquement identiques par reproduction asexuée (ramets) ; C) Ramet: Clones du peuplier faux-tremble; D) Chaton-graine: génère des peupliers génétiquement différents (genets) par reproduction sexuée. (Modifié de Grant, M. C. & Mitton, J.B., 2010).

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Fig. 1.13: Populations d’organismes pluricellulaires eusociaux

Termitière: A) Paroi poreuse: permet les échanges gazeux avec l’extérieur; B) Cheminée centrale: permet la ventilation de la termitière; C) Galerie: nids des termites et lieux de cultures des champignons; D) Cave: système de refroidissement de la termitière; E) Tunnels et ouvertures : entrée et sortie des termites; F) Castes: reine, roi, ouvrière, soldat, reproductrice. (Modifié de PBS.org Nature, 2011).

118 Fig. 1.14: Chaine trophique

A) Producteurs; B) Consommateurs Primaires; C) Consommateurs Supérieurs (secondaire, tertiaire…); D) Décomposeurs.

119 Fig. 1.15: Cycle géochimique

Exemple du cycle du carbone (modifié de N. Campbell et al., 2012, Fig. 54.14). A) Producteurs; B) Consommateurs Primaires; C) Consommateurs Supérieurs (secondaire, tertiaire…); D) Décomposeurs; E) Activités humaines.

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Fig. 1.16: Hypothèses de reproduction d’un écosystème

A) Segmentation; E: Écosystème, E1: Écosystème septé 1, E2: Écosystème septé 2. B) Asexué; E: Écosystème genet, E1: Écosystème ramet 1.

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Fig 1.16: Hypothèses de reproduction d’un écosystème

C) Sexué; E1: Écosystème genet 1, E2: Écosystème genet 2, E3: Écosystème genet 3 (issu de E1 et E2).

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Fig. 1.17: Hypothèses de persistance d’un écosystème.

Persistance; E1-E2: Écosystème genet, F1-F6: fonctions essentielles des écosystèmes, B1-18: entités biotiques accomplissant les fonctions essentielles des écosystèmes (complémentarité et redondance fonctionnelle, permutation fonctionnelle des entités biotiques), A1-18: entités abiotiques contribuant aux fonctions des entités biotiques et des écosystèmes (complémentarité et redondance fonctionnelle, permutation fonctionnelle des entités abiotiques). Inspiré de A. Dussault & F. Bouchard (2017), ainsi que de J.N. Marleau et al. (2014), Fig.1, p. 2.

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Fig. 1.18: Hypothèses de persistance d’une biosphère

B1-B2: Biosphères, F1-F6: Fonctions essentielles des Biosphères, E1-18: Écosystèmes (incluant des entités biotiques et abiotiques) accomplissant les fonctions essentielles des Biosphères (complémentarité et redondance fonctionnelle, permutation fonctionnelle des écosystèmes), S: Source d’énergie fondamentale (par ex : étoile soleil), X: Corps célestes (par ex., lune, météorite ou planète sans entités biotiques).

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Fig. 1.19: Mosaïque symbiotique des niveaux hiérarchiques des organismes vivants

A) Organismes moléculaires : ADN, ARN, Protéine; B) Organismes cellulaires : Virus, Procaryote, Eucaryote, Population, Communauté; C) Organismes Écosystémiques : Écosystème, Biome, Biosphère.