Colloque

Théorie de l’information et origine de la vie

Alexandre Champagne-Ruel

Membre a labase

Alexandre Champagne-Ruel : Université de Montréal

Résumé de la communication

Bien que des avancées importantes aient caractérisé les travaux sur l’origine de la vie dans les dernières décennies, plusieurs chercheurs en ont récemment appelé à une reconceptualisation des recherches. L’impossibilité de répondre séparément aux questions de l’origine, de la définition et de la recherche du vivant, tout comme les dimensions multiples de la question même de l’origine de la vie, ne sont que quelques une des difficultés auxquelles fait face la communauté scientifique travaillant sur ces questions.

À ce sujet, les méthodes inspirées de la théorie de l’information ont récemment attiré une attention significative. Dans la mesure où le problème de base de l’origine de la vie en revient à expliquer l’émergence d’un réplicateur primitif étant également porteur d’information, la théorie de l’information semble toute désignée pour pouvoir contribuer aux efforts de recherche. Nous passerons ainsi en revue la recherche sur l’origine de la vie inspirée de ces concepts. Tout d’abord, nous nous attarderons aux notions de "complexité naturelle" et de "systèmes complexes". Nous examinerons ensuite de quelle manière ces concepts peuvent être appliqués de la physique à la biologie ainsi qu’aux transitions évolutives majeures, puis à la vie artificielle et synthétique. Finalement, nous examinerons comment la théorie de l’information peut contribuer aux sciences planétaires et à la détection de biosignatures ailleurs dans l’Univers.

Résumé du colloque

Le problème de l’origine de la vie est l’une des thématiques scientifiques contemporaines ayant fait couler le plus d’encre dans les dernières décennies. De nombreuses hypothèses ont été avancées au fil du temps pour rendre compte de cette transition du non-vivant au vivant, reflétant un intérêt qui transcende les disciplines. Or malgré la quantité de travaux publiés sur le sujet, aucun cadre explicatif n’a encore réussi à cerner de manière exhaustive les mécanismes par lesquels le passage du non-vivant au vivant a pu s’effectuer — tant de manière historique sur Terre, que de manière générale et hypothétique sur d’autres mondes.

Bon nombre de questions restent pour le moment sans réponse, notamment celles d’une définition en bonne et due forme du vivant, des conditions requises ou favorisant son émergence, du processus par lequel le vivant émerge du non-vivant, et des caractéristiques du vivant détectables à l’aide des instruments développés en astrophysique. Apporter des éléments de réponse à ces questionnements nécessite assurément un effort multidisciplinaire, où les contributions des diverses branches de la physique, de la chimie, de la biologie et de la philosophie sont essentielles.

Fondamentalement interdisciplinaires, les investigations portant sur les conditions et mécanismes ayant mené au vivant sur Terre sont ainsi également liées à la recherche d’autres formes de vie ailleurs dans l’Univers. En ce sens, les tentatives d’explication de passage du non-vivant au vivant, tout comme les efforts déployés quant à la détection de biosignatures sur des exoplanètes recoupent de multiples disciplines scientifiques. Le problème de l’origine du vivant constitue en ce sens l’occasion idéale de faire intervenir un dialogue entre les approches plus observationnelles — notamment en astrophysique et en biologie théorique, telles que celles en biologie synthétique, en microbiologie ou en biochimie.

Les avancées scientifiques dans le domaine d’instruments de détection astrophysiques tels que le télescope spatial James Webb, dont l’un des objectifs scientifiques principaux est la caractérisation d’atmosphères exoplanétaires, nous rapprochent inexorablement de l’éventualité d’une première détection de vie à l’extérieur de notre système solaire, ce qui est par ailleurs l’un des objectifs scientifiques principaux de cette mission d’observation. Or ces efforts de détection ne peuvent être découplés des théories du vivant et de son émergence sur Terre : autrement dit, la détection de forme de vie passe nécessairement par la formulation d’une théorie en bonne et due forme du vivant et de son émergence. Proposer un dialogue, dans le cadre du congrès de l’Acfas, entre les multiples angles d’attaque à cette question nous semble être l’une des manières d’en arriver à trouver des points de rapprochement entre les multiples hypothèses énoncées quant à l’origine de la vie.