Det livet er et naturlig fenomen kun observert på Jorden . Livet manifesterer seg gjennom materielle strukturer som kalles levende organismer , eller levende vesener , gjenkjennelig av den store kompleksiteten i deres interne struktur og deres autonome aktivitet .
Hovedkarakteristikken for et levende vesen, sammenlignet med livløse gjenstander og maskiner, er at det er "et legeme som selv danner sitt eget stoff" fra det det trekker fra omgivelsene. Fra dette fenomenet assimilering , utlede alle de andre fenomenene som er spesifikke for levende ting: regenerering og fornyelse av vevet deres, reproduksjon og utvikling av organismen og til slutt evolusjon over tid ved anskaffelse av forskjellige organer og av mer fremtredende evner. De utmerker seg også ved at de permanent avviker fra termodynamisk likevekt i en prosess som kalles homeostase .
Alle levende organismer danner det som kalles biosfæren . Tilstedeværelsen av liv på jorden påvirker i stor grad sammensetningen og strukturen til jordoverflaten og atmosfæren . For eksempel er overflod av oksygen i atmosfæren direkte relatert til tilstedeværelsen av liv. Studien av det levende fenomenet skjærer derfor over visse studieretninger av selve jorden, det vil si geologi .
Livet er også en spesielt viktig empirisk forestilling for mennesker (seg selv levende vesener), uansett hvor kompleks det er å definere i en definisjon (se nedenfor ). Forestillingen om død er i motsetning til det levende fenomenet , men også om inert materie , til og med rå. I følge dette synspunktet er forestillingen om liv assosiert med tiden som går mellom fødsel og død , med det aktive og passive innholdsinnholdet i denne perioden, samt med den harmoniske tilnærmingen til menneskelige relasjoner (se " spørsmål sosialt ") .
Bevisstheten om en overgang mellom liv og død, uttrykt gjennom begravelsesritualer , er en av milepælene for hominisering . Livet, blant de primære tankekonseptene, har gitt opphav til mange refleksjoner og analyser empirisk, filosofisk, vitenskapelig osv. Det er også en kilde til debatter som ofte er knyttet til forestillingene om ånd og intelligens , enten det gjelder etiske betraktninger (jf. Abort , dødshjelp , " evig liv "), miljømessig (jf. Økologi , livskvalitet). Liv ) eller til og med politiske (charter og erklæringer av menneskerettigheter , de rettigheter for kvinner , de barnets rettigheter , rettigheter dyret, etc.).
Den biologi er vitenskapen som fokuserer på studiet av egenskaper som er felles for ulike levende vesener (som denne definisjonen ga den første Lamarck ). Den er spesielt basert på organisk kjemi og studiet av utviklingen av nåværende eller tidligere organismer, og stiller spørsmålstegn ved forholdene for livets utseende (unikt fenomen eller tvert imot veldig banalt) og muligheten for liv. Muligens utviklet utenomjordisk (implisitt følelsesmessig sensitive sapien-organismer, i stand til teknologiske prestasjoner som kan sammenlignes med menneskeheten).
Noen teoretikere utelukker ikke å ta i bruk definisjoner som kan omfatte mekaniske eller elektromekaniske former, og til og med former som er skapt av mennesker utenfor en naturlig reproduksjonsprosess (" kunstig liv " eller kunstig celle ).
Livsformene som er observert på jorden er svært forskjellige i utseende, struktur og størrelse, men det samme har til felles en såkalt cellulær organisasjon, så vel som et felles repertoar av kjemiske reaksjoner som involverer lange molekyler med høyt karboninnhold , for eksempel DNA , RNA , proteiner og aminosyrer . Blant disse molekylene spiller DNA en grunnleggende rolle i den grad den koder informasjonen som er karakteristisk for de fleste livsformer (RNA spiller en ekvivalent rolle for sjeldne organismer). Denne informasjonen er kodet i udelbare sekvenser kalt gener . Et annet felles punkt er den essensielle tilstedeværelsen av flytende vann for vedlikehold av organismer. Vann er tilstede i celler så vel som i det intercellulære mediet for flercellede organismer. Det ser ut til å spille særlig en rolle som løsningsmiddel for de fleste av reaksjonene som er nødvendige for homeostase.
Livsformer kan klassifiseres i henhold til en vitenskapelig prosess som kalles taksonomi , og det høyeste nivået av klassifisering inkluderer seks riker : Archean , bakteriell , protist , sopp , plante og dyr , de to sistnevnte er de mest synlige kongedømmene på makroskopiske skalaer . Den taksonomiske klassifiseringen ledsages og bekreftes oftest av en komparativ genetisk studie som utleder deres reproduktive linje i henhold til en såkalt fylogenetisk tilnærming .
Spørsmålet om livets mening presenterer seg som de facto polysemisk :
Hver religion gir sin egen analyse av meningen med livet, i henhold til overbevisning.
I jødedommen og kristendommen er livet for eksempel frukten av guddommelig skapelse . Boken av Genesis inneholder beretningen om skapelsen. I de ti bud står det at det er forbudt å drepe. Den ti bud er på en måte en kode av livet for israelittene , og i en viss forstand, for kristne også.
De kristne tror på Jesu oppstandelse , som besegler livets seier over døden. Dette er grunnen til at kristendommen insisterer på livets umistelige karakter. I Det nye testamentet sier Jesus “Jeg er veien, sannheten og livet. » (Joh 14, 6). Den Hellige Ånd kalles "livspust". Det overnaturlige livet finner sin kilde i den hypostatiske foreningen av Gud.
Den embetet adressert encyklikaer Evangelium vitae og Humanae Vitae , på retten til liv og grunnleggende respekt som skyldes den. Disse tekstene er grunnlaget for den katolske læren om abort .
Spørsmålet om naturen til det levende fenomenet har lenge fascinert fysikere i den grad livet i det minste ser ut til å være i strid med det andre prinsippet om termodynamikk . Emnet er bare tatt på alvor nylig, men de første verkene som er helt viet til emnet kan spores til begynnelsen av det tjuende århundre:
Forklaringen utviklet av Schrödinger består i det vesentlige i å huske at et levende system ikke er et isolert system, og at hvis det klarer å redusere eller opprettholde konstant entropi , er det fordi det eksporterer entropi mot sitt miljø (vanligvis produserer en levende organisme avfall for eksempel). Sidis forklaring er mer radikal: han postulerer gyldigheten til både den andre loven om termodynamikk og dens omvendte: overvekt av den ene eller den andre er bare lokal, og livet er en og annen forekomst av motsatt lov innenfor en lokal trend.
Emnet forblir imidlertid åpent, i den grad dets fullstendige oppløsning krever bedre forståelse av grunnleggende livsmekanismer, men også fordi visse nyere vitenskapelige utviklingstrekk, særlig innen kosmologi og datavitenskap (for eksempel med modeller av kunstig liv ), reiser spørsmål. angående ukjente eller mistenkte livsformer.
Det hender også at fysikere, og spesielt kosmologer , lurer på det teleologiske aspektet ved det levende fenomenet, spesielt når de blir brakt til å avgjøre muligheten for tilstedeværelse av utenomjordisk liv, inkludert det nåværende. Ikke-observasjon fører til avhør. livets betydning og plass i universet, og spesielt intelligente livsformer. Ettersom livet har en egenartet tendens til å spre seg, oppstår spørsmålet om det til slutt vil spre seg over galaksen, og om slik forplantning krever en eller annen form for intelligens. Hvis en slik spredning er uunngåelig, gjenstår det å se hvorfor den ikke allerede har funnet sted, et problem som utgjør Fermi-paradokset . I følge det antropiske prinsippet har selve eksistensen av det levende fenomenet dessuten direkte konsekvenser for fysiske lover.
To hovedgrupper av definisjoner har blitt diskutert siden begynnelsen av filosofien : idealistiske forestillinger som er basert på en mer eller mindre klar skille mellom materie og liv (jf. Fenomenologisk definisjon nedenfor) og materialistiske forestillinger som antar livet som en av de fremvoksende manifestasjoner av materie.
Historisk sett er det to teser, uten at det er mulig å avgjøre om den ene er fremre til den andre, spesielt siden de kan være gjenstand for forskjellige synteser (de to tesene samboer i varierende grad i de mer sofistikerte teoriene). De finnes i gammelgresk tanke.
I følge de såkalte dualistiske tesene blir livet oppfattet som fundamentalt forskjellig fra materie: det er levende (åndelig) og inert (materiale og energi) som det er jern og vann. Den eneste vanskeligheten er å "rense" og "isolere" (i nesten kjemisk forstand) det levende vesenet fra det inerte, en separasjon desto vanskeligere, ettersom den per definisjon er utilgjengelig for eksklusivt materielle metoder. Disse tesene appellerer til ulike forestillinger: sjelen, den vitale pusten, den vitale drivkraften osv. Denne atskillelsen ga opphav til ulike teorier, slik som den spontane generasjonen , som fortsatt var i live på Louis Pasteurs tid .
I følge monistesatsene er livet tvert imot en manifestasjon av materie, en fremvoksende eiendom som dukker opp spontant under visse forhold. Det er da mulig å variere definisjonen av liv i henhold til de vilkår som individer anser for å være karakteristisk, som introduserer marginene av falsk debatt (motstandere tro de diskuterer begrepet livet stund, ved å vedta ulike kriterier, de å forby en priori enhver avtale), men i praksis er det bare marginobjektene som kan diskuteres (mikrober, virus, prioner, brann osv.). Moderne vitenskapelig tanke faller inn under denne typen oppgaver, særlig etter Pasteurs eksperimenter med sterilisering: så lenge behovet for å postulere en dualitet ikke har blitt demonstrert, anbefales det å holde seg til den monistiske hypotesen. Selv om stadiene i livsutseendet eller organisasjonen av levende vesener fortsatt skal forklares, er de kjente kjemiske lovene tilstrekkelige for øyeblikket.
Forskning på de opprinnelige materielle forholdene på planeten vår, med håp om å kunne krysse denne informasjonen med den som eksisterer på andre planeter, kan en dag gi oss ett eller flere overbevisende scenarier for overgangen fra inert materie til liv .
Definisjon av KantDen tyske filosofen Immanuel Kant diskuterte forskjellen mellom levende ting og maskiner i et kjent avsnitt:
“I en klokke er en del instrumentet til andres bevegelse, men en tannhjul er ikke den effektive årsaken til produksjonen av en annen tannhjul; absolutt en del eksisterer for en annen, men det er ikke gjennom denne andre delen den eksisterer. Dette er grunnen til at den produktive årsaken til disse og deres form ikke er inneholdt i naturen (av denne saken), men utenfor den i et vesen, som ifølge ideer kan realisere en mulig helhet på grunn av kausaliteten. Dette er også grunnen til at en tannhjul ikke kan produsere en annen og enda mindre en klokke av andre klokker i en klokke, slik at den til dette formålet vil bruke (organisere) annet materiale; Dette er grunnen til at den ikke erstatter delene som er fjernet fra seg selv, og heller ikke korrigerer deres mangler i den første formasjonen ved inngripen fra de andre delene, eller reparerer seg selv når den er ute av drift.: men vi kan forvente alt dette fra organisert natur. - Dermed er et organisert vesen ikke bare en maskin, for maskinen har bare en drivkraft; men det organiserte vesenet har i seg selv en formerende kraft som den kommuniserer til materialene som ikke har den (den organiserer dem): den er altså en formende kraft som forplantes og som ikke kan forklares av det eneste fakultet for å bevege seg ( mekanismen). Vi sier for lite om naturen og dens evner i organiserte produkter når vi kaller det en analogon av kunst; faktisk forestiller vi oss kunstneren (et fornuftig vesen) utenfor henne. Snarere organiserer den seg selv og det i hver art av produktene organisert i henhold til den samme modellen i det hele tatt, med de riktige modifikasjonene som kreves av bevaringen (av organisasjonen) i henhold til omstendighetene. " Immanuel Kant, Kritikk av dommen , 1790, §65.Kant, hvis han i sin tid var uvitende om naturen til den "formative kraften" som levende vesener besitter, ser ikke ut til å gjøre den til en overnaturlig egenskap, men naturproduktet som "organiserer seg selv".
Fenomenologisk definisjonFilosofen Michel Henry definerer livet fra et fenomenologisk synspunkt som det som besitter fakultetet og makten "å føle og oppleve seg selv på hvert punkt av ens vesen". For ham er livet i det vesentlige i størrelsesorden subjektiv kraft og affektivitet, det består av en ren subjektiv opplevelse av seg selv som stadig svinger mellom lidelse og glede. En "subjektiv kraft" er ikke en upersonlig, blind og ufølsom kraft som de objektive kreftene man møter i naturen, men en levende og sensitiv kraft som oppleves innenfra og som følge av subjektivt ønske og krefter. Subjektiv av viljen til å tilfredsstille den. Fra denne fenomenologiske tilnærmingen til livet etablerer Michel Henry en radikal opposisjon mellom det levende kjøttet som er utstyrt med følsomhet og den materielle kroppen, som i prinsippet er ufølsom, i sin bok Inkarnasjon, en filosofi om kjøttet .
I den første av leksjonene om fenomenene til liv som er felles for dyr og planter (1878), erklærer Claude Bernard eksplisitt at man ikke trenger å bekymre seg for forestillingen om liv, fordi biologi må være en vitenskapelig eksperimentell og derfor ikke har å gi en definisjon av livet; dette ville være en a priori definisjon og "metoden som består i å definere og utlede alt fra en definisjon kan være egnet for sinnets vitenskap, men det er i strid med selve ånden fra de eksperimentelle vitenskapene" . Følgelig "er det tilstrekkelig at vi er enige om ordet liv for å bruke det" og "det er illusorisk og kimært, i motsetning til vitenskapens ånd å søke en absolutt definisjon" .
Det er tilsynelatende til denne oppfatningen at biologien har vært trofast, siden den fortsetter å ignorere forestillingen om liv og erstatte den med analysen av objekter som sunn fornuft betegner som levende. Dermed er ikke problemet med levende ting i forhold til livløse objekter og maskiner ennå løst av moderne biologi , hvis gjenstand forblir avgrenset både empirisk og konvensjonelt. Dette problemet er bare skjult på forskjellige måter, som alle har en tendens til å bringe tilbake Descartes ' forestilling om det levende vesen som mer eller mindre som en veldig kompleks maskin , i mangel av noe bedre .
Enhver definisjon må ta hensyn til forestillingen om nivåer av strukturell organisering, fremvekst, homeostase , entropi (termodynamikk) og metabolisme for å unngå å havne i et "grått område". Følgende definisjoner ser ut til å begrense disse gråområdene:
For Francisco Varela og Humberto Maturana er en enhet i live hvis den kan reprodusere seg selv, hvis den er basert på vann, hvis den produserer lipider og proteiner, hvis metabolismen er basert på karbon, hvis den replikeres takket være nukleinsyrer og hvis den har et system som gjør det mulig å "lese" proteiner. Denne definisjonen har blitt mye brukt av Lynn Margulis .
“Et system med lavere negativ tilbakemelding styrer underordnet en høyere positiv tilbakemelding . (J. theor Biol. 2001).
I The Living of Adventure lever biologen Joël de Rosnay opp tre grunnleggende egenskaper:
Vi må legge til disse tre egenskapene kapasiteten til levende vesener til å utvikle seg.
For Steven A. Benner (en) , pioner innen syntetisk biologi , for at et molekylært system skal sies å være i live, må det oppfylle fem kriterier:
Den levende organismen er gjenstand for en prosess med utvikling, liv, som vanligvis fører den trinnvis fra en "embryonal" tilstand til den voksne og til døden, på en individuell eller kolonial måte, fri eller fast., Hele eller deler av hans liv.
Den frø , den spore , den sperm eller egg er også former for levende ting, selv om de har verken form eller karakteristikk av de levende vesener at de vil bli. Det er således vanskelig å fullstendig isolere livet til et individ fra den slektslinjen han tilhører, og fra biosfæren . Det levende er født fra det levende: vi vet ikke om noe levende vesen som kommer fra det inerte, noe som gjør det vanskelig å rekonstituere de prebiotiske stadiene.
Karakteristiske aktiviteterI biologi anses en enhet tradisjonelt å være i live hvis den utviser følgende aktiviteter, minst en gang i løpet av sin eksistens :
Diskusjon av disse kriteriene:
Derfor er behovet for biologer å fullføre disse egenskapene for å redusere disse tvetydighetene.
Karakteristiske strukturer og kjemiLevende organismer har minst en celle ; det vil si en lukket membran som skiller fra det ytre miljøet et indre miljø, som inneholder metabolismen og muligens genetisk materiale (de røde blodcellene til de fleste pattedyr har ikke et genom). Disse mobilstrukturene består av komplekse molekyler som: karbohydrater , lipider , aminosyrer og nukleinsyrer . Disse komplekse molekylene eller monomerene polymeriserer og monteres for å danne alle strukturene som er nyttige for cellen. Disse monomerene består i stor grad av karbon, men dette kan sees på som et skjevt syn på levende organismer på grunn av "karbosentrisk" . Livsformer "kunne" i teorien være basert på silisium , men silisium har ikke samme reaktivitet som karbon under lignende eksperimentelle forhold.
Spesielle funksjoner:
Det er enheter som er nær levende organismer, som imidlertid ikke anses å være slike. Imidlertid deler disse enhetene evnen til å replikere med levende organismer, det vil si å få miljøet til å produsere kopier av seg selv (formulering av David Deutsch ): de er replikatorer .
Ikke-virale biologiske replikatorerPå grunn av mangel på stoffskifte anses ikke prioner for å være i live, selv om de utvilsomt har en biologisk replikasjonsaktivitet. Disse proteinene i deres aktive form er faktisk i stand til å modifisere tertiær eller til og med kvaternær konformasjon av andre prioner. I visse patologier er det en ondartet form som sprer sin konformasjon, og induserer metabolske forstyrrelser som kan føre til noen ganger dødelige syndromer som bovin spongiform encefalopati eller " gal ku sykdom ".
Det er også uavhengige nukleotidpolymerer hvis replikasjonsmåte er veldig nær virus, uten imidlertid å benytte seg av et kapsid eller noen annen bestanddel. På grunn av denne funksjonen kalles de " viroider " med referanse til virus.
Et annet tilfelle av uavhengig replikerende nukleotider, transposoner, er DNA-sekvenser som er i stand til å bevege seg og multiplisere autonomt eller semi-autonomt i et genom, ved en mekanisme som kalles transposisjon (en mekanisme som særlig involverer et DNA-mellomprodukt).
VirusDe virus er en spesiell familie av replika hvis frie materiale skjema virionet systematisk infiserer en vert hvor det går i oppløsning og blir sovende eller aktiv form av viruset (aktiv form som vil avlede hele eller en del av vertsmaskiner til fordel for dens replikasjon) . Strukturen til en virion kan variere fra et enkelt- eller dobbeltstrenget DNA eller RNA som er omfattet av et kapsid ( f.eks. Rhinovirus ) til overbygninger til og med bærer aktive metabolske elementer som enzymer , eller til og med en kompleks polysakkaridoppbygging ( f.eks.: Megavirus chilensis ).
Størrelsen på virus er avgjørende i deres infeksjonsmåte, og samtidig er den ansvarlig for sen oppdagelse ( mimivirus i 2003, mamavirus i 2008) av gigantiske virus , på grunn av den virologiske definisjonen som da ble brukt. Imidlertid setter gigantiske virus i betraktningsmodus av fagocytose og i løpet av sin aktive fase spørsmålstegn ved dette ikke-tilhørende levende fenomenet, siden de ville presentere et unikt metabolsk kompleks, "virionfabrikken", hvis funksjon ser ut til å være veldig lik den i en eukaryot cellekjerne .
Foreløpig tilbys bare den jordiske biosfæren til studiet av livet av mennesker, men det levende fenomenet er spesielt forvirrende da formene er varierte, komplekse og til slutt tilpasningsdyktige av påfølgende generasjoner. Biosfæren strekker seg fra de første kilometerne av jordskorpen til de høye stratosfæriske lagene. Størstedelen av biomassen er konsentrert i samspillet mellom jordskorpen og hydrosfæren eller, hvis aktuelt, troposfæren (vi vet om livsformer i dyp bergart , i petroleum , ekstremofiler , forskjellige former for motstandsbegrensninger som vakuum presset radioaktiviteten , høy trykk , pH ekstreme temperaturer ekstrem varm eller kald , tørking ...). Selv om livet kan virke skjørt på overflaten, viser det levende fenomenet som helhet fra de tidligste kjente sporene etter jorden (for rundt fire milliarder år siden) faktisk bemerkelsesverdig motstandskraft .
Det spekuleres i at livet potensielt er til stede andre steder i universet , selv om det foreløpig ikke er noen avgjørende bevis som gir næring til dette håpet.
Livet er ikke et episodisk fenomen , det vil si at det ikke manifesterer seg på en tydelig avgrenset måte i tid, i det minste ikke for den nedre grensen. Faktisk gjør døden det mulig å definere en øvre grense, men begynnelsen av livet er mer problematisk: det anses at enhver levende organisme er resultatet av reproduksjonen av en eller to forgjengere, kalt "stamfedre". Den motsatte hypotesen, kalt spontan generasjon , ble først formulert av de gamle grekerne, og regnes som feilaktig i den forstand at det i dag anses at alle levende organismer som for tiden er på jorden er et resultat av reproduksjon av deres stamfedre, som selv var et resultat av reproduksjon av deres forfedre, og så videre på geologiske tidsskalaer. Den siste universelle felles forfaren anslås å ha levd for rundt 3,5 milliarder år siden.
Hvis livsformer derfor følger en kjede av reproduksjon som går veldig langt tilbake i fortiden, innrømmes det imidlertid at det var en periode der ingen livsform var til stede på jorden. Overgangen mellom denne perioden og at når livet eksisterer utgjør den vitenskapelige gåten kjent som livets opprinnelse .
Livets opprinnelse og forholdet mellom de viktigste linjene er gjenstand for uopphørlig forskning, uopphørlig opprørt av nye vitenskapelige funn, spesielt i molekylærbiologi i løpet av de siste tiårene. Tre hovedkongeriker utmerker seg, prokaryoter , eukaryoter og arkæer . To symbiotiske organeller som er tilstede i eukaryoter , nemlig mitokondriene og kloroplasten , antas å være et resultat av endosymbiose av bakterier.
For å forstå organisasjonen, funksjonen og utviklingen av levende ting, klassifiseres nåværende og tidligere organismer. Dette er basert på den levende verdens evolusjonære historie (dens fylogeni ), som noen ganger blir representert metaforisk av et "livets tre". Tilhengere av kladisme forsikrer at en streng holofyletisk klassifisering er den mest relevante tilnærmingen, siden den gir et minimum av mulige utfordringer. Alle de anerkjente gruppene består av en felles forfader og alle hans etterkommere. Til dette står motstanderne av evolusjonær systematikk som mener at ekskludering av visse etterkommere som har radikalt avviket fra den opprinnelige organisasjonsplanen, gjør det mulig å oppnå mer homogene og derfor mer naturlige grupper.
Flere modeller er imot det generelle utseendet til de levende. Ifølge en av dem er de levende delt inn i tre hovedopprinnelige holofyletiske linjer som kalles domener : arkabakterier , eubakterier og eukaryoter . I følge en alternativ modell er de levende delt inn i to imperier : prokaryoter og eukaryoter , sistnevnte har utviklet seg fra det første bare for omtrent en milliard år siden.
Cours du Collège de France (2017): Livsdynamikk ; Thomas Lecuit;27. april 18:00 19:00 Åpningstime