ALS - Magazine 2 - Janvier 2011

(2) Qu’est-ce qu’une loi de puissance ? Considérons la suite de nombres 2, 4, 8, 16, 32… c’est une suite de nombres qui sont appelés « puissances successives de 2 ». C’est une loi de puissance exponentielle de raison 2. Le nom du rang (1, 2, 3, 4, 5, … 23) correspond au logarithme à base 2, l’inverse de la fonction exponentielle… (3) Mandelbrot. 1975. Les Objets fractals. Flamarion, Champs, Paris. (4) Acinus : Cavité arrondie et en forme de cul-de-sac qui constitue la partie sécrétrice de certaines glandes. En conclusions 1. La paléontologie permet de reconstituer, grâce aux fossiles découverts dans un cadre stratigraphique de mieux en mieux daté, et environnemental de plus en plus précis, l’histoire de la vie avec ses événements contingents : les radiations, dépendant des niches écologiques disponibles et les extinctions en masse, résultant de l’histoire de la Terre. 2. La paléontologie apporte les preuves concrètes indiscutables de l’évolution des espèces. 3. La paléontologie permet d’évaluer les relations de parenté entre les organismes par la cladistique et d’analyser les relations ancêtres-descendants en termes d’hétérochonies du développement. 4. La paléontologie a permis de montrer l’existence de contraintes et de lois physiques universelles de « structuration » insoupçonnées, celles de la Relativité d’échelle de Nottale et l’existence de structurations fractales à certaines échelles retenues par la sélection naturelle. 5. La paléontologie et la physique ont montré l’existence de répartitions log-périodiques des événements évolutifs majeurs : des lois de prédictibilité à caractère indéterministe, donc probabiliste, celles de la mécanique quantique macroscopique. 6. Si la paléontologie n’apporte rien sur les mécanismes de l’évolution que seule la biologie peut dévoiler, elle participe avec la génétique et la biologie du développement, à EVO-DEVO, le nouveau stade actuel de la théorie de l’évolution en apportant la dimension temporelle de l’évolution… 7. La paléontologie n’a identifié rigoureusement aucune finalité, ni aucun dessein intelligent, seulement des canalisations résultant de contraintes du développement et de la sélection naturelle. Une interprétation en termes de finalité et de dessein intelligent pour expliquer la complexité du vivant ne relève pas de la science, mais de la philosophie ou de la religion. 8. D’ailleurs, s’il y avait finalité et dessein intelligent, y aurait-il eu des « extinctions massives » liées à la « contingence » de l’histoire de la Terre ? Y aurait-il des « anomalies du développement abominables, comme les anencéphalies, les aniridia (enfants sans les yeux) ou des phocomélies » résultant de mutations au hasard ? Et une sélection naturelle, l’implacable et impitoyable loi du plus fort ? où l’on trouve un motif identique à l’intérieur d’un motif identique, et ainsi de suite… Mais Mandelbrot n’a introduit ni théorie ni dynamique, c’est le travail de Laurent Nottale (1982) que nous allons examiner plus loin en détail. L’un des plus beaux exemples de fractale est celui des poumons humains. Le motif « bifurcation » se retrouve dans 16 dichotomies successives produisant 60.000 branchioles conduisant aux 60.000 acinis (4) contenant les alvéoles. L’arbre des veines et des artères des poumons se réalise en 23 dichotomies aboutissant aux 8 millions d’artérioles et veines terminales en échelles décroissantes. On sait aujourd’hui que le gène Hoxb-5 influence la morphogenèse des branchements. Les structures fractales sont abondantes dans la hiérarchie du vivant. On trouve des structures fractales dans les régions non-codantes de l’ADN, ce qui permet de compacter le filament d’ADN long de 1m dans le minuscule chromosome. On en retrouve aussi dans la morphologie des cellules des bactéries, des algues, des plantes, des coraux et des neurones, dans les organes (poumons, reins, vaisseaux sanguins, estomac, intestin), dans les déplacements et oscillations des populations et même dans les apparitions et extinctions des espèces (Dubois et Chaline, 1991). La raison de cette abondance de structures fractales dans le vivant est simple : la fractalisation augmente les surfaces de façon considérable dans un « espace fini » et cet avantage est donc retenu par la sélection naturelle. Ainsi, les poumons humains dépliés couvriraient la surface d’un court de tennis. En mettant à profit les mathématiques, en confrontant les connaissances de la paléontologie avec celles de la biologie et de la physique, en appliquant par exemple la relativité d’échelle à l’origine de la vie et à son évolution (voir « L’arbre de la vie est-il fractal ? » consacré à la théorie de Nottale, aux lois log-périodiques et phénomènes critiques), de nouvelles voies sont ouvertes pour faire progresser la connaissance des transformations du vivant. $ Références Ce texte illustrant la conférence donnée le 22 novembre 2009 dans le cadre du « Colloque Darwin, Héritage et enjeux pour notre Société » à Nancy est tiré de l’ouvrage où se trouvent toutes les références citées : Nottale, L., Chaline, J. et Grou, P. 2009. Des fleurs pour Schrödinger. La relativité d’échelle et ses applications. Ellipses, Paris, 421p. ALS Mag / 19 Les apparitions et extinctions d’espèces chez les campagnols suivent les lois de puissance ! Conclusion : elles ne se font pas au hasard !