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18 octobre 2020 7 18 /10 /octobre /2020 07:46

   Au moment de l'épidémie du Covid-19, il n'est pas inutile de rappeler les circonstances et les conséquences de l'épidémie de peste qui ravagea l'Orient et l'Occident durant quatorze siècles. Même si dans le premier cas, on a affaire à un virus, et dans le deuxième à un bacille, les épidémies forment des séquences d'événements et d'enchainements sociaux, économiques et politiques semblables. L'ouvrage, dense, de l'auteure plus connue sous le nom de Fred VARGAS, archéologue de métier, tout en retraçant l'histoire de la peste, indique également la remise sur le chantier d'un certain nombre d'hypothèses passant jusque là pour des certitudes bien établies.

    Au-delà de symptômes et de processus de diffusion semblables, les plus récentes recherches indiquent des vecteurs différents, puce de l'homme, puce du rat, autres puces, à l'origine de la peste. Il apparait également que la peste n'est pas complètement éradiquée, des cas (en 2002 à New York, deux cas) apparaissant jusqu'à la fin du XXe siècle et au-delà. "L'histoire de la peste, écrit-elle, n'est donc pas révolue et elle constitue une véritable question d'avenir. D'autant que l'irruption toute récente de cette maladie, aux côtés de la variole et de l'anthrax, dans le débat mondial sur la guerre bactériologique, la propulse aux premiers rangs de l'actualité, conférant au sujet une acuité nouvelle. Certes , la découverte du rôle de la piqûre de puce, la mise en place de mesures prophylactiques, la connaissance des foyers invétérés et la mise au point de traitement de la maladie, lui ont porté des coups décisifs. Cependant, l'absence de vaccin réellement efficace et la résistance nouvelle du bacille aux antibiotiques obligent l'homme à poursuivre activement sa bataille séculaire. Or, de l'identification des puces vectrices dépend la compréhension de la chaîné épidémiologique et de la propagation de la maladie. A sa suite, c'est évidemment toute l'orientation des mesures de prophylaxie, fondamentales dans ce combat, qui peut s'en trouver très notablement modifiée. La lutte contre les puces de rat se mène différemment de celle contre les puces de l'homme : aussi la connaissance exacte des insectes vecteurs est-elle un enjeu de première importance."

    L'auteure indique bien l'étendue du domaine de la peste, étendue qui accroît la difficulté de son étude : "sa dimension chronologique oblige à sortir des champs cloisonnés de l'histoire, son extension géographique contraint à dépasser les bornes des continents, et l'investigation ne peut être conduite qu'en croisant des champs disciplinaires ordinairement étanches". C'est pourquoi, dans ce livre, elle aborde des éléments en provenance de disciplines diverses, entre dans les détails archéologiques, biologiques, médicaux, zoologiques et entomologiques.... Elle reprend l'histoire des phases successives de recherche effectuée depuis la fin du XIXe siècle, examine des théories qui s'affrontèrent et explique, in fine, la raison de certaines réactions des populations et des élites face à cette maladie. Ainsi est éclairée le contraste entre réactions de classes riches et de populations miséreuses. 

Elle apporte ainsi des explications intéressantes mais s'arrête là. Tout en replaçant dans leur contexte certaines perceptions de la peste, elle n'aborde pas les conséquences de tout ordre du développement de ces épidémies. D'importantes notes et une abondante bibliographie donnent des pistes pour un prolongement de l'étude ce cette histoire des chemin de la peste.

Frédérique AUDOIN-ROUEZAU, Les chemins de la peste, Le rat, la puce et l'homme, Éditions Tallandier, collection Texto, 2020, 625 pages. Une première édition avait été réalisée en 2006 par les Presses Universitaires de Rennes.

 

 

 

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4 octobre 2020 7 04 /10 /octobre /2020 15:08

   Les épidémies ne constituent qu'un aspect paroxystique des relations entre différentes espèces de différentes tailles, étant donné que les bactéries, les virus et autres organismes coexistent, coopèrent, se combattent, vivent et meurent les uns par les autres, suivant des "étagements" complexes, des êtres monocellulaires aux grandes "entités" pluricellulaires. Jusqu'à l'invention du microscope et du microscope électronique, l'homme n'avait aucune idée de la complexité de sa constitution et en était réduit aux spéculations plus ou moins élaborées. Ce n'est que très récemment que les sociétés humaines ont pu se doter d'outils leur permettant d'utiliser au mieux - mais c'est très très loin d'être parfait! - les réalités biologiques à leur profit. Même en en ayant une connaissance parcellaire, nombre d'entreprises et d'États, mus par divers mobiles, ont commencé à utiliser des micro-organismes de manière très diverses et ont d'ailleurs contribué à provoquer d'autres catastrophes.

 

La notion de conflit appliquée aux micro-organismes....

   Avant d'aller plus loin, il faut tout de même réfléchir plus sur la notion de conflit, surtout lorsqu'on discute du "comportement" en dehors de l'espèce humaine, pour laquelle ce concept a d'abord été émis.

Tout d'abord, s'il est vrai que le conflit peut être inconscient, au sens qu'il existe, préexiste par rapport à son expression, en tant qu'existence d'intérêts (au sens très large) contradictoires, il faut s'interroger sur l'extension de cette notion à d'autres espèces et encore plus au monde végétal qu'au monde animal (à ce dernier monde appartiennent les êtres microscopiques qui nous intéressent ici). Lorsqu'on a affaire à des chaines d'évènements aussi stéréotypés dans ces espèces, on ne peut s'empêcher de considérer que ceux-ci sont plus proches des réactions et contre-réactions chimiques que des stratégies mises en oeuvre dans les sociétés humaines. De fait, on a affaire à des phénomènes qui se reproduisent de manière systématique entre unités ou individus des espèces non humaines, tant et si bien que si l'on peut parler de conflits - en ce sens qu'il existe bien des conditions contradictoires de vie et de survie - il est difficile de discuter de stratégies, de tactiques - même lorsqu'on a affaire à des comportements compliqués - sans tomber dans un anthropomorphisme qui n'a cessé de faire des dégâts dans la pensée humaine. Aussi, s'il y a bien des conflits microscopiques entre espèces différentes, c'est bien plus dans leur situation et leur condition d'existence que dans les modalités complexes, "pensées", que l'on ne rencontre que dans l'espèce humaine ou dans des espèces dotées d'intelligence permettant de distinguer le court du moyen et du long terme. Car, loin des possibilités de retarder des actions dans l'espoir de rencontrer des circonstances plus favorables, la qualité des actions des micro-organismes est très quantifiable par rapport à des face à face immédiats et provoquant des réactions reproductibles à l'infini. C'est ce qui fait que l'on peut précisément lutter contre l'action de certains micro-organismes "s'attaquant" à l'être humain : leur reproductibilité quasi-indéfinie, leur prévisibilité, même si bien entendu l'écheveau des interactions est si complexe qu'il arrive à un moment donné que nos techniques deviennent contre-productives... Même dans des ouvrages sur la microbiologie, il est vrai destinés au grand public - car dans ceux écrits pour les étudiants en médecine par exemple, cela est bien moins appuyé - comme celui de Pascale COSSART, la tentation d'un certaine anthropomorphisme transpire. "Les bactéries ont donc une vie sociale très élaborée : en plus de leur capacité à vivre en groupe, et sans doute afin de vivre en groupe, elles peuvent communiquer entre elles en utilisant un langage chimique qui leur permet de se reconnaître par espèces ou par grandes familles, et de se distinguer les unes des autres..." Or, s'il existe toute une succession d'actions et de réactions lorsque des groupes de bactéries rencontrent d'autres espèces, cela n'infère pas qu'elles vivent en société et qu'elles aient une vie sociale... Mais heureusement, même dans cet ouvrage, on en vient pas à une description type Disney (le summum de l'anthropomorphisme au cinéma et dans la bande dessinée...), dotant les bactéries de portables ou d'armements!

 

Les différentes découvertes techniques au service de l'étude des "comportements" des micro-organismes.

   Pour en revenir à des conceptions plus précises et sérieuses, les diverses technologies (microscopes de plus en plus précis, utilisations de la manière même où les bactéries évoluent, manipulations des sections d'ADN...), ont amené à un nouveau regard sur la vie des organismes vivants, sur les maladies infectieuses. Les bactéries comme les virus se regroupent suivant les caractéristiques bio-chimiques des milieux où ils se trouvent, présents sur des surfaces de tout genre (sous forme de "biofilms"). On avait l'habitude d'isoler un nombre restreint de bactéries pour les observer, les marquer, les suivre dans leurs comportements, mais ces micro-organismes vivent ensemble en très grand nombre, vivant en harmonie ou non avec d'autres micro-organismes, formant des groupes très hétérogènes mais stables. Lorsque ces groupes deviennent gigantesques, à l'échelle de leur environnement, et sont présents en association avec d'autres, parasites ou virus, on parle de "microbiote". Et ces micro-biotes évoluent en fonction de leur environnement, par exemple dans le corps humain. Suivant des caractéristiques que la recherche scientifique tentent de cerner et qui dépendent des habitudes alimentaires, du patrimoine génétique et des maladies, et du comportement en général de l'individu. Si des auteurs parlent de vie sociale, c'est surtout par analogie - avec aucune volonté de déduire autre chose - et par les comportements si complexes de ces groupes de micro-organismes : alimentation, contractions, dilatations, colonisations d'autres environnements, réactions particulières lors de la rencontre avec d'autres espèces, processus de défense et d'attaque (qui revêtent tous un caractère d'automaticité, comparable aux réactions acido-basiques en chimie), exclusions ou inclusions en leur sein de la totalité ou d'une partie de ces micro-organisme rencontrés. Ce qui fait apparaitre des compatibilités et des incompatibilités immuables entre micro-organismes en conflit ou en coopération... Alors qu'on avait tendance à ne considérer les bactéries et les virus que sous l'angle des maladies infectieuses que certains causent à la rencontre des organismes humains, on conçoit aujourd'hui les êtres humains comme la composition complexe de myriades de bactéries et de virus, dont seulement une petite partie est en définitive nuisible à leur intégrité. Et bien entendu, ces bactéries et virus ont un rôle capital dans le développement de l'ontogenèse et de la phylogenèse, dans la formation de l'individu comme dans l'évolution de l'espèce.

 

Une socio-microbiologie

   Cette socio-microbiologie, décrite par exemple par Pascale COSSART, n'a rien à voir avec une quelconque sociologie de microbiotes et le terme lui-même veut signifier que les bactéries, virus, etc vivent, agissent, inter-agissent en groupes, les types de groupes permettant de les distinguer les uns des autres, de manière plus proches des molécules rencontrées en chimie organique que des insectes qui forment des sociétés à un niveau bien plus sophistiqué et de plus entre individus parfois extrêmement reconnaissables les uns des autres...

       Cette socio-microbiologie étudie la manière dont les bactéries s'assemblent (elles agissent en groupe, on se serait bien douté qu'il n'y avait pas qu'une bactérie agissant seule...) en véritables biofilms, observés pour la première fois par COSTERSON en 1978, mode de vie naturel de pratiquement toutes les bactéries. Ce mode de vie est maintenant de plus en plus étudié alors que la microbiologie classique s'était attachée après PASTEUR et KOCH, à étudier les bactéries en les faisant croitre en cultures pures, dans des flacons, dans des conditions parfois très éloignées de leurs conditions naturelles de croissance. C'est parce qu'elles s'agglutinent ainsi qu'elles peuvent résister ou "coopérer" avec d'autres micro-organismes. Mobiles, ces biofilms peuvent s'incruster dans des surfaces dont on les croit disparues, ses différents éléments pouvant mener un temps une "vie indépendante"... Elle étudie aussi comment les bactéries "communiquent" entre elles, dans un langage chimique, grâce à des substances bio-moléculaires qui circulent d'un groupe à l'autre, comme circulent des milliards de molécules dans nos organismes. Si la peau par exemple apparait fixe sur nos mains et nos bras à nos yeux, elle est formée néanmoins en partie de substances qui circulent constamment. Les différents mouvements des bactéries peuvent être modifiés par une action sur ces diverses substances, indispensables pour la conjugaison, la transformation, l'échange de matériel génétique comme pour leurs mouvements d'un endroit à un autre de manière générale. Alors que les substances moléculaires simples sont animées d'un mouvement brownien, les micro-organismes  se meuvent suivant des directions précises induites par la présence ou l'absence de nombreuses molécules organiques (et même minérales), et c'est ce qui caractérise d'ailleurs leur vie, par rapport à la matière inerte. Cette microbiologie étudie également comment les bactéries "s'entretuent", pour reprendre le langage adopté par Pascale COSSART.

   "Dans tous les domaines du vivant, écrit-elle, la lutte pour la vie et la rivalité entre les individus sélectionnent naturellement (c'est la sélection naturelle) ceux qui se sont le plus vite et le mieux adapté à un environnement donné. La transmission des caractères acquis contribue à l'évolution, et même à la naissance de nouvelles espèces". Elle pense s'inspirer de Charles DARWIN, mais c'est en fait de LAMARCK qu'elle tire cette présentation un peu lapidaire. Si l'évolution sélectionne les bactéries les mieux adaptées, ce n'est pas par le phénotype, mais par le génotype qu'elle l'effectue. Dans le grand mouvement tourbillonnant des actions-réactions entre groupes de bactéries, les agents extérieurs (virus, bactéries...) s'attaquent aux bactéries et les bactéries, assez rapidement, réussissent ou non de se protéger, suivant leurs ressources internes. "On sait que certaines bactéries peuvent ainsi libérer dans le milieu où elles se trouvent un grand nombre de poisons différents et spécifiques, des "bactériocines", des toxines qui tuent leur victimes. Les bactéries productrices de bactériocines sont, elles, protégées par des protéines d'immunité, qui empêchent suicides et fratricides. Il existe d'autres mécanismes que les bactériocines par lesquels les bactéries s'entre-tuent, mais ceux-là nécessitent un contact physique entre les bactéries qui, alors, s'agressent réellement' O a notamment récemment découvert un système très sophistiqué, qui mène, vie la système très sophistiqué, qui mène via le système de sécrétion de type VI, à de véritables duels bactérie-bactérie qui évoquent des duels d'escrime." Anthropomorphisme, quand tu nous tient!  Il est pourtant d'autres modes de descriptions de ce que les microbiologistes découvrent par leur appareillage complexe...   Inhibition de la croissance dépendant d'un contact bactérie-bactérie, sécrétion de type VI : attaque et contre-attaque, c'est ce qu'ils découvrent... Pas la peine d'évoquer les mauvaises habitudes humaines!

 

Symbioses, fondements de la vie biologique...

   "Une véritable révolution secoue actuellement le monde de la microbiologie et nous révèle de façon spectaculaire et assez inattendue que la vie de tous les organismes vivants repose sur des symbioses avec des bactéries, ou plutôt avec des communautés de bactéries et de micro-organismes. Ces communautés ont une composition fluctuantes, et jouent des rôles innombrables, affectant en profondeur la physiologie et la pathologie des organismes, en particulier celles de l'homme depuis les étapes précoces du développement de l'embryon jusqu'à la fin de la vie?" C'est tout un "étagement" de symbioses que les chercheurs étudient alors. C'est en étendant le champ de leurs investigations, au-delà du 1% des bactéries isolées et étudiées en monoculture dans des milieux liquides ou solides (les fameuses boites de Pétri), qu'ils découvrent tout un monde et commence à comprendre comment fonctionnent les organismes vivants, des plus petits aux plus complexes. Ils peuvent, grâce à de nouvelles technologies étudier réellement le microbiote intestinal, et voir comment s'organisent les métabolismes globaux, avec des applications très concrètes concernant par exemple les mécanismes de l'obésité. Il peuvent étudier les relations par exemple entre le rythme circadien, et bien d'autres rythmes et les évolutions des différents microbiotes. Tous les organes peuvent faire l'objet alors d'études globales, avec toujours pour objectif de comprendre l'activité des bactéries pathogènes, et de maitriser les grands fléaux comme les nouvelles maladies...

   Une nouvelle compréhension du rôle de agents pathogènes dans les grands fléaux et les maladies diverses est permise par ces nouvelles technologies d'observation médicale. Elles indiquent que parmi tous ces micro-organismes qui contribuent à la vie d'organismes plus complexes (jusqu'au nôtre), une minorité d'entre eux, pour toutes sortes de raisons et de manière variable suivant les circonstances, possèdent un rôle néfaste et au lieu de s'installer dans une sorte de symbiose, à la limite parasite, s'attaque à la structure de l'organisme hôte. Suivant les conditions de l'environnement extérieur, ces bactéries pathogènes déploient toute une gamme de stratégie pour le faire. Certaines adhèrent aux cellules sans y pénétrer, émettant des substances qui les traumatisent, d'autres y entrent. Pour s'attaquer à leurs différentes composantes, et parfois jusqu'à leur ADN.

   Les nouveaux outils technologiques à notre disposition permettent d'élaborer des visions nouvelles face aux infections. Seule une partie des individus exposés à un agent pathogène donné - bactérie ou autre micro-organisme - développe la maladie, et le degré de gravité change d'un individu à l'autre. cela peut être dû à ds variations au sein de l'espèce pathogène responsable de la maladie, à des facteurs environnementaux ou à des modifications chez l'individu infecté. La connaissance de plus en plus fine des bactéries permet de les envisager, au moyen d'interventions sur ces bactéries, comme outils de recherche et même d'outils pour la santé et la société, de les transformer en alliés plus fiables de la structure des organismes ou même de les "retourner", comme on dit en langage stratégique, pour lutter efficacement contre leurs propres congénères...

   On voit bien que si on emploie avec des bactéries des moyens plus ou moins complexes pour s'en faire des auxiliaires de santé par exemple, il n'est pas besoin de les doter d'attributs qui les ferait ressembler à des soldats enrôler dans une armée de défense. L'emploi d'un langage anthropomorphique et militaire n'est pas indispensable pour comprendre les bactéries - et les virus de même - et entreprendre des actions qui peuvent s'apparenter à celles existantes dans les conflits entre humains...

  Jusqu'à très récemment, la microbiologie médicale était l'étude des micro-organismes pathogènes pour l'homme. Maintenant, toujours avec le même objectif de diagnostic des infections, en embrassant également l'épidémiologie, la pathogenèse et le traitement comme la prévention des maladies infectieuses, il s'agit d'avoir une vue globale dune socio-microbiologie qui englobe tant les micro-organismes partie prenante de la vie d'organismes supérieurs (que ce soit des plantes, des insectes ou des hommes) que de ceux-ci qui les mettent en danger.

  

 Pascale COSSART, La Nouvelle Microbiologie, Des microbiotes aux CRISPER, Odile Jacob, 2016. Atlas de poche Microbiologie, Falmmarion, Médecine-Sciences, 1997.

 

BIOLOGUS

 

 

  

    

 

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22 février 2016 1 22 /02 /février /2016 10:46

Dans le cadre de la lutte contre la toxicomanie, contre l'alcoolisme ou même des dépendances médicamenteuses, de multiples études se centrent sur les mécanismes physiologique - neurobiologique en particulier - de l'addiction. La question est de savoir, afin d'élaborer des techniques thérapeutiques, quels sont les mécanismes par lesquels les drogues stimulent la libération de dopamine, responsable de la sensation de plaisir dans le cerveau, elle-même contrôlée par différents peptides. En l'état actuel d'une recherche qui est loin d'être aboutie, ils seraient de deux sortes et dépendent du site où agissent les drogues.

"Les psychostimulants (cocaïne, amphétamines, ectasy et médicaments contenant ce types de substances), expliquent Bernard ROQUES, docteur en pharmacie et professeur à l'Université Paris V René Descartes et Eduardo VERA OCAMPO, docteur en psychopathologie à Parix X et psychanalyste, bloquent un système régulateur de la concentration synaptique en dopamine principalement au niveau du noyau accumbens. 

Or, il existe des connexions entre le noyau accumbens et le système limbique, spécialement l'amygdale, où naissent les perceptions du danger (stress, peur, émotions violentes...) et aussi avec le cortex préfontal (cortex cingulaire) très important chez l'homme. L'activation simultanée des neurones du cortex frontal et des structures du système hédonique (en particulier l'amygdale) a pu être démontrée par neuro-imagerie à l'occasion d'un état de "manque". En effet, chaque émotion prise en compte par le système hédonique est susceptible de conduire à une réponse motrice immédiate. Toutefois, ce "passage à l'acte" va être contrôlé par des projections du cortex cingulaire antérieur sur le noyau accumbens et l'amygdale où sont mémorisés les antécédants affectifs et socioculturels de l'individu. Ce contrôle permanent est exercé sur les pulsions qui peuvent naître de la suractivation du système limbique génère un certain nombre de conflits et peut expliquer des comportements anormaux. la drogue jouerait le rôle d'une telle "béquille hédonique", dans l'impossibilité où se trouve le patient de retrouver le contrôle de ses pulsions affectives.

La propension au passage de l'abus à l'addiction dépend aussi, dans un certain nombre de cas, d'un support génétique sans doute polygénique. Ainsi, le polymorphisme du récepteur dopaminergique D2 avec prédominance de l'allèle A1 est retouvé de manière statistiquement significative dans les familles d'alccoliques. De même, les gènes dodant pour les transporteurs des neurotransmetteurs tels que la dopamine ou la sérotonine sont retrouvés altérés plus fréquemment chez les alcooliques. On constate que 54% des vrais jumeaux, même lorsqu'ils se trouvent dans des environnements socioculturels différents consomment de la cocaïne, alors que ce pourcentage est beaucoup plus faible chez les faux jumeaux. (...)".

"Un des phénomènes les plus curieux et les plus difficiles à expliquer dans la toxicomanie, c'est le fait que, si un individu a pris une substance, il ne peut s'en défaire lorsqu'il en est devenu dépendant. Pourquoi? Il y a le fait que l'abandon de la substance crée un effet de stress, le sevrage, qui peut être très douloureux en particulier chez l'alcoolique et l'héroïnomane. Cependant, le sevrage d'autres substances (tabac, psychostimulants, cannabis) n'est pas aussi dramatique et pourtant l'arrêt du tabagisme, par exemple, est très difficile. La théorie de la dépendance liée aux difficultés du sevrage, dite "renforcement négatif", se voit donc mise en défaut et on s'oriente plutôt vers la théorie du "renforcement positif", qu'on lie à l'extrême difficulté de se détacher d'une drogue qui donne la sensation de plaisir intense. Cela sous-entend qu'il y aurait un accroissement de cette sensation par consommations successives. (...)" Une expérience réalisée sur les singes montre une recherche par tous les moyens de la drogue (craving).

"Par ailleurs, l'hypersensibilité des systèmes neuronaux, dopaminergique en particulier, a pu être démontrée" (Expériences sur des rats) (...). Nénamoins, les mécanismes neurobiologiques sous-tendant les processus addictifs sont loin d'être compris. C'est pourtant de cette incompréhension que pourraient venir des traitements évitant le craving et les rechutes. cependant, plusieurs résultats doivent être mis en exergue (...) qui conforteraient l'hypothèse (...) d'un débordement des processus de déphosphorysation par les phosphatases. Celles-ci mettraient alors un temps très long pour remettre le système cellulaire à l'équilibre."

En tout cas, notamment à l'intérieur de l'industrie pharmacentique, les recherches se poursuivent pour préciser les dynamismes à l'oeuvre. "Le véritable enjeu serait de découvrir le moyen de faire cesser la recherche compulsive des drogues et plus encore la rémanence de leurs effets. Quelques progrès ont été enregistrés sur des modèles animaux avec des substances qui maintiennent un taux moyen de dopamine dans le noyau accumbens ou avec des molécules protégeant les enképhalines endogènes de leur inactivation enzymatique. Il reste à démontrer que cela peut être transposé chez l'homme. Une autre approche intéressante, mais dont les applications semblent être plus limitées, consiste à utiliser des anticorps dirigés contre la substance addictive (héroïne, cocaïne...) qui, en fixant des drogues sur des grosses molécules d'anticoprs, les empêcheraient de pénétrer dans le serveau. Dans tous les cas, seule l'association de la médication chiimique et de divers traitements psychothérapeutiques donne des résultats réellement positifs. (...)."

 Quelques soient les vecteurs, substances ou comportements, rappelle Xavier POMMEREAU, psychiatre des hôpiteaux, chef de service au CHU de Bordeaux, "toutes les addictions partagent le fait d'être récurrentes et agies sous la contrainte d'une besoin incoercible appelée compulsion. Celle-ci est ressentie comme une force intérieure brisant la volonté, faisant dire au sujet concerné "c'est plus fort que moi". Pour A Goodman (Addiction : Definition and Implications, dans British Journal of addictions, 1990), spécialiste de l'approche comportementaliste, l'addiction est une processus par lequel un comportement, procurant normalement plaisir et soulagement, s'organise selon un mode particulier, caractérisé à la fois par l'incapacité à le contrôler et la poursuite de ce comportement en dépit de ses conséquences négatives. A cette définition générale, il est également classique d'ajouter que l'addiction constitur un trouble comprenant l'exposition à une intoxication répétée puis l'installation progressive d'une dépendance et d'un besoin compulsif de consommer, accompagner d'une tolérance - c'est-à-dire d'une diminution des effets produits par une même dose de drogue, se traduisant par des signes de sevrage (N D Volkow et collaborateurs, Role of Dopamine, the frontal cortex and memory circuits in Drug Addiction : Insight from Imagining studies, dans Neurobiol Learn men, 2002).

Les spécialistes s'accrodent à dire que l'addiction ne saurait se concevoir sans interactions chimiques au niveau du cerveau. Mais s'il est facile d'admettre que celles-ci sont provoquées par l'usage de sibstances toxiques, ou qu'elles sont liées à l'autosecrétion de substances naturelles induites par l'excès d'un comportement donné, la question de la causalité première - biologique, psychique ou sociale - reste posée. Dans l'état actuel de nos connaissances, on considère que les pathologies de la dépendance sont d'origine plurifactorielle, intégrant de manière plus ou moins imbriquée des composantes neurobiologiques, comportementales, psychologiques et sociales, susceptibles d'exercer les unes sur les autres des effets de renforcement réciproque. Et si l'on admet le principe d'une vulnérabilité génétique exposant davantage certains sujets, dès leur conception, aux risques de l'addiction, on doit tout autant reconnaitre l'importance des interactions affectives précoces dans la génèse des dépendances."

Après avoir évoqué certaines recherches neurobiologiques (Reynaud,Plaisirs, passions et addictions : comment la connaissance des circuits du plaisir et des voies de la passion éclaire la compréhension des addictions, Synapse, 2005 ; Bartels et Zeki, The neural correlates of Maternal and Romantic Loves, Neuroimage 2004, et aussi Jean-Didier Vincent, 1986), le psychiatre écrit que "même si la diversité et la complexité des différentes formes d'addiction rendent périlleuse toute approche qui se voudrait par trop synthétique, force est de reconnaitre que le corps est, dans tous les cas, attaché à l'objet addictif. D'un point de vue psychodynamique, cet "attachament à l'objet" gageant le corps et signant la dépendance, renvoie - par sa répétition et le besoin qu'il suscite - à l'impossible détachement d'un autre objet, celui-là primaire et constitutif de la satisfaction des besoins et des désirs en jeu dans la relation précoce mère-enfant."

 

Xavier POMMEREAU, Addictions, dans Dictionnaire du corps, sous la direction de Michela MARZANO, PUF, 2007. Bernard Pierre ROQUES et Eduardo VERA OCAMPO, Addiction, dans Encyclopedia Universalis, 2014.

 

PSYCHUS

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4 septembre 2013 3 04 /09 /septembre /2013 16:36

         Pour le biologiste préoccupé par l'étude des conduites animales, le comportement sexuel est particulièrement intéressant comme modèle expériamental, indique Jean-Pierre SIGNORET.

A condition bien entendu de ne pas fondre des notions très différentes dont chacune doit faire l'objet d'un examen attentif pour ne pas tomber dans une conception simpliste du fonctionnement de la nature. A condition encore de ne pas étendre trop vite les résultats de l'étude des conduites animales aux comportements humains. A condition encore de bien distinguer des domaines d'investigation scientifique dans la mesure où, sans doute, nous ne sommes pas encore parvenu à un véritable tableau d'ensemble, bien que de plus en plus la masse des observations et des analyses sur différents aspects fondamentaux permet d'approcher la dynamique générale de l'ensemble, notamment par la multiplication des approches interdisciplinaires.

Pour reprendre les propos de notre biologiste, "par définition, (le comportement sexuel) n'apparait complet qu'à l'âge adulte. Il est de ce fait un modèle idéal pour l'étude des différents modes d'acquisition d'informations et de leurs rôles respectifs dans l'organisation d'une conduite : apprentissage, acquisition au cours de l'ontogenèse, adaptation évolutive de mécanismes innés, etc. Cela explique la place occupée par l'étude des parades nuptiales dans les travaux des éthologistes."

"Par ailleurs, poursuit-il, il est possible de relier les observations des comportements à des modifications de l'équilibre endocrinien, de l'anatomie de l'appareil génital, de la physiologie sensorielle, ce qui est particulièrement favorable pour l'étude des mécanismes de réalisation d'une conduite.

En outre, les développements de l'endocrinologie ont permis d'identifier les composés chimiques en jeu, et de déterminer leur mode et leur lieu d'action.

Il est donc possible de tenter d'analyser comment, à partir d'un signal simple - une molécule chimique bien connue - se produisent des modifications complètes des relations interindividuelles.

Enfin, la connaissance du comportement animal peut éclairer certains aspects des conduites humaines, à la condition que puisse être précisée la part des réactions que l'homme a en commun avec d'autres groupes zoologiques."

 

     Se concentrant sur les Mammifères, Jean-Pierre SIGNORET présente successivement les liens entre structures sociales et comportement sexuel, l'organisation et les mécanismes de l'activité sexuelle, l'action des facteurs de l'environnement, les mécanismes neuroendocriniens, le développement et la maturation du comportement sexuel, les correspondances entre comportement animal et comportement humain.

 

      Sur le liens entre structures sociales et comportement sexuel, il souligne le fait que "le comportement sexuel n'est qu'un des aspects des relations interindividuelles existant au sein d'une espèce. Les rapports entre partenaires sexuels sont inséparables de l'ensemnle de la structure sociale et de l'utilisation de l'espace par l'animal. Ainsi la relation entre mâle et femme déborde en général très largement l'activité sexuelle proprement dite et ne peut être étudiée et comprise que si elle est située dans l'ensemble du contexte social de l'espèce.

C'est en effet l'organisation sociale d'une espèce qui déterminera non seulement quels seront les partenaires sexuels, mais même quels seront les individus qui pourront accéder à la reproduction. Ce mécanisme met en jeu un événement crucial aussi bien pour l'espèce que pour l'individu : il détermine le flux des gènes à travers les générations. Pour l'espèce, ce choix porte les possibilités d'évolution, pour l'individu, l'assurance de la survie de son patrimoine génétique dans sa descendance.

Les structures sociales des Mammigères présentent une grande variété : occupation permanente d'un espace défendu contre l'intrusion de congénères - le "territoire" -, utilisation pacifique d'un domaine vital partagé avec d'autres, migrations." Dans le cycle des périodes d'activité et d'inactivité, "la relative brièveté de la période d'activité sexuelle de la femelle constratant avec la plus longue disponibilité du mâle fait d'elle un objet de compétition. La possession exclusive et la défense d'un territoire conditionne dans de nombreuses espèces la mise en place de l'activité sexuelle. (...) Lorsque les animaux vivent, au moins temporairement, en groupe, il apparait entre eux, en général, une hiérarchie sociale. Dans une situation de compétition, le dominé cède la place à l'animal supérieur. Lorsque la femelle en oestrus est l'occasion de cette compétition, le mâle inférieur peut être écarté du groupe social. (...) Souvent, cependant, les dominés ne sont pas exclus du groupe, mais seulement écartés de la femelle en oestrus. Ils n'en sont pas moins partiellement ou totalement exclus de la reproduction. (...) Cependant, les rapports de possession que suggèrent ces structures sont loin de refléter la réalité : l'existence d'une sélectivité sexuelle est observée dans de nombreuses espèces. Des couples permanents monogames ou polygames et exclusifs sont décrits aussi bien chez des Primates (gibbon) que des Carnivores (loup, renard) ou des Ongulés (Equidés). Un couple monogame peut exister au sein d'une meute de loups, alors que les autres rapports sont régis par une hiérarchie sociale. La sélectivité sexuelle est aussi bien le fait du mâle que de la femelle, même au sein du harem des chevaux. Enfin, même en l'absence d' une sélectivité complète, des préférences sexuelles sont observées dans la quasi-totalité des espèces (toujours des Mammifères) : la fréquence des accouplements varie considérablement selon le partenaire aussi bien chez le macaque et le chimpanzé que chez le taureau ou le bélier. La mise en place de la structure dans laquelle se déroulera l'activité sexuelle donne lieu à l'occupation d'une zone de nidification ou d'un territoire, la "prise de possession" d'un harem par l'élimination des mâles rivaux. Parades, menaces et combats ont été souvent décrits et popularisés par la photographie et le film.

Le résultat conditionne l'accès à la reproduction. Il aboutit fréquemment à une disjonction entre la puberté physiologique et la possibilité d'engendrer une descendance. Chez les espèces polygames, la femelle peut être fécondée dès la puberté. Mais dans les cas des espèces à longue durée de vie (des individus, l'auteur veut dire), il s'écoule plusieurs années entre la puberté physiologique du mâle et le moment où il commence à pouvoir s'accoupler. Alors que dans les espèces à couples monogames, il existe une équi potentialité d'accès à la reproduction, la polygamie ne permet qu'à une faible partie de l'effectif de se reproduire.

Ces différentes "stratégies" auront des conséquences très importantes dans la répartition des flux de gènes au sein de la population ainsi que dans les possibilités d'évolution des espèces."

 

      Sur l'organisation et les mécanismes de l'activité sexuelle, il explique que "dans tous les cas, l'activité sexuelle commence par une recherche mutuelle du contact entre mâle et femelle. Les échages d'informations sensorielles qui interviennent ont alors plusieurs fonctions : ils rendent d'abord possible l'identification de la réceptivité sexuelle du partenaire, puis provoquent les réponses comportementales qui induisent les réactions posturales nécessaires à l'accouplement. 

Cependant, l'activité sexuelle ne se termine pas après un premier accouplement, et dans la majorité des espèces, des copulations répétées prennent place selon un déroulement temporel précis, constituant une séquence complète."

 

     Sur l'action des facteurs de l'environnement figurent la présence d'autres animaux, les modifications de l'environnement et les phénomènes d'éveil et enfin le rythme nycthémétal (période de la journée) et saisonnier. 

Si le changement des partenaires sexuels provoque chez le mâle de nombreuses espèces une augmentation de l'activité sexuelle, l'effet des congénères peut apparaitre d'une manière moins spécifique : la présence d'animaux effectuant une activité sexuelle facilite l'apparition des réactions sexuelles chez des mâles antérieurement inactifs. il y a là un "effet de groupe" observé dans de nombreuses espèces. 

Une modification de l'environnement semble provoquer une augmentation du niveau d'éveil du mâle et favoriser un renouveau de son activité sexuelle, comme s'il s'agissait d'un mécanisme de défense visant à sauvegarder les potentialités de reproduction. Ce changement d'environnement posséde, comprenons-nous, une force supplémentaire lorsqu'il fait intervenir des modifications dans les périodes d'ensoleillement et de luminosité, comme dans le rythme des saisons. Ceci est à noter dans les périodes de grands changements climatiques, qui bouleversent les conditions de reproduction des différentes espèces.

 

      Sur les mécanisme neuroendocriniens, il décrit le résultat de très nombreux travaux sur le rôle des hormones dans le comportement sexuel du mâle comme dans celui de la femelle, le rôle des hormones sur la nature et l'intensité du comportement sexuel, le rôle du système nerveux, le rôle des afférences sensorielles.

 

      Sur le développement et la maturation du comportement sexuel ; "Fonctionnellement, le comportement sexuel doit être d'emblée efficace pour pouvoir permettre la survie de l'espèce. A l'opposé de la plupart des autres comportements, ceux qui concernent la reproduction - accouplement et conduites parentales - ne peuvent être appris progressivement. Ils doivent apparaitre fonctionnels à l'âge adulte. Toutefois, la longue période qui chez les Mammifères précède la puberté peut être mise à profit pour étudier l'importance de l'organisation des conduites adultes par les informations acquises au cours du développement. Mais les conduites de reproduction peuvent, comme tous les autres, faire l'objet d'un apprentissage. Enfin, au plan du système nerveux,la maturation et la sexualisation des structures neuronales conditionnent la réalisation des conduites. 

 

       Sur les correspondances entre comportement animal et comportement humain, Jean-Pierre SIGNORET expose plusieurs points :

- "La force et la profondeur de la pulsion sexuelle suggèrent l'existence d'un déterminisme biologique. On tendrait à considérer l'ensemble du domaine sexuel comme ressortissant à la biologie, en limitant la dimension socio-culturelle, à l'addition d'un mélange de permissions et d'interdits, à un phénomène purement physiologique. Or il semble possible, au contraire, de discerner en de nombreux domaines une participation extrêmement importante et souvent dominante des influences socio-culturelles, souvent là où on les attendait le moins. Ailleurs, des mécanismes, pourtant considérés en général comme spécifiquement humains, plongent leurs racines très loin au-dessous de notre espèce. Celle-ci a élaboré un extraordinaire contexte culturel et sociologique autour de la relation entre partenaires sexuels, mais l'existence d'une liaison interpersonnelle se prolongeant au-delà des relations sexuelles est une dominante de l'espèce : sa force et son retentissement émotif suggèrent que la notion du couple humain comporte une base biologique profonde sous des aspects psychologiques, affectifs, moraux ou culturels.

- Ces phénomènes socio-culturels ont pris une place très inattendue en ce qui concerne la séquence comportementale des relations sexuelles. (...).

- En ce qui concerne les mécanismes nerveux et hormonaux, l'homme apparait comme le terme d'une évolution où la part prise par le système nerveux central devient dominante, tandis que le signal hormonal, tout en restant présent et actif, perd de son importance pour n'être que facultatif. On retrouve dans l'espèce humaine des traces indéniables de l'équilibre endocrinien, mais il existe d'innombrables cas cliniques rapportant l'existence d'un comportement apparemment "normal", malgré des déficiences hormonales ou anatomiques aussi fondamentales que l'absence de gonades ou divers degrés d'infantilisme génital, chez la femme par exemple.

- Parmi les signaux responsables du déclenchement immédiat de la pulsion sexuelle, le signal visuel semble avoir, comme chez l'animal, une importance particulière. De même une représentation, même symbolique, du déclencheur conserve son efficacité. De même une représentation de l'activité sexuelle, possède aussi, comme chez l'animal, un effet d'augmentation de la motivation, si bien que la pornographie met en jeu des mécanismes élémentaires communs à l'animal et à l'homme. Il en est exactement de même des phénomènes de satiété spécifique que l'on retrouve dans l'espèce humaine, en compétition d'ailleurs avec la motivation à une liaison interpersonnelle.

- L'effet de facteurs agissant dans le jeune âge sur l'organisation du comportement est établi par les observations cliniques que Freud a inaugurées. (...)

- On en vient ainsi à souligner la prise en charge, dans le cas de l'homme, de comportements réputés instinctifs par les mécanisme nerveux supérieurs faisant intervenir le cortex cérébral, puisque les régulations hormonales et les inflexions nerveuses profondes (diencéphaliques) apparaissent filtrées, amoindries ou modififiées, masquées ou exarcerbées par le contrôle des centres supérieurs, allant jusqu'à susciter ou à réprimer un comportement en contradiction avec un déterminisme profond, donc à permettre ce que l'on pourrait appeler la liberté."

   Même si nous laissons à cet auteur cette conception de la liberté - qui se défend d'ailleurs avec beaucoup d'arguments solides - nous en tirons la conclusion de la malléabilité du comportement sexuel, malléabilité constatée dans de nombreuses occasions chez les Primates, malléabilité extrême chez l'homme, puisque son comportement individuel peut même se trouver en contradiction avec des impératifs de reproduction.

 

 

 

        A un niveau plus global, plusieurs hypothèses ont été émises sur l'évolution générale des comportements, notamment de la sexualité et de son rôle dans la sélection naturelle. Après bien des débats, il semble bien que la théorie darwienne de l'évolution soit la seule aujourd'hui à donner le tableau d'ensemble que nous mentionnions plus haut.

Ce tableau d'ensemble - que les théories sur l'évolution tentent de dresser - relie l'ensemble des phénomènes naturels, du microscopique (au niveau génétique) au macroscopique (au niveau social), d'une espèce et de ses relations avec les autres espèces, souvent avec des éclairages plus forts sur certains aspects, d'autres restant dans le domaine des hypothèses les plus prudentes. Ce que l'on a appelé la lutte pour le vie, donnant à cette expression souvent un visage guerrier, s'éclaire sous des jours nouveaux, dans une réalité très complexe, où sont de règle les interactions en cascade, entre végétaux, entre animaux et végétaux, entre animaux, entre l'ensemble des espèces et environnement, à l'intérieur d'une même colonie géographiquement délimitée, ect, ect... Mouvement perpétuel, où ne "gagnent" en définitive que les espèces qui savent s'adapter aux constants changements de leur environnement...

 

 

 

      Francesco M SCUDO  présente les relations entre Sexualité et Evolution, à plusieurs niveaux, la notion de sexualité recouvrant au moins trois catégories de phénomènes :

- l'échange génétique entre individus, débouchant sur la recombinaison génétique ;

- l'alternance entre phase haploïde (présence dans chaque cellule d'un seul lot du matériel génétique de l'espèce) et phase diploïde (deux lots de ce matériel par cellule), constituant le cycle de reproduction sexuée ;

- la polarité, la différenciation de cellules (gamètes) ou d'individus au comportement différent (dans le cas le plus simple, deux catégories qualifiées de mâle et femelle).

"Cependant, à la différence de ce que l'on constate chez l'Homme et les animaux dits supérieurs, il n'y a pas de lien absolu entre ces trois catégories de phénomènes, ni même entre ceux-ci et la reproduction proprement dite. 

 

    L'auteur évoque l'histoire des études modernes sur la sexualité, renvoyant à DZAPARIDZE (Sex in plants, 2 volumes, Jerusalem, Israel Prog Sci, Tran, 1967) pour les théorisations plus anciennes. "Bon nombre d'études de Darwin portèrent précisément sur la reproduction et la sexualité ; elles contiennent le socle de sa distinction fondamentale entre sélection naturelle et sélection sexuelle, et de ses conclusions concernant les avantages de la reproduction croisée. (...) Parmi les progrès importants qui accompagnèrent ou suivirent de près le travail de Darwin, il faut citer la mise en évidence des chromosones dans les noyaux cellulaires des organismes aujourd'hui désignés sous le terme d'Eucaryotes, la description de leur dynamique au cours des divisions cellulaires, et l'éclairement de certains aspects de l'alternance entre phase haploïde et phase diploïde. (...) Ces (travaux) restèrent (...) ignorés de la communauté scientifique, de telle sorte que l'étude des relations entre reproduction, hérédité et sexualité ne se développera qu'à partir du début du XXe siècle en termes d'examen du matériel génétique tel qu'on l'observe chez les Eucaryotes sous la forme de chromosones. Durant toute la première moitié du siècle, les études génétiques prennent une place de plus en plus considérable, mais ne font guère référence à la nature physico-chimique du matériel génétique. Dans ce contexte, on analyse en détail la diversité des modalités de la division cellulaire et à la différenciation sexuelle, tant en haplophase qu'en diplophase, chez les Végétaux, les Animaux et chez les Eucaryotes unicellulaires ou Protistes. (...) Jusqu'au milieu du XXe siècle, on considérait que les phénomènes sexuels étaient caractéristiques des organismes pourvus d'un noyau, mais totalement absent chez ceux qui en sont dépourvus ou Procaryotes. A la découverte de l'échange génétique par une forme de conjugaison entre Bactéries, différenciées en types complémentaires polarisés, fit bientôt suite celle d'échanges génétiques entre Bactéries par l'intermédiaire de Virus. On découvrit plus tard la transcription inverse - de l'ARN à l'ADN - des génones d'une vaste classe de Virus eucaryotes à ARN, les Rétrovirus. On sait depuis les années 1970 que leur cycle comporte une alternance de phases présentant certaines analogies avec le cycle de reproduction sexuée des Eucaryotes. Il n'y a donc plus aucun sens à aborder l'évolution des changements génétiques, de la polarité, du sexe et de l'alternance de générations seulement, ou prsque, à propos des organismes nucléés, alors que son traitement étendu aux Bactéries et aux Virus conduit nécessairement à considérer l'origine des formes vivantes actuelles, problématique qui comporte au demeurant des éléments encore largement hypothétiques."

 

    Francesco SCUDO examine alors la logique d'ensemble des problèmes, considérant d'abord l'origine des processus vitaux fondamentaux, des cellules, et la sexualité "bactérienne" ou "virale". Il passe ensuite à l'examen de la sexualité au niveau "gamétique" et à l'évolution de la polarité et du sexe dans la phase diploïde des plantes et des animaux, et examine enfin diverses théories à caractère général sur les phénomènes liés à la sexualité et à la reproduction, en se rEsserant à la fin sur les Primates supérieurs. C'est tout ce champ de recherches qui forme le vaste tableau d'ensemble en formation de l'évolution.

 

     Nous nous intéresserons ici surtout aux théories à caractère général sur les phénomènes liés à la sexualité et à la reproduction.

    Il faut dire, et l'auteur s'attache à bien le faire comprendre que beaucoup de nos conceptions proviennent de théories qui ont été élaborées avant les connaissances précises sur la sexualité, et qu'elles ont assimilées ces connaissances en quelque sorte, beaucoup d'informations "prouvant" au niveau le plus petit, ce que Darwin avait établi au niveau le plus grand de l'ordre naturel.

Les théories darwiniennes modernes vont toutefois beaucoup plus loin que la formulation que Darwin en avait donné. Elles spécifient les relations entre variations fortuites, ou dues à des effets non sélectifs, dans la composition génotypique, leurs effets sur les phénotypes et les différents effets sélectifs de la lutte pour l'existence. Il s'agit de bien comprendre comment un certain matériel génétique donne les caractéristiques d'un individu, et comment sa recomposition par la reproduction change ces caractéristiques (en fait la "traduction" génotype en phénotype) compte tenu de phénomènes trouvés dans l'étude de cette recomposition aux niveaux les plus petits. Pour autant, les processus de connaissances scientifiques ne sont pas des fleuves tranquilles et toujours logiquement enchaînés dans le temps les uns aux autres. D'autres théories que celles de Darwin voient le jour au XIXe siècle et sans doute est-ce le lot commun de beaucoup de théories d'être réinterprétées à la lumière de notions élaborées en dehors d'elles et parfois en compétition avec elles.

Ainsi, dans les théories sur l'évolution, se généralise le recours au mot d'origine anglais fitness, émigré du vocabulaire de l'évolutionnisme philosophique au vocabulaire démographique et génétique. Son origine est à rechercher dont la notion de sélection naturelle de Charles DARWIN reformulée sous l'influence de Herbert SPENCER. Michel GILLOIS explique que "cette notion, dans l'exposé de Darwin, est très riche :

- d'une part, elle souligne l'importance du rôle tenu par de petites différences héritables, favorables ou non, apparaissant chez des individus au sein des différentes sous-populations ou populations d'organismes ;

- d'autre part elle désigne comme susceptibles d'assurer le maintien, l'élimination, la modification de ces différences, les facteurs suivants : la viabilité, l'adaptabilité, la longévité, la fécondité, le partage des ressources disponibles."

La fitness est un paramètre démographique et écologique, qui finit par être une expression tautologique de la sélection naturelle, selon le même auteur. 

 

     Pour reprendre l'explication de Francesco SCUDO, "en termes techniques contemporains, cela implique d'évaluer les conditions dans lesquelles des modèles pensés en termes de différences en "fitness" relative entre phénotypes individuels, ou entre groupes socio-sexuels à l'intérieur de populations, sont des approximations satisfaisantes de la lutte pour l'existence traitée directement comme telle. Dans l'évaluation des rapports entre fitness relative et absolue - et de la manière dont leurs moyennes dans les populations locales influencent la dispersion, la survivance, etc. 

Les théories "synthétiques", à l'inverse, tendent à traiter la fitness comme la propriété exacte  ou absolue des génotypes - en spécifiant seulement d'une façon vague si elle est constante plutôt que dépendante des fréquences géniques dans les populations ou de la densité de celles-ci - tandis qu'elles rejettent les théories darwiniennes de la lutte pour l'existence. (...). Dans leurs nombreuses variantes, les théories de type synthétique diffèrent des darwiniennes dans le fait de se concentrer sur les variations génotypiques considérées comme fortuites - et tout au plus sujettes à des limitations dans leurs expressions sélectionnables - et dans leurs effets sur la fitness des individus. Il n'est donc pas étonnant qu'elles proposent des interprétations très différentes des théories darwiniennes."

 

    Nous n'entrerons pas dans le détail du "débat" entre ces différentes théories, et passons directement à comment "les théories darwiniennes s'accordent avec les épiphénomènes de la sexualité, avant tout au niveau de l'organisme, c'est-à-dire avec les lois d'origine et d'évolution des réactions morphogénétiques aux conditions de vie", que l'on peut résumer ainsi :

- Toute réaction morphogénétique apparait comme dépendante d'un nouveau stimulus "externe" - qui détermine si et où elle advient - et tend à être proportionnelle à l'intensité de ce même stimulus.

- Si elle persiste assez longtemps, cette réaction tendra à devenir autorégulatrice, c'est-à-dire du type "tout ou rien", suivant que l'intensité du stimulus externe dépasse, ou non, une valeur de seuil génétiquement programmée.

- Les réactions "de seuil" tendent ensuite à être modifiées de façon à devenir complément autonomes par rapport aux condition de vie, en ce sens que les conditions de vie déterminent seulement si la réaction peut advenir ou non, c'est-à-dire si un développement non pathologique est possible.

- Une évolution ultérieure, enfin, tendra à faire apparaitre des normes autonomes de réaction d'une manière toujours plus précoce dans le développement, de telle sorte qu'elles deviennent régulatrices : après qu'une telle réaction s'est manifestée comme norme dans une population, elle peut être amplement modifiée au gré des conditions de vie individuelles, généralement à travers les réponses comportementales appropriées.

  "Qu'il s'agisse de spermatozoïdes et d'oeufs, de micro- et macrogamètes, ou de mâles et de femelles, poursuit plus loin notre auteur, le sexe pose d'une façon cruciale le problème de ce qu'il faut "investir" dans l'un plutôt que dans l'autre et "pourquoi". C'est un problème que Darwin s'était posé longtemps (...) concluant sagement qu'il était mieux de confier la solution au futur. C'est précisément sur la manière de poser ce problème qu'il existe une divergence apparemment insurmontable entre les théories darwiniennes modernes et les théories néo-darwiniennes ou synthétiques, divergences qui porte surtout sur l'ordre dans lequel éxécuter  deux types d'analyse aux finalités analogues. Etant donné qu'il donne la prééminence aux propriétés générales de la lutte pour l'existence, le théoricien darwinien en vient d'abord à poser le problème des causes générales de succès ou d'insuccès en ces termes, et, seulement après les avoir indentifiés, à tenter de comprendre les mécanismes particuliers à travers lesquels ce succès est obtenu. Les théoriciens synthétiques refusent catégoriquement cette pratique pour des raisons qui nous semblent incompréhensibles, telles que le fait d'impliquer des explications de l'évolution en termes d'avantages attribués aux espèces, et pour cela illégitimes ; il apparaitra évidemment au lecteur que cette position conduit les théoriciens synthétiques à des interprétations de la sexualité (...° clairement non satisfaisantes de leur propre aveu". 

      "Les théories sur la sexualité (...) consistent, selon les cas, en différents niveaux de généralisation d'observations et de constructions principalement déductives fondées sur des phénomènes généraux connus empiriquement, comme le comportement du matériel héréditaire à la méiose et son transport par des mécanismes viraux. Une partie de ces généralisations semble naturelle, mais n'a pas encore un sens évolutif précis, comme les relations entre polymorphismes génotypiques immunitaires et sexuels ; la nature précise et l'histoire évolutive de ces relations ne pourront être comprises que moyennant des connaissance au niveau moléculaire bien plus vastes que celles dont nous disposons aujourd'hui. D'autres phénomènes ne nous sont connus que parce qu'ils sont aisément observables dans telle ou telle unité systématique ; ne connaissant pas leurs origines, nous ne percevons qu'imparfaitement leur signification adaptative." 

 

      Dans sa "Note sur les primates supérieurs", nous pouvons lire  : "Chez les Vertébrés homéothermes, la reconnaissance d'un partenaire "correct" est largement apprise, mais à travers des modalités instinctivement programmées dans des formes relativement rigides - cour nuptiale et accouplement adviennent normalement à travers des modules comportementaux "innés". Chez les mammifères "avancés", tels que les Félidés, ces modules peuvent cesser d'être utilisés, mais seulement à la suite d'une longue habitude entre les mêmes partenaires sexuels. Chez les Singes anthropomorphes et chez l'Homme, au contraire, il ne semble n'y avoir aucune trace de modules comportementaux innés pour les comportements sexuels, à l'exception peut-être de leurs manifestations in utero, et il y a seulement un petit nombre de comportements à signification socio-sexuelle comme le sourire et le baiser chez l'Homme. 
Chez les Singes anthropomorphes, aussi bien l'objet propre du comportement sexuel - c'est-à-dire un conspécifique de l'autre sexe, en oestrus s'il est femelle - que le comportement lui-même sont donc appris essentiellement par l'observation, mais aussi par l'enseignement actif (...) La conséquence directe de ces caractéristiques est que le mâle des Singes antrhopomorphes, dans des conditions normales, ne commence à s'accoupler avec des femelles en oestrus que longtemps après avoir atteint la pleine maturité "physiologique", comme c'est le cas chez le Gorille, qui ne le fait que lorsque le poil de l'échine a commencé à devenir gris.

Parmi les différentes caractéristiques socio-sexuelles par lesquelles l'Homme se distingue des autres Primates, la plus importante peut-être est le manque de toute manifestation visible de l'oestrus. Dans les sociétés humaines qui sont dites aujourd'hui "primitives", l'apprentissage du comportement sexuel se fait ordinairement par l'enseignement, suivant des canons précis à l'intérieur de chaque culture, et très variables de l'une à l'autre. Normalement, cet enseignement est dispensé par les adultes du même sexe, et il est souvent intégré par des expériences rigoureusement limitées avec des individus plus mûrs. Dans les sociétés dites "développées", des conduites coutumières n'ont pas cours, mais tendent à être relayées par une éducation plus théorique dans le cadre de l'Ecole et d'organisme de protection de la jeunesse et de la santé."

 

     Le lecteur qui peut se procurer de l'intégralité de l'article ne manquera pas d'être surpris par le changement d'échelle entre l'ensemble et cette note. Nombre d'explications - très techniques - portent sur des niveaux microscopiques d'organisation du vivant (dans diverses espèces aux caratéristiques très différents), parfois reliées à des observations sur les comportements, et il est difficile, d'ailleurs l'auteur lui-même le souligne à diverses reprise, de faire le pont entre le fonctionnement sexuel du vivant au niveau cellulaire et son évolution, comme entre ce fonctionnement et les comportements "extérieurs" vis-à-vis des partenaires comme dans l'environnement de manière générale. Nous pouvons tirer la conclusion que les théories sur la Sexualité et l'Evolution ne sont encore que partielles, même si se dresse un tableau d'ensemble sur l'Evolution, en donc sur ce qu'on appelle couramment la lutte pour la vie. Ce tableau d'ensemble dans lequel nous pourrions suivre à la fois dans le temps et dans l'espace les processus d'évolution à travers la sélection sexuelle, n'existe pas encore réellement. A notre avis, sans doute les options idéologiques et morales sont-elles pour quelque chose dans la difficulté d'avancer dans ce domaine. Même si par ailleurs, la poussée économique aboutit à des recherches directement sur l'embryon animal et humain, pour des réalisations commercialisables, sans égards sur les conséquences à moyen et long terme. 

 

    Jean-Louis LAROCHE résume bien cette perspective phylogénétique de la sexualité. "La sexualité déploie des sugnifications de plus en plus complexes à mesure qu'on s'élève dans l'échelle zoologique. Sa présence est réelle mais discrète dans le monde des unicellulaires. Les travaux de E L Wollman et F Jacob  sur la génétique microbienne reposent précisément sur la découverte qu'il existe chez les bactéries une polarité sexuelle et qu'au hasard des collisions une bactérie donatrice injecte un segment de son chromosone dans une bactérie réceptrice. Ces phénomènes de conjugaison ne jouent qu'un rôle marginal dans la reproduction. D'ordinaire, les bactéries se multiplient par fission et, en tre elles, il peut y avoit transfert de matériel génétique  par l'entremise de virus ou par l'absorption de gênes libérés dans des broyats bactériens. Chez les êtres pluricellulaires, les cellules se spécialisent, en même temps que s'accroissent les échanges avec l'extérieur. Dès lors, la eproduction par conjonction de deux cellules produites par des organismes différents s'impose comme règle générale. Ce qui a pour effet, en brassant les programmes génétiques et en substituant l'altérité à l'identité, l'espèce à la lignée, la mort individuelle à la dilution indéfinie, de contraidre au changement et d'offrir un terrain diversifié au tri de la sélection naturelle.

Facteur d'évolution, la sexualité ne cesse d'évoluer. Elle apparait d'abord sous le contrôle exclusif des informations codées dans les gènes. Ensuite, chez les vertébrés et quelques invertébrés, s'ajoute un contrôle hormonal. Enfin, se superposant à eux, les dispositions cérébrales des mammifères introduisent une liberté de choix et inaugurent la voie qui franchira chez l'homme la distance de l'imaginaire et du symbolique, ce que J monod appelle les "simulations" en circuit fermé. Au terme de l'aventure, serait-il étonnant que la sexualité accède elle-même aux dimensions d'une langage?"

 

ETHUS

 

Francesco M SCUDO (traduction Patrick TORT, révision Jean GÉNERMONT, Sexualité et Evolution, dans Dictionnaire du Darwinisme et de l'Evolution, Sous la direction de Patrick TORT, PUF, 1996. Jean-Pierre SIGNORET, Comportement sexuel, dans Encyclopaedia Universalis, 2004. Jean-Louis LAROCHE, article Sexualité - Perspective phylogénétique, dans Encyclopaedia Universalis 2004.

 

Corrigé et complété le 20 septembre 2013 (Le correcteur d'over-blog nous laisse toujours en rade...)

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19 décembre 2011 1 19 /12 /décembre /2011 13:26

       Loin du mythe de Pasteur apportant au monde qui n'attendait qu'un sauveur de ce genre la connaissance des causes de toutes les maladies, le philosophe et sociologue des sciences propose, à partir d'un travail surtout fondé sur la lecture et l'analyse des revues médicales françaises entre 1870 et 1914, de montrer comment la bactériologie et la société française se sont transformés ensemble.

L'invention proprement politique d'une science, d'un savant et d'une époque se trouve mis en évidence. Pasteur apparaît, dans les détails de son travail sur les microbes, comme un remarquable sociologue et comme un fin politique, puisqu'il parvient à ajouter les microbes au corps social. Dans cette étude classique en histoire sociale des sciences, Bruno LATOUR invite à revenir sur la division entre rapports de force et rapports de raison, entre politique et savoir. 

 

         A partir de ses laboratoires, où seuls un appareillage sophistiqué permet de voir et de comprendre les bactéries, Pasteur et ses collègues introduisent un bouleversement du métier de médecin, dans le mouvement ample de l'hygiénisme.

La découverte de l'existence de ces micro-organismes et de leurs actions sur les corps, de leur responsabilité première dans les épidémies, fait d'abord penser, si l'on lit les Annales de l'Institut Pasteur, à l'éradication prochaine des maladies, donc à la disparition pure et simple de la fonction médicale. Avec l'auteur, nous pouvons suivre toute l'histoire de cette pasteurisation de la société, non comme le triomphe de laborantins sur tout le corps médical, mais comme le progressif passage d'un marché entre des médecins de toute façon indispensable à la diffusion des techniques de vaccination et des biologistes convaincus et convainquant de cette révolution scientifique. Après de longues batailles intellectuelles rapportées par les revues médicales (dont deux grandes rivales) contre les principes mêmes de cette pasteurisation, ce marché, qui transforme la déontologie médicale (qui passe d'une relation stricte entre médecin et malade à une relation entre trois acteurs, l'État et les deux premiers, pour le contrôle des populations et des personnes à risques, permet à cette profession d'obtenir que l'État "déparasite" la France, des pharmaciens, des charlatans et des bonnes soeurs. Et dans la foulée d'organiser une formation médicale scientifique, qui débouche sur un monopole d'exercice de la médecine....

L'auteur situe exactement la date de cette dérive : "La dérive ou le déplacement pastorien passant des vaccins aux sérum via l'immunologie, offre aux médecins à partir de 1894 un moyen de continuer leur métier traditionnel d'hommes qui soignent, mais avec une efficacité renforcée par le pastorisme. Ils y gagnent, au prix d'un petit équipement de laboratoire, les moyens d'assurer le diagnostic et de traiter la diphtérie. Les pastoriens offrent alors aux médecins l'équivalent de la variation de virulence que les hygiénistes avaient aussitôt traduit en "milieu contagion". Dès qu'ils peuvent continuer de faire ce qu'ils faisaient, les mêmes médecins qu'on disait étroits et incompétents se mettent aussitôt en mouvement, preuve exemplaire de la fausseté du modèle diffusionniste." Conclusion de cette "révolution" qui se résume finalement en une évolution : "Après 50 années de travaux en laboratoire, après 30 ans de déclarations fracassantes sur la disparition des maladies infectieuses et la fondation de la nouvelle science médicale, on a ajouté à la pratique médicale quelques lignes au milieu des pages et des pages de ce qu'on faisait avant. La coupure épistémologique radicale est une fine indentation dans la pratique du plus grand nombre". Ce n'est d'ailleurs qu'une fois le monde médical transformé que la coercition peut s'exercer sur des populations réticentes au contrôle sanitaire

     Avec la réserve qu'il faut se garder de fonder une analyse sociologique uniquement à partir des différents acteurs et de ce qu'ils vivent - car après tout, tout de même, le monde après la pastorisation a vraiment changé - les hommes savent qu'ils doivent compter sur ces acteurs microscopiques dans la longue chaînes des conflits - l'étude du professeur à l'École des mines de Paris, indique que dans le mouvement entre les acteurs, s'agissant de la santé, n'est pas simplement l'assimilation progressive de nouvelles découvertes scientifiques par la société, mais souvent au contraire, un jeu de rapports de force parfois très complexe. Loin d'être la marche progressive de la raison qui transforme la société, l'histoire des sciences - comme le montre cette portion d'histoire de la médecine - est souvent faite de heurts, où la contingence - des événements hors du champ de la découverte scientifique considéré, d'ordre politique, voire même politicien, joue un grand rôle. 

   L'auteur tente de systématiser les enseignements de cette analyse historique, qui vient après un certain nombre d'ouvrages sur "la science en action", dans une deuxième partie du même livre intitulée Irréductions. Petit précis de philosophie (sans prétention) dans lequel l'auteur se propose de pratiquer, au lieu des réductions qu'impose la division entre science, nature et société, des irréductions. Il s'agit surtout de ne pas analyser les choses uniquement d'après le résultat final. Les lignes des rapports de forces ne convergent pas tous obligatoirement vers une conclusion nécessaire. L'objectif de ces irréductions doivent permettre, dans l'esprit de l'auteur, de rendre les sciences et les techniques moins opaques et peut-être moins périlleuses.

 

Bruno LATOUR, Pasteur : guerre et paix des microbes, suivi de Irréductions, La Découverte/Poche, collection Sciences humaines et sociales, 2001, 346 pages.

 

Relu le 15 septembre 2020

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10 octobre 2011 1 10 /10 /octobre /2011 13:41

      Depuis le développement très important à la fin de la dernière décennie de l'imagerie (photographies ou vidéos) biologique et médicale, de nombreux documentaires permettent de voir les micro-organisme évoluer les uns par rapport aux autres. Le moins que l'on puisse dire est que cela grouille dans le monde invisible! 

Nous présentons là trois documentaires différents sur la vie microbiologique qui abordent souvent le domaine des recherches médicales : L'aventure antibiotique, de Pierre BRESSIANT ; Les microbes, de Binh Nguyen TRONG et La guerre contre les microbes, de Mikael AGATON et Staffan BERQUIST. 

 

       L'aventure antibiotique, documentaire déjà diffusé plusieurs fois sur différents chaînes de télévision française, en 2008 et 2010, se compose de deux parties à peu près égales de 52 minutes, La Naissance d'un empire et La revanche des microbes.

La Naissance d'un empire rend compte de l'écologie des bactéries depuis 3,5 milliards d'années et du combat désespéré mené par l'homme pour résister aux épidémies. Dans ce contexte, la découverte de la pénicilline en 1928 tient du miracle... et du hasard d'ailleurs. Son efficacité ne sera pas démentie durant plusieurs décennies, pendant lesquelles le développement de la recherche sur les antibiotiques et leur diffusion ont porté à croire que nous en avions terminé avec les microbes. C'était sans compter sur leur extraordinaire faculté d'adaptation : certaines souches, depuis les années 1980, sont en effet devenues résistances.

La Revanche des microbes fait le portrait de ces bactéries qui ont acquis, grâce à leur capacité à muter et à transférer leurs gènes, une résistance à de multiples antibiotiques. En cause, la surconsommation médicale et agricole qui a abouti à une saturation de l'environnement générant une intense pression sélective à l'origine des multirésistances bactériennes. Aussi les antibiotiques ne sont-ils plus aujourd'hui un remède miracle, mais une ressource dont l'usage doit être limité. A grand renfort de combinaison d'images sous microscope et d'images de synthèse, ce documentaire nous fait réellement comprendre comment ces organismes vivent et se combattent.

 

    Les microbes, documentaires de 1998 d'une durée de 4 fois 13 minutes sont autant de modules pouvant être utilisés à des fins pédagogiques. Bien que destinés à la vie scolaire, ces documentaires restent une découverte pour de nombreux de nos contemporains qui n'ont pas eu l'occasion de voir ces multiples formes bouger et changer.

 

    La guerre contre les microbes date déjà de 2003 et nous place en première ligne de cette guerre contre les bactéries et les virus, une guerre sans fin bien plus meurtrière que n'importe quel conflit entre les nations. Grâce à un appareillage optique sophistique, le photographe Lennart NILSSON apporte un témoignage nouveau sur le travail de la recherche médicale : de la découverte par accident de la pénicilline par Alexander FLEMING en 1928 à la thérapie des cellules souches, en passant par la découverte de l'existence des bactéries, du système immunitaire, du vaccin de la poliomyélite et du fonctionnement de la transfusion... Des images que certains des inventeurs eux-mêmes n'ont pu voir à leur époque. Pour la première fois - et depuis les documentaires de ce genre ses sont multipliés - il est possible de visualiser en gros plan les virus du Sida et du SRAS, et les dégâts qu'ils provoquent. Même si la recherche fait d'énormes progrès, elle doit avancer plus vite - en une véritable course aux armements - que les virus qui trouvent des parades aux médicaments et aux vaccins.

 

  N'oublions pas, si nous voulons trouver des illustrations de cette lutte microscopique, de faire un tour dans les différentes banques d'images présentes sur Internet. Nous recommandons en autres celle de SEARCH, Photothèque mondiales où l'ont peut "piocher" sur plus de 600 clips vidéos, souvent très courts.

 

La guerre contre les microbes, de Mikael AGATON et Staffan BERQUIST, Images de Lennart NILSSON, Jan JONAEUS et Bo NIKLASSON, pour AGATON FILMS & TELEVISIONS, 52 minutes,  2003 (voir à http://stv.se). Les microbes, de Binh Nguyen TRONG, avec un montage de Noël BAYON, produit par Les Films d'Ici, avec comme partenaires La Cinquième et Ex Machina, 4 x 13 minutes, 1998. L'aventure antibiotique, de Pierre BRESSIANT, produit par Pascal BRETON, Emmanuelle BOUILHAGUET, MARATHON et WAKE UP, avec la participation de France 5, ARTE, du CNC et du Ministère Délégué à l'enseignement supérieur et la recherche, 2 fois 52 minutes, 2008.

 

FILMUS

 

Relu le 28 août 2020

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5 octobre 2011 3 05 /10 /octobre /2011 13:36

       Ce n'est que récemment que l'ensemble des études biologiques quitte le modèle dominant de la culture sur boite de Pétri pour la recherche des moyens de lutte contre les micro-organismes responsables des maladies, pour entrer dans une problématique d'écologie microbienne. Aussi, si nous connaissons bien ces micro-organismes étudiés depuis plus d'un siècle (les premières descriptions sont dues à Charles SÉDILLOT en 1878, un mois avant PASTEUR), si leur classification suivant leur constitution, leur morphologie, leur cycle de vie, leur mode d'action dans les organismes complexes des plantes, des animaux et des hommes est devenue très raffinée, nous avons encore beaucoup de recherches à effectuer sur leurs interactions dans l'eau, dans la terre et dans les organismes vivants, sur leur évolution perpétuelle, évolution d'ailleurs souvent maintenant accélérée par l'action des hommes pour se défendre contre leurs activités néfastes. Poussées par la nécessité de comprendre les dynamismes de la dégradation de l'environnement, autant que par les limites de l'action des antibiotiques, les disciplines biologiques autour de l'écologie microbienne se développent, avec une certaine difficulté due aux cloisonnements entre spécialités médicales.            

        Comme l'écrivent les responsables du réseau Microtrop, "la microbiologie est l'une des sciences biologiques qui a le plus évolué au cours des 20 dernières années. Cette évolution, due au développement rapide des outils de la biologie moléculaire, a permis la naissance de l'écologie microbienne, devenue aujourd'hui l'un des domaines clés de l'écologie moderne. Les outils moléculaires permettent aux microbiologistes de franchir le stade de l'étude du micro-organisme isolé, pour passer à l'analyse des communautés microbiennes dans leur environnement naturel. Cela demande une double compétence d'écologiste et de microbiologiste, mais seule une approche globale, interdisciplinaire, et systémique des communautés microbiennes permettra d'aborder la complexité des problématiques environnementales (réhabilitation des milieux dégradés, durabilité des agro-systèmes, dépollution, bio-remédiation, connaissance et exploitation des milieux extrêmes, etc.). Une telle approche de l'écologie microbienne nécessite cependant la maîtrise de connaissances à la fois théoriques et pratiques qui ne sont pas ou peu enseignées dans les cursus universitaires, particulièrement en Afrique (...)". Réseau voulant favorisant les échanges scientifiques sur les microorganismes entre le Nord et le Sud, Microtrop doit faire face également à une certaine lenteur de la progression de cette jeune discipline dans les pays les plus avantagés sur le plan de la recherche...

 

       Les micro-organismes ont été les premières formes de vie à se développer sur Terre, il y a environ 3,4 à 3,7 milliards d'années. Le transfert horizontal de gènes, de pair avec un haut taux de mutation et de nombreux moyens de la variation génétique, permettent aux micro-organismes d'évoluer rapidement, de survivre dans des environnements nouveaux, de répondre à des stress environnementaux (changements constants du relief, changement de la composition de l'air, de la terre et de l'eau, changement de conditions de température et de pression, de luminosité aussi...) comme aux multiples agressions de la part de leurs concurrents. De manière récente, cette évolution rapide est importante, on le constate dans la médecine, car elle conduit à l'apparition de "super-microbes" - des bactéries (la plupart pathogènes) rapidement devenues résistantes aux antibiotiques modernes.

L'apparition des végétaux et des animaux complexes ont sans doute accéléré la compétition entre micro-organismes, celle des activités humaines de prévention et de soins aux maladies, l'ont accéléré davantage : la multiplication des terrains de lutte ont sans doute accru dans de notables proportions la variété des micro-organismes et ont complexifié leurs interactions, surtout par l'introduction dans ces terrains de lutte de nouveaux micro-organismes (dans le domaine médical et vétérinaire). Déjà le vaste mouvement de domestication avait orienté de nombreuses batailles entre ces micro-organismes. 

 

Des luttes microscopiques

      Raymond VILAIN décrit sous une forme vulgarisée ces luttes microscopique : "L'écologie microbienne est la science qui étude tous les microbes présents sur un biotope et les facteurs d'équilibre. Le biotope, c'est vous ou moi à partir du moment où nous sommes vivants. L'équilibre définit la bonne santé vis-à-vis-vis de ces petites bêtes. Connaître les facteurs de cette paix provisoire nous intéresse. Nous pourrons éviter la guerre et, si nous sommes obligés de l'affronter, préparer une bonne paix. Nous offrons aux microbes deux territoires étendus : la peau et les muqueuses. Le tube digestif a l'originalité d'être ouvert aux deux bouts. Tunnel chaud et humide, il est plutôt surpeuplé. Les autres biotopes muqueux sont en impasse : trachée, urètre, vagin. Les défenses sont bien organisées mais, au moins pour les muqueuses génitales, le tourisme est dangereux. Il ne faut pas que la simple découverte d'un microbe lors d'un examen bactériologique déclenche une panique chez le porteur. Nous sommes normalement habités par des microbes, partout où les conditions de vie sont bonnes ou simplement acceptables. Pour que nous nous inquiétions, il est nécessaire que le germe soit pris en flagrant délit et reconnu coupable. Les microbes forment en effet une interface grouillante qui sépare normalement notre corps du monde extérieur. Location, métayage, squattérisation, effraction sont les différents statuts de notre relations journalière avec eux." Ce début de description ne va sans doute pas assez loin : nous sommes en fait formés en partie de toute cette "faune", dans les vaisseaux comme dans les tissus. Les bactéries, virus et compagnie se livrent à des interactions conflictuelles (qui peuvent être coopératives sous forme de parasitages) incessantes autant à la surface qu'à l'intérieur de ces vaisseaux et de ces tissus, dans des modalités égoïstes (les microbes ne nous connaissent pas réellement...) et à courtes distances qui selon les cas bénéficient ou nuisent à notre intégrité physique. "Les bactéries, organismes unicellulaires, ont été les premiers habitants de notre planète. Elles ont laissé leurs traces dans les roches primitives (d'où nous pouvant les extraire, sous formes dégradées, leurs descendants plus ou moins directs). Elles vivaient et se multipliaient en se coupant en deux. (...) Cette donation-partage peut se faire à grande vitesse ou s'arrêter pour de longues périodes. Nourries dans la soupe primitive de l'Univers, elles fabriquaient de l'oxygène à titre de déchet. La quantité de ce gaz-ordure devenant de plus en plus importante, il leur fallut s'organiser pour survivre. Certaines, irréductibles, vivant là où l'oxygène ne pouvait pénétrer, continuèrent le régime qui leur réussissait (anaérobies). Les autres évoluèrent. Certaines se convertirent complètement et devinrent dépendantes de cet oxygène-déchet, élevé à la hauteur de principe vital (aérobies). Beaucoup se décidèrent à vivre selon les deux modes, appréciant l'oxygène lorsqu'il y en a, mais pouvant s'en passer. Lorsque les animaux apparurent, un nouveau destin s'offrit. Les microbes virent les reptiles sortir prudemment des mers de l'ère secondaire".

Là, l'auteur fait un très grand raccourcit évolutionniste, qui peut empêcher de comprendre que c'est le résultat de l'évolution de ces micro-organismes qui produit des êtres vivants plus complexes. "Volontaires ou embarqués malgré eux, certains microbes tentèrent leur chance. Délaissant l'humus ombreux sous les fougères arborescentes, les feuilles et les arbres destinés à devenir du super ou de l'ordinaire (là, nous trouvons que l'auteur force dans la vulgarisation, mais peu importe!), les mousses battues par les flots, ils suivirent ces véhicules amphibies. Des options s'offrent pour cette croisière : la surface écailleuse ou les profondeurs digestives (ce choix n'en est pas vraiment un, puisque tout dépend des multiples contacts entre micro-organismes et de leurs caractéristiques attirances-répulsions...), le pont promenade ou les soutes encombrées. Seuls les aérobies vraies ou anaérobies facultatifs pouvaient survivre au-dehors. Tous, mais surtout les anaréobies, choisirent l'obscurité chaude, nutritive et pestilentielle des tripes (pestilentielle, c'est vite dit, pour reprendre même ton humoristique!). Devenus parasites, incapables ou presque de retourner à leur patrie d'origine, ils passèrent d'un animal à l'autre au gré de l'évolution, de leurs appétences particulières et des catastrophes naturelles. Ils préféraient l'abondante fourrure des grands signes mais n'hésitèrent pas à coloniser un modèle moins velu, bipède à temps plein, l'homme. (...) L'enfant naît stérile. Il est rapidement contaminé par les microbes (l'auteur parle là des microbes extérieurs, car son corps abonde déjà de micro-organismes...) dès le début de sa sortie par les voies naturelles. (...). En réalité, il n'accepte pas n'importe quel microbe de l'environnement (pour poursuivre sur le même ton, grâce à qui? aux micro-organismes déjà là...). La bouche, office d'immigration le plus tolérant qui soit, doit être placé sous haute surveillance.(...) Sur la peau, mise à l'air, recouverte de la layette ou culottée par les couches, s'installe dans la majorité des cas une flore paisible (pas si paisible que ça d'ailleurs!) dont les éléments viennent des espèces parentales et ancillaires (et alors, les parents ne transmettent qu'une flore paisible!). Les bactériologistes ont étudié ce peuplement progressif et sélectif en surveillant les enfants nés par césarienne et soustraits aux contaminations extérieures par une bulle. Nous avons notre flore microbienne personnelle exactement comme nos empreintes digitales. (...).

 

Des processus complexes mettant en jeu des micro-organismes toujours en mouvement...

Pour aller voir de près ces populations qui s'interposent entre la lame du bistouri et le corps humain et dont nous avons bien du mal à nous débarrasser provisoirement (il s'agit, l'auteur a bien raison, d'une lutte perpétuelle et sans fin...), réduisons-nous un instant à l'échelle de la bactérie et inscrivons-nous pour un circuit du grand tourisme cutané.

La visite commence par le front. Le paysage est assez semblable aux steppes de l'Asie centrale, plus ou moins desséchées. La terre craquèle sous le soleil. De larges écailles de kératine se forment et se détachent. De minuscules roseaux, le duvet, émergent de-ci, de-là. une manne providentielle suinte le long de la tige et s'étale autour : le sébum. De petits puits, oasis en réduction, parsèment le terrain. Un geyser de sueur jaillit de temps à autre avec moins de régularité que le célèbre Old Faithful de Yellowstone. Sueur et sébum forment un limon dans lequel nous patinons si le front est exposé au soleil. Mais nous sommes venus voir les bêtes, comme au Kenya. Elles sont groupées en petites colonies autour des points d'eau. D'autres sont accrochées aux écailles de kératine que le vent emporte. Le guide nous montre des billes rondes et des bâtonnets, plus ou moins garnis de protubérances mobiles et changeantes. certains microbes s'accrochent comme des calamars. Les billes sont des staphylocoques dits blancs par opposition à d'autres, dorés. Ces staphylocoques blancs sont habituellement inoffensifs. Ils sont dépourvus de mâchoires agressives (comprenez que leur équipement enzymatique est sans danger pour les cellules vivantes). Les bâtonnets sont de débonnaires bacilles, parfois impliqués dans un conflit juvénile : l'acné. (....) Si nous campons sur place, nous pouvons constater que ces quelques tribus (deux millions de germes au centimètre carré) se nourrissent paisiblement, se reproduisent rapidement, mais que leur nombre reste remarquablement stable. Les plus hardis des touristes profitent de l'arrêt pour faire un peu de spéléologie. Ils descendent encordés dans les entonnoirs des glandes sudoripares et pitonnent le long des poils. Ils peuvent voir les cavernicoles groupés en petit nombre le long du poil et au fond des creux, à l'abri de la douche et du savon. Après les ouragans hygiéniques (...) ils envoient quelques uns des leurs repeupler la surface un moment déserte. Nous longeons ensuite une épaisse forêt, les cheveux. Nous ne nous y aventurerons pas, surtout s'il s'agit d'un de ces appendices capillaires de type mérovingien dont la résurgence a permis le retour des poux. Grouille dans les futaies une flore composite nombreuse et féroce. Elle résiste bien aux nouveaux shampooings de plus en plus parfumés et vitaminés mais de moins en moins antiseptiques. Nous allons directement à l'aisselle en traversant le thorax, savane herbeuse chez l'homme où paissent de nombreux troupeaux. La traversée de l'aisselle comble les touristes les plus blasés. dans cette forêt tropicale luxuriante, sous les pluies torrentielles et fréquentes, de nombreuses espèces (....) s'accrochent aux branches (...) patrouillent dans les marais. (...) Le grand tour continue par la visite du cratère géant, l'omblic. Peu d'animaux aux alentours de cette décharge privée géante où sédimentent les poussières champêtres et urbaines, les débris textiles les plus divers et quelques résidus alimentaires à l'abri des orages salvateurs. (L'auteur rend bien la multitude de micro-organismes nécrophages, se nourrissant de multiples débris naturels ou artificiels qui peuplent la peau...) (...) Nous traversons avec un grand frisson le désert de la soif : l'ongle. Rien n'y pousse. Rien n'y vit (Là, l'auteur exagère un peu!). Une grande corniche nous amène au-dessous des gorges du Tarn, je veux dire le périnée. Passent sans s'accrocher des hordes sauvages accompagnant les selles. Retournant à notre point de départ après cette visite au mètre carré et quelque chose de surface cutanée, le guide nous explique que les microbes que nous avons vu sont des résidents. Ils naissent, se nourrissent et se reproduisent sur place. Leur nombre, leurs espèces sont remarquablement fixes pour un individu donné, à un endroit précis, sous un microclimat stable. Cet équilibre est assuré par les qualités du sébum et de la sueur, nourritures pour les uns, poisons pour les autres, et par la présence même des habitants qui luttent pour conserver leur territoire. Cet équilibre démographique presque parfait (relativement...) et ce peuplement ethniquement homogène ne sont pas dus qu'au contrôle rigoureux des naissances. La lutte contre les envahisseurs est continuelle et sans merci. Il n'y a pas plus raciste que les germes résidents (l'auteur risque avec cette prose de tomber dans l'anthropomorphisme mais il indique par là la forte spécificité par rapport au milieu de nombreux micro-organismes...). Les microbes venus par les multiples contacts de la vie quotidienne ne sauraient s'éterniser là où ils ont été parachutés. Ils disparaissent en quelques heures. Mais ce temps est suffisant pour que la main ainsi contaminée aille dans une capable partie de ping-pong hospitalier contaminer quelque crudité, tétine de biberon ou aiguille à injection intramusculaire. Nous élevons nos propres envahisseurs du territoire cutané. A la jonction des muqueuses et de la peau des narines vivent des staphylocoques dorés, dotés d'enzymes à la gloutonnerie bien connue. Ils sont responsables des furoncles, des septicémies, des panaris, de l'infection au début de l'évolution des brûlures, de la très grande majorité des infections post-opératoires. De leur gîte narinaire, ils défilent sur toute l'aire cutanée en colonies si nombreuses qu'il y en a toujours une, quel que soit l'endroit où se produit la plaie. Certains d'entre nous élèvent plus de staphylocoques dorés que d'autres. S'ils sont pâtissiers, ils peuvent, en déposant ces chiots dans une crème anglaise, envoyer une noce à l'hôpital, les enfants d'une cantine scolaire en vacances forcées (c'est parfois digne de Stephen King, cette prose (voir son livre, Le fléau)....). Mais en dehors de conditions bien particulières, ces staphylocoques ne font que passer. (...) Les streptocoques vivant dans la gorge, les germes (...) des selles rejoignent ces touristes sans avoir, eux non plus, la possibilité de s'installer à demeure. La connaissance de l'écologie microbienne est indispensable, aussi bien à celui qui s'occupe d'hygiène alimentaire qu'au chirurgien ou au fabricant de déodorant. (...)". Ce texte montre bien la cascade d'événements entre le pullulement de certains micro-organismes en terrain favorable, les conséquences macroscopiques, les répercutions à l'échelle d'un organisme tout entier d'une multitude de combats microscopiques.

 

     Dans cette lutte, la biologie a bien identifié les différents acteurs, "amis" ou "ennemis" de l'organisme complexe qu'est un humain, a identifier nombre de ces cascades d'événements, souvent en faisant des sauts entre la présence de bactéries, virus et compagnie et l'effet de cette présence sous forme de maladie à des stades particuliers. Sans pour l'instant avoir le tableau complet des différents champs de bataille. L'objectif des études d'écologie microbienne est de parvenir à dresser la cartographie et le déroulement de ces batailles, en tenant compte de l'évolution qu'elles provoquent chez les acteurs mêmes, car c'est souvent au niveau génétique que cela se passe. Ils ont à élucider la nature, la fréquence et les lieux d'interactions entre plusieurs agents microbiens, pathogènes ou non pour l'homme. La chaîne d'évènements du niveau microscopique au niveau de la structure entière d'un individu n'est ni directe ni forcément aboutie : du niveau des relations entre microbes, entre virus, entre microbes et virus, entre cellules structurelles d'un part et cellules circulantes d'autre part et ces derniers, au niveau du système immunitaire jusqu'au niveau de chacun des organes éventuellement atteints, puis du niveau de chacun des organes à l'ensemble de la structurelle corporelle, il existe des batailles qui restent à un seul niveau comme d'autres qui mettent en jeu tout l'organisme. Longtemps l'ingénierie médicale s'est attaquée aux relations entre agents pathogènes et circuits défensifs. Maintenant, il s'agit de comprendre comment s'organise l'écologie microbienne. C'est d'abord au niveau microscopique que se situent les premières batailles, d'où l'importance de l'enjeu de telles recherches. 

 

Des batailles et des évolutions complexes...

   C'est ce que rappelle Philippe SANSONETTI dans une "leçon inaugurale" de 2008 au Collège de France. L'auteur titulaire de la chaire de microbiologie et maladies infectieuses traite alors des microbes et les hommes, de la guerre et de la paix aux surfaces muqueuses. Plusieurs points doivent demeurer à l'esprit lorsque l'on traite des batailles microscopiques :

- L'homme évolue dans un monde microbien : bactéries, virus, virus de bactéries (les bactériophages), levures et champignons. Citons aussi les parasites mono et multicellulaires, même s'ils n'entrent pas dans la définition des microbes stricto sensu car ils sont une cause majeures d'infection. 

- Dès que les êtres vivants sont devenus multicellulaires, ils ont dû socialiser avec les microbes, premiers occupants de la planète, et établir avec eux un état de commensalisme, voire de symbiose. Les êtres multicellulaires modèles, comme le vers Caenohabditis et la mouche Drosophilia, ont un mIcrobiote commensal - c'est le terme désormais utilisé pour définir la flore microbienne résidente - et sont sensibles à des pathogènes. Les systèmes gouvernant la gestion de cette interface, qui sont nés de l'adaptation de mécanismes parmi les plus fondamentaux du développement, ont été remarquablement conservés au cours de l'évolution, de l'insecte aux primates supérieurs. La co-évolution homme-microbes ne s'est pas résumée à la reconnaissance et à l'éradication des pathogènes ; elle a aussi mené à la tolérance des microbiotes commensaux. La veille microbiologique de notre organisme est permanente.

- A côté des maladies infectieuses aiguës, on observe des colonisations chroniques ne donnant lieu à des complications significatives que dans un pourcentage limité de cas. Ainsi, dans les régions pauvres de la planète, la bactérie Helicobacter pylori, un pathogène gastrique, peut coloniser la population dès le plus jeune âge, mais elle ne donnera lieu à des complications (ulcère gastroduodénal, cancer de l'estomac) que chez une fraction limitée des individus. Faut-il la décrire comme un commensal violant la frontière, ou comme un pathogène furtif assurant sa survie prolongée? Faut-il invoquer la susceptibilité variable des individus en fonction de leur bagage génétique, ou des facteurs environnementaux? Probablement les quatre à la fois, ce qui souligne que la recherche dans le domaine des maladies infectieuses doit être multidisciplinaire.

- Pour compliquer ce schéma, certaines pathologies comme les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin (la maladie de Crohn par exemple) reflètent une mauvaises gestion de l'interface avec notre microbiote commensal. L'analyse génétique de ces maladies commence à nous fournir des gènes candidats, qui sont autant de pistes orientant vers la nature moléculaire et cellulaire de cette interface. Va-t-il falloir revoir nos concepts et définitions des maladies infectieuses? Susceptibilité génétique à des organismes de l'environnement habituellement non pathogènes, infections opportunistes des sujets immunodéprimés, infections pluri-microbiennes : les postulats de Koch souffrent des exceptions. Les voies de la co-évolution hôte-microbe restent souvent impénétrables, et seule une perspective évolutionniste fondée sur une vision de pression sélective mutuelle a un sens.

- "Les espèces qui survivent ne sont pas les espèces les plus fortes ni les plus intelligentes, mais celles qui s'adaptent le mieux aux changements", écrivait déjà Charles Darwin. "L'évolution procède comme un bricoleur qui pendant des millions et des millions d'années, ruminerait lentement son oeuvre, la retouchant sans cesse, coupant ici, allongeant là, saisissant toutes les occasions d'ajuster, de transformer, de créer", écrit François Jacob dans Le Jeu des possibles. Sans cette lecture, on ne peut comprendre comment s'est développée notre interface avec les microbes : par exemple comment une voie gouvernant le développement dorso-ventral de la mouche a pu devenir une voie de perception des microorganismes jusque chez les mammifères ; ou encore, comme un flagelle bactérien a pu se transformer en un appareil de sécrétion de toxines, ou vice versa. 

- Au fond, l'homme est un hybride primate-microbes. Nous hébergeons dix fois plus de bactéries que nous ne possédons de cellules somatiques et germinales. Le tractus intestinal héberge l'essentiel de ce microbiote, atteignant le chiffre astronomique de 10 puissance 14 bactéries (cent mille milliards). L'extrapolation des résultats d'identification moléculaire indique que nous hébergeons de 15 à 30 000 espèces différentes. On peut donc considérer que la séquence du génome humain ne sera complète tant que l'on ne disposera pas de celle de son microbiome, soit probablement un pool de gènes 100 fois supérieur au génome humain. C'est une gageure, car le microbiote varie d'un individu à l'autre, d'une région à l'autre, d'un site anatomique à l'autre.

- Simplifions... Le microbiote intestinal comporte deux grands groupes : les firmicutes, bactéries à Gram positif anaérobies, et les bacteroidetes, bactéries à Gram négatif anaérobies. Les protéobactéries qui nous sont les plus familières, comme Escherichia coli, sont en fait ultraminoritaires - au moins à l'homéostasie, car dans les situations pathologiques, comme les maladies inflammatoires de l'intestin, les équilibres sont rompus et les bacteroidetes disparaissent au profit de pratéobactéries. Qui est l'oeuf, qui est la poule? Est-ce la maladie inflammatoire qui cause le déséquilibre microbiote, ou le déséquilibre qui cause la maladie inflammatoire?

- Essayons de simplifier. Le microbiote intestinal a une activité métabolique globale équivalente à celle d'un organe comme le foie. Cet organe surnuméraire a de nombreuses fonctions. Il mai tient un effet de barrière contre les microorganismes allogènes, éventuellement pathogènes. Il assure l'homéostasie de la barrière épithéliale intestinale en stimulant sa restitution en cas d'altération, mais assure aussi le développement et le maintien du système immunitaire muqueux ainsi que du réseau vasculaire sous-épithélial. Il joue un rôle clé dans la nutrition et le métabolisme : hydrolyse et fermentation des polysides complexes, biosynthèse de vitamines, production d'acides gras à chaînes légères qui représentent une source nutritionnelle majeure pour l'épythélium, détoxification des xénobiotiques alimentaires. Il ne s'agit donc plus de commensalisme au sens générique du terme, mais bien d'une symbiose.

- Mêmes si les pathogènes sont minoritaires dans cet environnement microbien, leur impact est majeur. Dans Destin des Maladies infectieuses, (dans les années 1930) Charles Nicolle se demande si l'on peut tirer une ligne définissant d'un côté les bonnes bactéries - le microbiote - et d'un autre les mauvaises, celles qui sont pathogènes?

- Émile Roux écrivait que "la virulence  d'un microbe (pathogène) (ce qui fait sa spécificité) est son aptitude à vivre dans l'organisme des êtres supérieurs et d'y secréter des poisons". Charles Nicolle, à la suite des travaux de Louis Pasteur et de ses élèves concluait qu'"il y a donc de bonnes raisons de penser que la virulence est liée à un support matériel. Ne la voyons-nous subir parfois des variations brusques auxquelles on peut donner légitimement le sens et de nom de "mutations", et ces variations subites se traduire, en dehors de l'adaptation à un être nouveau, par l'acquisition de propriétés pathogènes nouvelles vis-à-vis de l'espèce animales qu'elle (la bactérie pathogène) infecte ordinairement?

- Presque concurremment, Frederick Griffith découvre à Londres la transformation chez le pneumocoque, permettant la démonstration du principe transformant de Griffith - capable de restaurer l'expression de sa capsule, donc sa virulence, à une souche a-capsulée de pneumocoque - était détruit par l'enzyme DNase. Cette expérience prouvait que le support matériel de la virulence étant l'acide désoxyribonucléinque (ADN) qui "accessoirement" devenait LE support de l'hérédité.

- On découvre rapidement que certains facteurs clés de la virulence, comme la toxine diphtérique, sont codés par des éléments génétiques mobiles comme le bactériophage bêta. Puis survient, dans les années 1950, la révolution moléculaire : André Lwoff, Jacques Monod, François Jacob, Elie Wolmann et bien d'autres forgent les concepts et les outils qui vont permettre de faire se rejoindre, sinon Escherichia coli et éléphant, au moins Escherichia coli et microorganismes pathogènes.

- Stanley Falkow eut alors l'intuition que cette génétique moléculaire naissante allait permettre de déchiffrer le pouvoir pathogène des microbes, dans Infectious Multiple Dru Resistance, de 1975. 

- Que nous ont appris la génétique moléculaire, puis la génomique des pathogènes? Escherichia coli s'est avéré dès le début constituer un excellent modèle. Cette même espèce comporte en effet des isolats commensaux et des isolats pathogènes, ces derniers pouvant se décomposer en plusieurs pathovars intestinaux, urinaires, septicémiques, responsables de méningites. Il est vite apparu qu'au delà des propriétés métaboliques et antIgéniques souvent prises en défaut, chacun de ces pathovars a une signature génétique complexe correspondant à l'accrétion génomique d'éléments ; certains sont mobiles, les bactériophages et les phagiques ; d'autres sont fixés dans le chromosome mais probablement d'origine phagique : les "ilots de pathogénicité". Cette pathogénicité s'est construite par sauts quantiques, sous oublier la "touche finale" de mose de l'ensemble de ce dispositif sous le contrôle d'une stricte hiérarchie de régulations répondant aux conditions environnementales. Les séquençages et les analyses pngénomiques ont parfaitement confirmé ce concept, traduisant l'existence de flux constants de gènes.

- Des questions persistent : quelle est l'origine de ces gènes étrangers? Ce modèle est-il vrai pour l'ensemble des pathogènes? La réponde simple est "souvent mais pas toujours". Les organismes modèles sont des objets idéaux de recherche à condition de savoir en sortir. Enfin, les virus ont-ils subi une évolution génomique similaire? Oui, sans doute, pour les grands virus ADN comme les Pox et les Herpes, qui ont acquis des gènes de leurs partenaires cellulaires leur servant essentiellement à leurrer notre système immunitaire. C'est moins clair pour les virus ARN, où les recombinaisons intra-espèce et la piètre fidélité de l'ARN polymérase contribuent à générer la diversité nécessaire à l'adaptation aux hôtes et aux sauts d'espèces. 

- Revenons au coeur du paradoxe du commensalisme et de la pathogénicité qui sont gérés par les mêmes systèmes de surveillance immunologiques. Les commensaux intestinaux établissent un subtil dialogue moléculaire avec l'épytélhium à travers le filtre du mucus de surface, sur lequel ils sont établis en biofilms complexes. Ils sont maintenus à distance respectable par un gradient de facteurs antimicrobiens épythéliaux, et perçus en proximité et densité par l'échantillonnage permanent de molécules propres au monde procaryote. Ce dialogue moléculaire résulte, via l'analyse et le filtrage épithélial de ces signaux, en une situation tolérogène pour le microbiote. Des mécanismes sans doute très proches président à la tolérance des autres microbiotes, particulièrement le microbiote cutané.

- Les pathogènes disposent eux d'un arsenal de facteurs de virulence leur permettant d'accéder aux surfaces de l'hôte, d'y adhérer, éventuellement de les envahir, d'y injecter grâce à des systèmes dédiés des toxines qui vont assurer la subversion de la barrière épithéliale et de ses système de défense immunitaire. L'ensemble de ces effets est perçu par l'hôte comme un signal de danger, d'un seuil d'alerte dépassé : d'où une réponse immunitaire innée inflammatoire microbicide, mais aussi destructrice, largement responsable des symptômes et lésions de la maladie.

 

Philippe SANSONETTI, Des microbes et des hommes, Guerre et paix aux surfaces muqueuses, Leçon inaugurale du Collège de France, 20 novembre 2008. Raymond VILAIN, "jeux de mains", Arthaud, 1987 ; Réseau Microtrop.

 

Relu le 1 septembre 2020

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28 septembre 2011 3 28 /09 /septembre /2011 12:43

             La prédation constitue un des modes de relations à l'intérieur des écosystèmes et se retrouve dans tous les règnes de la biosphère. Mais loin d'être une sorte de "loi de la jungle", cette prédation est circonscrite à de nombreuses conditions (d'existence et de modalités) qui, du coup, n'en fait pas le principal élément de l'écologie, quelque soit le terrain. 

 

         Ce qui motive cette prédation, c'est avant la recherche concurrentielle de la nourriture par les différents espèces présentes dans un même écosystème. Nombreuses en fait sont les adaptations qui permettent aux animaux de fuir leurs ennemis ou de s'en protéger (Atlas de biologie).

Les réactions de fuite et les adaptations morphologiques correspondantes (organes sensoriels et locomoteurs développés) ont évolué de façon convergente dans des groupes différents (Ongulés, Kangourous, Ratites, Reptiles). Certains comportements rendent la fuite encore plus efficace : le Lièvre et l'Autruche d'Amérique du Sud opèrent de brusquement changements de direction ; les Céphalopodes projettent un nuage d'encre ou, comme le Céphalopode abyssal Heterotenthie, un liquide luminescent.

Des dispositifs mécaniques de protection se rencontrent chez les animaux immobiles ou peu mobiles. Le corps des Éponges renferme souvent des spicules qui les rendent immangeables. Les animaux de nombreux groupes sont couverts de piquants, souvent associés à une carapace dure (oursin) ou à des comportements qui augmentent leur efficacité (le Hérisson se met en boule, le Poisson porc-épic se gonfle). Beaucoup d'animaux possèdent une carapace, des plaques, une coquille (nombreux Protistes, Bivolves, Gastéropodes, Tortues, Tatous) ; ces enveloppes peuvent être constituées de matière étrangère au corps de l'animal (Amibe Difflugia, larves des Trichoptères). On peut mentionner aussi les cavités que recherchent ou construisent certains animaux (Sphécoïdes, Pics, nombreux mammifères).

Les moyens de défense chimiques varient entre deux possibilités extrêmes : tout l'animal est toxique, donc immangeable, ou il met en oeuvre des mécanismes hautement perfectionnés (cnidoblastes des Coelentérés, poils urticants des chenilles, éjection de liquide : Brachynus, Serpent cracheur, Moufette). Ces animaux sont souvent protégés contre les assaillants par la teinte voyante de leur corps (Parure prémonitrice ; exemple Guêpe, Frelon, Salamandre commune). Les animaux sont camouflés quand les teintes de leur corps se confondent avec leur environnement (homochronie, par exemple du Phalène du Rouleau) et quand l'animal ressemble par sa forme à un objet du milieu où il vit (Homomorphie). Même des dessins apparemment très voyants peuvent dissimuler l'animal (somatolyse). Parfois une espèce inoffensive possède les mêmes couleurs prémonitrices qu'une autre espèce vivant dans le même milieu, mais réputée immangeable ou dangereuse (mimétisme, par exemple de divers Papillons tropicaux ou du Frelon-Série apiforme).

Les interactions quantitatives entre espèces sont par ailleurs limitées par de nombreux phénomènes, même lorsqu'elles sont très proches géographiquement. Ces phénomènes sont considérés comme des interactions (plante-phytophage ; proie-prédateur ; hôte-parasite). Vito VOLTERRA (1860-1940), sur la base d'un modèle mathématique, en a donné une représentation quantitative sous forme de trois lois :

- Dans les relations nutritionnelles entre deux espèces se produisent périodiquement dans les courbes d'abondance des oscillations en déphasage ;

- Les abondances oscillent autour d'une valeur moyenne bien définie ;

- Des influences extérieures tout aussi signifiantes pour les deux espèces agissent plus durablement sur le prédateur que sur la proie.

 

           La prédation est définie généralement comme l'ensemble des mouvements qui s'ordonnent en vue de l'appropriation par capture et, généralement de la consommation alimentaire d'organismes vivants (proies). (Patrick TORT) Ce processus comportemental caractérise l'activité de chasse des animaux prédateurs - l'expression s'étant étendue de façon discutable selon le même auteur à certains végétaux. Elle implique une agression conduisant à la capture de la proie, et se trouve sous-tendue en chacune de ses manifestations par des stimulus activant, déclenchant un comportement d'appétence suivi d'actes consommatoires. Les proies, au cours de l'évolution, ont souvent développé des comportements multiples de réaction adaptative au comportement du prédateur, l'exemple le plus simple de cette adaptation étant la "distance de fuite" qui oscille autour d'une moyenne spécifique, tout en étant réglable suivant les individus. Ces comportements sont variables selon que l'animal-proie bénéficie ou non de capacités de camouflage. L'animal-proie reconnaît fréquemment son prédateur, comme l'attestent les expérimentations faites avec les Canards et les Oies soumis au spectacle d'un leurre représentant alternativement la forme d'un proche parent inoffensif et celle d'une Rapace. Ce genre d'expérimentation est souvent présenté par des auteurs comme Konrad LORENZ. 

Mais la prédation ne peut être comprise que dans la distinction entre compétition intra-spécifique et compétition inter-spécifique, les comportements constatés n'étant pas du tout les mêmes.

 

              Pour qu'il y ait compétition, comme l'écrit Vincent LABEYRIE, il faut qu'il y ait "à la fois même habitat et même niche, c'est-à-dire que plusieurs organismes recherchent, en même temps et dans une même localité, les mêmes éléments existant en quantité limitée, et indispensables à la synthèse de leur matière vivante. La compétition résulte d'une capacité limitée de l'habitat", suivant des paramètres démographiques bien précis. 

La compétition peut être intraspécifique ou interspécifique. Dans les deux cas, elle ne concerne que des individus ayant à un moment déterminé des exigences communes, dans le domaine de l'alimentation en particulier. Le déplacement compétitif, qui évite la compétition, contribue à diversifier les niches et les habitats.

Vincent LABEYRIE se réfère surtout à E. R. PIANKA, qui résume dans "competition and niche theory" (in Theorical ecology, de R MAY en 1976, chez Blackwell Scientific), les différents aspects théoriques de la compétition interspécifique et modélise son influence sur la dynamique des populations à partir des équations de VOLTERRA, en soulignant que "les coefficients de compétition de ces équations peuvent être illusoires et obscurcir souvent les mécanismes réels des interactions compétitives." Il remarque que la compétition interspécifique n'est jamais absolue, car "aucun organisme réel n'exploite entièrement sa niche fondamentale puisque ses activités sont de quelque façon limitée par ses compétiteurs autant que par ses prédateurs." Puisque les individus d'un même stade de développement d'une même espèce ont par définition des caractéristiques biologiques identiques, au polymorphisme près, la compétition intraspécifique doit être par nature plus sévère que la compétition interspécifique. Dans ces conditions, la compétition intraspécifique introduit une sélection active dès que K est limité. Cette sélection entraînant une modification qualitative de la population, c'est-à-dire pouvant induire son évolution, on peut en déduire que la limitation des ressources doit être un facteur d'évolution. 

Charles DEVILLERS indique dans l'explication du principe de compétition-exclusion (ou principe de GAUSE (Georgij. Franceric GAUZE (1910-1986)), établit en 1934) que "deux espèces ayant les mêmes impératifs écologiques ne peuvent coexister sur de longues durées. Ou bien l'une des formes est éliminée, ou bien elle modifie ses impératifs écologiques". Suivant aussi Garrett HARDIN (The competitive-exclusion principle, Science, 1960), "il ne peut y avoir de compétition totale", ce qui signifie que la compétition ne peut porter sur toutes les composantes de l'écologie des espèces en question. Sous l'apparence d'une constatation banale - il existe bien des carnivores qui ne s'attaquent qu'à des espèces bien spécifiques - ce principe décrit en fait une situation hautement théorique qui impose, pour bien la comprendre, signale toujours Claude DEVILLERS, "de définir au préalable compétition et niche écologique."

"Il y a compétition quand des organismes, animaux ou végétaux, de même espèce ou d'espèces différentes, utilisent les mêmes ressources, qui sont en quantité limitée, ou se nuisent mutuellement en cherchant ces ressources. Une niche écologique peut être décrite comme un "hyper-volume" à n dimensions, chaque dimension étant l'une des composantes de la niche : conditions physiques et chimiques du milieu, ressources nutritives, habitats, lieux de reproduction... Il est hautement improbable, impossible même, que toutes les utilisations des "dimensions" des niches de deux espèces soient strictement les mêmes. Il suffira que l'une d'entre elles soit différente pour que la coexistence ait lieu."

En fait, indique bien aussi le même auteur, ce principe a ses partisans et ses adversaires dans la communauté scientifique. Pour J. Viera Da SILVA (Introduction à la théorie écologique, Masson, 1979), c'est l'un des concepts les plus utiles en écologie théorique. Dans la pratique, il incite à rechercher la causalité des coexistences, de mettre au jour les différences écologiques, parfois subtiles, qui les rendent possibles. 

Charles DARWIN, sans l'énoncer sous forme de principe, formule à plusieurs reprises le contenu du principe de Gause dans L'Origine des espèces : "Or, ainsi que nous l'avons vu traitant de la lutte pour l'existence, c'est entre les formes les plus voisines - variétés de même espèce, et espèce de mêmes genres ou de genres voisins - que, par suite de la similitude de leur conformation, de leur constitution et de leurs habitudes, se déclarera la concurrence la plus sévère. Chaque nouvelle variété ou espèce tendra donc, pendant le cours de sa formation, à serrer de près les formes qui ont le plus d'analogie avec elle, et à les exterminer."

 

Vincent LABEYRIE, article Compétition intra- et interspécifique, Charles DEVILLERS, article Compétition-exclusion et Patrick TORT, article Prédation, dans Dictionnaire du Darwinisme et de l'Evolution, PUF, 1996. Günther VOGEL et Hartmunt ANGERMANN, Atlas de biologie, Le livre de poche, La pochothèque, 1994.

 

ETHUS

 

Relu le 31 juillet 2020

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27 septembre 2011 2 27 /09 /septembre /2011 14:38

    Si la notion de parasitisme est largement péjorative, notamment en philosophie morale et en philosophie politique, les réflexions en matière de biologie et d'évolution obligent à à en avoir une toute autre perception. Et cela depuis assez longtemps, comme en témoigne certaines documents animaliers pour le large public et les recherches en matière de développement dans la nature en ce qui concerne les spécialistes en sciences naturelles.

 

L'étendue importante et le sens du phénomène parasitaire

      Le phénomène parasitaire est largement répandu dans le monde vivant, comme le rappelle Georges LARROUY. "Chaque espèce est susceptible d'être parasitée. Tous les grands groupes, depuis les unicellulaires jusqu'aux Végétaux et aux Animaux, comprennent des espèces parasites. Sous des formes diverses, le parasitisme est présent depuis les êtres les plus simples, nécessairement parasites, tels les Virus, jusqu'aux êtres organisés les plus complexes, termes actuels de l'évolution des grands Embranchements : Mollusques, Crustacés, Insectes, Oiseaux, certaines Orchidées, etc. Le fait parasitaire permet de poser, séparément et d'une façon plus synthétique, tous les grands problèmes de la biologie à travers un couple privilégié, le couple hôte-parasite, dont l'étude permet des modélisations fructueuses. Grâce au travail de générations de biologistes et de zoologistes, le parasite peut être utilement comparé à des espèces apparentées, demeurées libres, afin d'apprécier les modifications induites par la vie parasitaire, qu'elles touchent à la morphologie, à la physiologie ou aux comportements. Aussi les principales questions relatives au parasitisme se posent-elles d'emblée en termes d'adaptation, d'évolution, de sélection : "...Le parasitisme est directement lié aux problèmes de l'adaptation et de l'évolution" (L GALLIEN, 1948).

"Le parasitisme réalise des expériences naturelles aussi variées que nombreuses, riches en enseignement pour l'évolutionniste" (P P GRASSÉ, 1966)."  Dans sa définition du parasite, le même auteur écrit que "le parasite est, littéralement, "celui qui vit à côté de sa source de nourriture". Mais le terme implique aussi que le parasite vit aux dépens, au détriment de son hôte, dont il tire les matériaux indispensables à la synthèse de sa propre substance. On peut ajouter qu'il s'agit, dans la plupart des cas, d'une association de longue durée (...) ayant un caractère de profit unilatéral. Il existe des cas situés à la limite entre le parasitisme et d'autres types de relations interspécifiques. En principe, un prédateur tue sa proie sitôt qu'il entre en contact avec elle, alors que l'hôte survit plus ou moins longtemps à la présence d'un parasite. Il est vrai qu'une large tolérance du parasite par son hôte est un gage de réussite parasitaire et signe une bonne adaptation.(...) Bien des parasites provoquent la mort de leur hôte, parfois rapidement (...)" "Le poids, ajoute t-il après quelques exemples, du dommage causé à l'hôte par les prélèvements du parasite permet de distinguer le commensal, qui, tout en détournant de la nourriture, n'exerce pas trop de dommages, des inquiliens ou cleptoparasites, qui volent de la nourriture ou les matériaux préparés par l'hôte pour sa subsistance, voire sa progéniture, et sont plus spécifiques et parfois beaucoup moins nuisibles (...) Ainsi tous les degrés peuvent être observés dans la nuisance parasitaire, depuis le dommage léger lié à la présence dans le caecum humain de quelques Trichocéphales jusqu'à la mort à terme de toute une fourmilère de Tetramorium caespitum liée à l'exécution de la reine par ses propres ouvrières sous l'influence d'une femelle d'Anergates atratulus nouvellement adoptée (...)". 

 

Génétique du phénomène parasitaire

Georges LARROUY toujours, écrit, après avoir décrit les types parasitismes et des adaptations parasitaires sur le plan de la morphologie, de la physiologie et des réactions immunitaires de l'hôte, les modifications comportementales induites chez un hôte par la présence d'un parasite, que l"on peut retrouver dans les travaux de E. MAYR (1981) quelques réflexions applicables à (...) des comportements parasitaires complexes." "Un comportement a d'autant plus de chances d'obéir à un programme génétique ouvert que la durée de vie de l'individu, et plus particulièrement la durée relative de la période consacrée à l'apprentissage, est longue. Dans ces conditions, on ne s'étonnera pas que E. Mayr considère les comportements interspécifiques ou les comportements non communicatifs très stéréotypés qui relèvent du parasitisme comme obéissant à des programmes génétiques fermés, car ils ne permettent guère de variations ; le coût de l'erreur est dans ce cas souvent trop lourd. On note toutefois, dans un nombre parfois élevé de cas, des comportements aberrants du parasite qui, en règle générale, mais pas toujours, amènent sa destruction sans descendance : les Furcocercaires de Bilharzies peuvent venir parasiter des hôtes inadaptés, les migrations des Douves hors des voies habituelles ne leur permettent pas de se reproduire, certaines Filaires animales peuvent se retrouver chez l'Homme, mais perdent toute chance de survie.

C'est tout le problème des "impasses parasitaires" qui sont nombreuses. Le manque de rigueur de tels programmes génétiques comportementaux (car plusieurs séquences sont impliquées) traduit-il une variabilité élevée de certains déterminants génétiques de ces comportements, variabilité sur laquelle la sélection n'aurait pas eu le temps de manifester ses effets? Quoi qu'il en soit, la prolificité du parasite (source de variabilité elle aussi) compense largement le déficit populationnel issu de l'échec de quelques représentants de l'espèce. On doit par ailleurs constater que le "flou" dans le déterminisme de certaines séquences de reconnaissance a permis à nombre de parasites "opportunistes" la colonisation de nouvelles niches écologiques dont leur espèce a tiré le plus grand bénéfice. C'est évidemment le cas des parasites venus de l'animal à l'Homme, mais ce peut être aussi le cas de tous les parasites "en attente" et qui se révèlent à la faveur de modifications de leur environnement. L'aspect véritablement des réflexions de E. Mayr concernant l'évolution rapide, cohérente et corrélée de caractères génétiquement déterminés - évolution dont le sens, la vitesse et l'harmonie peuvent conditionner la réussite ou l'échec de l'espèce (...) réside dans sa prise en compte de l'équilibre interne du génome, des phénomènes épigénétiques et du rôle des gènes ou systèmes de gènes régulateurs.

A la suite de Britten et Davidson (1969), il écrit (en 1974, Populations, espèces et évolution, Hermann) (...) : "le fait que les macromolécules des gènes structuraux les plus importants sont si semblables, des Bactéries aux organismes les plus supérieurs, se comprend beaucoup mieux si on attribue un rôle majeur aux gènes régulateurs. Comme ils affectent fortement la viabilité de l'individu, ils constituent les cibles principales de la sélection naturelle. Les gènes régulateurs font partie d'un système délicatement équilibré, beaucoup plus que les gènes de structure, et on peut donc présumer qu'ils constituent un mécanisme majeur pour la coadaptation. Il est vraisemblable que le taux de la transformation évolutive des macromolécules des gènes structuraux importants est contrôlé en grande partie par le système des gènes régulateurs..." Le dernier niveau d'explication concernant l'évolution des organes, des fonctions ou des comportements parasitaires peut maintenant être recherché et caractérisé à l'étage moléculaire. Le phénomène de l'amplification des gènes favorables en un laps de temps très bref à l'échelle des générations, comme cela a été démontré pour la résistance des Culicides aux insecticides organo-phosphorés (...) fournit aux évolutionnistes une image nouvelle des effets d'une pression sélective élevée. Il en est de même pour l'incorporation rapidement généralisée de plasmides conférant à des espèces parfois très différentes de Bactéries une résistance élevée, à tel ou tel antibiotique."

   Il s'agit donc, à la lumières des récentes recherches, d'une nouvelle conception du parasitisme. Pour A. J. MAC INNIS par exemple (A general theory of parasitism, Proceeding of the Third International Congress of Parasitology, Munich, 1974), le parasite peut être défini comme l'un des partenaires d'un couple d'espèces interagissantes aux génomes intégrés de telle manière que la survie du parasite dépend au minimum d'un gène de l'autre espèce interactive appelée hôte. Tout organisme susceptible de fournir l'information génétique requise est un "hôte spécifique". Parmi ces hôtes, certains peuvent d'ailleurs n'être que des hôtes potentiels ou en attente si des barrières écologiques, géographiques, comportementales... font obstacles à la constitution du couple hôte-parasite. Selon K. VIKERMAN (The impact of future resarch on our understanding of parasitism, international Journal of Parasitology, 1987), notre compréhension de la nature du parasitisme dépendra en dernier ressort d'une analyse de la dépendance génétique des parasites vis-à-vis de leurs hôtes.

 

Parasitisme et Évolution

      Dans son exposé sur le parasitisme et l'évolution des traits d'histoire de vie, Y. MICHALAKIS met l'accent sur les modifications induites chez l'hôte de l'action du parasite. Face à des parasites virulents, les hôtes cherchent d'abord à se défendre : la première défense consiste à éviter de rencontrer le parasite, mais les hôtes n'y parviennent pas toujours et doivent donc lutter en cas de rencontre. Lutter, c'est-à-dire, empêcher le parasite de pénétrer dans l'hôte par des barrières physiques (peau...) ou par des mécanismes de reconnaissance (gène-pour-gène) ou empêcher son développement, limiter sa croissance, par un système immunitaire (pour les organismes libres). Le fonctionnement de la machinerie immunitaire complexe comporte souvent des coûts énergétiques qui entraînent des modifications des traits d'histoire de vie. Le professeur du GEMI de Montpellier décrit le problème de l'allocation des ressources entraîné par la présence du parasite et les conditions qui favorisent l'antagonisme entre plusieurs fonctions à l'intérieur de l'organisme. Si plusieurs mécanismes se mettent en fonction dans la plupart des cas observés pour tenter d'éradiquer ou de limiter le parasite, il existe d'autres cas où s'opère un ajustement de l'allocation de ces ressources dans le sens d'une tolérance au parasite. Si l'attention des chercheurs s'est polarisé sur l'hôte, de plus en plus ils s'orientent vers la connaissance des mécanismes d'évolution du parasite, dans ses ajustements aux efforts de l'organisme hôte. C'est une véritable écologie des systèmes parasitaires qui se découvre.

 

Y. MICHALAKIS, Parasitisme et évolution des traits d'histoire de vie, GEMI de Montpellier, site internet //GEMI-MPL.IRD.FR. Georges LARROUY, article Parasite, Parasitisme, dans Dictionnaire du Darwinisme et de l'Evolution, PUF, 1996.

 

ETHUS

 

Relu le 1er août 2020

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27 septembre 2011 2 27 /09 /septembre /2011 09:03

        L'origine de la vie constitue toujours une énigme qui mobilise imagination et recherches scientifiques. En dehors des hypothèses douteuses issues des religions, plusieurs théories rivalisent aujourd'hui, qu'elles veulent se situer à la toute première origine (de l'inanimé au vivant) ou plus modestement dans le processus évolutif qui mène des organismes simples à des organismes de plus en plus complexes.

Les traces de cette origine, s'ils en existent, font que nous en sommes réduits à des hypothèses et les grands théoriciens de la biologie ou de l'évolution, même si une réflexion n'est pas absente chez eux, évitent de faire dépendre leurs reconstructions d'une explication sur l'origine de la vie. Sans céder à une mode, même scientifique, l'hypothèse de l'action de virus (par essence parasites) dans les premiers moment de l'apparition de la vie sur notre planète montre une dynamique de coopération-conflit à l'oeuvre.

 

Les idées des théoriciens du darwinisme et des généticiens

             Charles DARWIN, dans une lettre (à J-D. HOOVER, 1863), indique la possibilité du démarrage de la vie à partir de "quelque petite marre chaude, avec tous les espèces de sels d'ammoniaque et de phosphore, de la lumière, de la chaleur, de l'électricité, etc, en présence, un composé protoïque était là chimiquement formé, prêt à subir des changements plus complexes encore". Comme le commente André BRACQ, "malheureusement pour le chimiste, la vie a profondément bouleversé la Terre primitive" et "quelle que soit la puissance de la vérification expérimentale, la réalité historique du modèle ne pourra jamais être démontrée dans l'absolu car la variable "temps chronologique" échappe au contrôle de l'expérimentateur". 

Pour fixer les idées, André BRACQ rappelle que "le fonctionnement de tous les système vivants contemporains, qu'ils appartiennent au Règne animal ou au Règne végétal repose sur la cellule. Parmi les quelques 10 millions de molécules organiques (à base d'oxygène, d'hydrogène, de carbone et d'azote) qui constituent une cellule simple de Bactérie, par exemple, trois familles de molécules jouent des rôles fondamentaux :

- les molécules de compartimentation qui permettent de retenir les constituants de la cellule et évitent ainsi leur dispersion dans le milieu environnant. La membrane est formée par des phospholipides. Ce sont des molécules amphiphiles qui possèdent à la fois une tête polaire qui aime l'eau et des chaînes carbonées qui aiment l'huile.

- les molécules informatives qui permettent de stocker et de copier les informations nécessaires au bon fonctionnement de la cellule. L'ADN et l'ARN (acide ribonucléique) sont des chaînes très longues constituées pour la répétition de maillons élémentaires, les quatre nucléotides. Chaque nucléotide se compose d'un sucre, d'un phosphate et d'une base. Comme la séquence des lettres définit le sens d'un mot, l'ordre d'enchaînement des quatre principaux nucléotides définit le message génétique. La reconnaissance très spécifique des bases, deux à deux, permet de transférer l'information contenue dans la séquence, et plus particulièrement de faire des copies conformes de l'ADN.

- les molécules catalytiques qui effectuent le travail chimique de la machinerie cellulaire. La plupart des réactions chimiques sont assurées par les enzymes, qui constituent une classe particulière de protéines. D'une manière générale, les protéines peuvent être comparées à de longs mots écrits à l'aide de vingt lettres différentes, les acides animés. En moyenne, une protéine compte deux cent acides animés dans sa chaîne."

   Tout le travail des chercheurs consistent à comprendre, à l'aide de méthodes qui permettent de visualiser l'invisible et de le quantifier, comment les différents éléments simples s'organisent dans l'espace et dans le temps, pour faire vivre des ensembles vivants de plus en plus complexes. Une des difficultés pour le grand public de comprendre ces phénomènes est que l'accumulation des connaissances, depuis la découverte de l'ADN, ne faiblit pas, et que les biologistes font des découvertes de plus en plus rapides (parfois trop rapidement publiées, sans recul, quitte à ce que dans les publications scientifiques, très mal relayées d'ailleurs dans la grande presse, un terme soit mis ensuite à certaines explications), grâce à la présence de calculateurs de plus en plus performants (informatique) et par la mise au point de nouvelles techniques de manipulation des matières vivantes. Sans compter que les applications techniques de ces découvertes, qui valident en passant un certain nombre d'explications, entrent de manière très discrète dans la vie quotidienne, posant d'ailleurs la question de la démocratie dans un société de plus en plus "technologisée".

Dans ce domaine des recherches qui, de manière souvent indirectes, peuvent nous aider à comprendre comment est née la vie, les conceptions bougent aussi énormément. Car ce travail de compréhension de l'agencement et du fonctionnement des constituants auparavant cités amènent la communauté scientifique à émettre des hypothèses de plus en plus fines en même temps qu'elle offre des applications industrielles (sans compter les applications dans les affaires criminelles) de plus en plus massives. La rencontre des progrès en matière biologique et en matière informatique donne d'ailleurs naissance à une toute nouvelle branche d'activités : la nanotechnologie médicale.

 

Des modèles généraux d'explication...

       Il n'existe pas de consensus dans la communauté scientifique sur l'origine de la vie, mais des modèles couramment acceptés comme base de travail, après l'élaboration de processus par John Maynard SMITH, Eörs SZATHMARY ou John Desmond BERNAL :

- Des conditions prébiotique plausibles entraînent la création de molécules organiques simples qui sont les briques de base du vivant ;

- Des phospholipides forment "spontanément" (en fait sous l'effet de phénomènes d'attraction-répulsion entre les différents atomes constituants les molécules de ces phospholipides) des doubles couches qui sont la structure de base des membranes cellulaires) ;

- Les mécanismes qui produisent aléatoirement des molécules d'ARN en mesure d'agir comme des ARN-enzymes capables, dans certaines conditions très particulières, de ses dupliquer. Une première forme de génome apparait ainsi que des protocellules.

- Les ARN-enzymes sont progressivement remplacés par les protéines-enzymes, grâce à l'apparition des ribozymes, ceux-ci étant capables de réaliser la synthèse des protéines.

- L'ADN apparaît et remplace l'ARN dans le rôle de support du génome, dans le même temps les ribozymes sont complétés par des protéines, formant les ribosomes. C'est l'apparition de l'organisation actuelle des organismes vivants. 

 il s'agit d'une soupe d'organismes de plus en plus complexes qui dans des conditions précises de température, de pression et de mise en relation de molécules susceptibles de s'agréger et de durer, permet la formation d' organismes vivants. Des éléments laissent penser qu'il y eut plusieurs occasions manquées, pour une raison ou pour une autre, pour la formation de tels organismes. Les divers agencements à l'intérieur de ces organismes, comme leur rencontre avec d'autres organismes en formation, dans le temps et dans l'espace, meurent ou perdurent suivant un processus évolutif, qui est essentiellement un processus cumulatif qui évolue dans des conditions plus ou moins favorables. L'existence dans la nature de très peu de types de structures indique que le vie requiert des conditions étroites. 

 

De nouveaux organismes découverts peuvent aider à comprendre l'origine de la vie...

     Parmi les chercheurs qui veulent retracer l'histoire de l'ensemble du monde vivant, Carl WOESE introduit dans les années 1990 (mais ses premières recherches datent des années 1970) un troisième règne dans ce monde jusqu'alors partagés entre eucaryotes et procaryotes, les archées, au côté des bactéries et des eucaryotes. Ces archéobactéries, méthanogènes, trouvées dans les environnements chauds de marais volcaniques. Patrick FORTERRE estime que "concept d'archéobactérie a révolutionné la biologie en soulevant de nombreuses questions inédites" dont l'une des plus importantes est "à quoi ressemblait l'ancêtre commun des trois lignées ainsi mises en évidence, un organisme virtuel que WOESE appelait à l'époque le "progenote" et que nous appelons aujourd'hui LUCA (Last Common Universal Ancestor), le dernier ancêtre commun universel? A la vision linéaire qui prévalait jusque-là (des bactéries primitives - procaryotes - aux eucaryotes évolués) se substituait une histoire beaucoup plus complexe (trois lignées et un ancêtre mystérieux) qui allait entraîner des débats passionnés entre spécialistes de l'évolution." "l'ancienneté supposée de ce troisième groupe du monde vivant se trouvait (...) confortée par le caractère anaréobie des plus extrémistes des hyperthermophiles, qui étaient mis en relation avec l'absence d'oxygène dans l'atmosphère de la Terre primitive." Une première version de l'arbre universel de la vie, arbre non enraciné obtenu en 1985 par Gary OLSEN, met en présence les Eucaryotes, les Bactéries et les Archées et toute la difficulté - qu'il est d'ailleurs impossible de restituer ici - est de construire une chronologie d'apparition entre ces trois formes et le LUCA. Toute une discussion scientifique s'organise autour des conditions d'apparition du LUCA (un hyperthermophile ou non). Toujours est-il que les biologistes, dans leur très grande majorité, estime que le monde à ADN que nous connaissons a été précédé "par une période où le génome des organismes cellulaires était constitué d'ARN".

Patrick FORTERRE résume que cette théorie, proposé dès 1965 (mais admise beaucoup plus tard...), entre autres par Carl WOESE et Francis CRICK (...) repose désormais sur des bases très solides, avec en particulier la découverte, au début des années 80, de molécules d'ARN capables de catalyser des réactions chimiques : les ribozymes. Ces véritables enzymes à ARN ont contribué à résoudre un problème qui avait longtemps semblé insoluble : qui est apparu le premier, l'ADN ou les protéines? (...). L'ARN à la fois  peut se comporter comme une protéine, en agissant  comme une enzyme, et jouer le rôle de l'ADN, en étant le support d'une information génétique codée sous la forme d'une succession de nucléotides (...). Dans un deuxième temps, l'ARN aurait "inventé" les protéines et nous serions entrés dans une nouvelle ère, celle d'un monde de cellules plus complexes, composées d'ARN et de protéines, mais ne possédant toujours pas d'ADN. Finalement, l'ADN serait apparu grâce à l'invention de protéines enzymes capables de modifier les nucléotides de l'ARN (....) en désoxynucléotides, monomères de l'ADN."

 

Les virus et le phénomène parasitaire à l'origine de la vie?

    Dans un avant-propos au sujet d'une Conférence internationale de 1996, le même auteur, sur les étapes qui ont précédé l'apparition de cet ancêtre, commun à ces trois groupes, décrit une des pistes explorées par les chercheurs, du côté des virus.

"Ces parasites cellulaires obligatoires très simples pourraient être le témoin d'une période antérieure à la séparation des trois domaines. Certains mécanismes moléculaires atypiques que l'on découvre chez eux et qui sont absents chez les cellules pourraient correspondre à des mécanismes très anciens, testés au cours des premières étapes de l'évolution et qui n'ont pas été retenus par le dernier ancêtre commun aux bactéries, archaebactéries et eucaryotes. Les formes cellulaires rejetées par la compétition darwinienne (et qui portaient ces mécanismes) n'auraient pas eu, dès lors, d'autre choix pour survivre que de parasiter les cellules victorieuses, juste retour des choses. Si cette hypothèse est correcte, on peut considérer que nous payons encore aujourd'hui le prix, au travers des maladies virales, de cet affrontement ancien entre différentes formes de vie primitives!"

Plus tard, en 2007, il écrit dans un texte consacré aux origines de la vie : "Si les virus font aujourd'hui fréquemment la une des journaux (...), ils n'avaient pas jusqu'à ces derniers temps jamais beaucoup intéressé les évolutionnistes. En particulier, ils n'avaient pas pu être inclus dans l'arbre universel du vivant fondé sur les travaux de Carl WOESE, car ils n'ont pas besoin de ribosomes dont pas d'ARN 165. Toutefois, de nombreux virus à ADN possèdent des gènes qui leur permettent de fabriquer leurs propres enzymes de réplication de l'ADN (...). Or ces enzymes virules sont souvent très atypiques : elles ne ressemblent pas (sinon de très loin) à celles qui accomplissent la même fonction dans la cellule hôte de ces virus. Il existe donc dans la biosphère actuelle, à côté des deux systèmes de réplication cellulaire (celui des bactéries, et celui des archées et des eucaryotes), plusieurs autres systèmes de réplication qui sont caractéristiques des virus à ADN. Tous ces systèmes, viraux ou cellulaires, sont sans doute très anciens. On pense en effet aujourd'hui que les virus existaient déjà à l'époque de LUCA, et peut-être même avant, du temps des cellules à ARN. On peut donc bien imaginer que, tout au début de leur évolution, différentes lignées de virus à ADN se sont "bricolées" une grande variété de protéines pour répliquer leurs génomes. Pour expliquer les liens de parenté embrouillés des enzymes cellulaires qui répliquent l'ADN, il suffit d'imaginer que celles-ci n'ont pas été héritées d'une ou de plusieurs enzymes ancestrales présentes chez LUCA, mais qu'elles proviennent de différents virus qui les ont transférées de façon plus ou moins aléatoire aux ancêtres des trois domaines de l'arbre du vivant. Deux transferts indépendants auraient à chaque fois impliqué d'un coup les trois principales protéines de la réplications de l'ADN (...). L'un de ces transferts aurait conduit au système de réplication que l'on observe aujourd'hui chez les bactéries, un autre à ceux que l'on observe chez les archées et les eucaryotes. Des transferts ultérieurs n'auraient concerné qu'une seule protéine, expliquant les différences observées entre le système de réplication des arches et celui des eucaryotes (...).

Dans cette hypothèse, on voit que toutes les protéines qui répliquent l'ADN des cellules actuelles seraient d'origine virale. Comment expliquer cela? Le plus simple est d'imaginer que l'ADN lui-même a été "inventé" par les virus. Cette idée, a priori inattendue, est en fait plutôt raisonnable si l'on y réfléchit à deux fois. Comme nous l'avons vu (...), l'ADN est un ARN ayant subi deux modifications chimiques : l'une de ses bases azotées, la thymidine, correspond à une molécule d'uracile à laquelle a été ajouté un groupement méthyl, et le sucre constituant chacun de ces nucléotides, le désoxyribose, est produit par la réduction du ribose (élimination de son oxygène en position 2'). Or l'évolution des virus peut impliquer de telles modifications chimiques des acides nucléiques. Ainsi, un virus actuel (appelé T') qui attaque et tue la bactérie Escherichia coli possède un génome à ADN modifié : des groupements hydroxyméthyl sont ajoutés sur toutes les cytosines! Pour le virus T', cette modification confère un avantage sélectif évident : elle lui permet de résister aux enzymes produites par les bactéries pour détruire son génome (ce sont les fameuses enzymes de restriction utilisées par les biologistes moléculaires pour couper l'ADN en des endroits précis).

On peut transposer cette histoire à l'aube de la vie : si, dans le monde ARN, est apparu un virus capable de réaliser la transformation chimique de l'ARN en ADN, il s'est trouvé pourvu d'un génome à ADN résistant aux attaques des enzymes coupant l'ARN que les cellules à ARN produisaient sans doute pour se défendre. Un tel mutant ayant "inventé l'ADN" a dû obtenir un avantage immédiat dans la compétition qui l'opposaient aux autres virus. Les descendants de ce premier virus à ADN ont pu se diversifier pendant une longue période, donnant naissance à de nombreuses lignées qui ont développé chacun de leur côté une grande variété de mécanismes de réplication de l'ADN. Voilà ce qui expliquerait la diversité des enzymes en jeu. L'ADN aurait ensuite été transféré aux cellules au cours de l'évolution. Ainsi seraient nées les premières cellules à ADN, qui auraient rapidement éliminé toutes les cellules à ARN. En effet, l'ADN étant plus stable que l'ARN, il permet de construire de plus grands génomes, qui peuvent porter plus d'informations génétique. Ce transfert de l'ADN des virus aux cellules aurait pu se produire en même temps que le transfert des protéines de réplication (...). Dans ce scénario hypothétique, tous les êtres vivants cellulaires actuels seraient donc au moins en partie les descendants d'un ou plusieurs virus à ADN qui aurait pris le contrôle d'une cellule à ARN!" 

 

Patrick FORTERRE, Microbes de l'enfer, Belin/Pour la science, 2007. Les origines de la vie, Nouveaux concepts, Nouvelles questions, avant-propos au sujet de la conférence organisée par l'ISSOL (11ème conférence internationale sur l'origine de la vie, Orléans, 7 juillet 1996). André BRACQ, article Origine de la vie, dans le Dictionnaire du Darwinisme et de l'Évolution, PUF, 1996.

 

ETHUS

 

Relu le 2 août 2020

 

 

 

 

 

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