AUTOPOÏÈSE: CARACTÉRISTIQUES ET EXEMPLES - LA BIOLOGIE - 2025

L' autopoïèse est une théorie qui suggère que les systèmes vivants possèdent la capacité de s'autoproduire, de s'auto - entretenir et de se renouveler. Cette capacité nécessite la régulation de sa composition et la conservation de ses limites; c'est-à-dire maintenir une forme particulière malgré l'entrée et la sortie des matériaux.

Cette idée a été présentée par les biologistes chiliens Francisco Varela et Humberto Maturana au début des années 1970, comme une tentative de répondre à la question "Qu'est-ce que la vie?", Ou "Qu'est-ce qui distingue les êtres vivants?" d'éléments non vivants? ». La réponse était fondamentalement qu'un système vivant se reproduit.

Cette capacité d'auto-reproduction est ce qu'ils appellent autopoïèse. Ainsi, ils ont défini le système autopoïétique comme un système qui reproduit constamment de nouveaux éléments à travers ses propres éléments. L'autopoïèse implique que différents éléments du système interagissent de manière à produire et reproduire les éléments du système.

Autrement dit, à travers ses éléments, le système se reproduit. Il est intéressant de noter que le concept d'autopoïèse a également été appliqué aux domaines de la cognition, de la théorie des systèmes et de la sociologie.

caractéristiques

Limites auto-définies

Les systèmes autopoïétiques cellulaires sont délimités par un matériau dynamique créé par le système lui-même. Dans les cellules vivantes, le matériau limitant est la membrane plasmique, constituée de molécules lipidiques et traversée par des protéines de transport fabriquées par la cellule elle-même.

Ils sont capables d'autoproduction

Les cellules, le plus petit système autopoïétique, sont capables de produire plus de copies d'elles-mêmes de manière contrôlée. Ainsi, l'autopoïèse fait référence aux aspects d'autoproduction, d'auto-entretien, d'auto-réparation et d'auto-relation des systèmes vivants.

De ce point de vue, tous les êtres vivants - des bactéries aux humains - sont des systèmes autopoïétiques. En fait, ce concept a transcendé encore plus le point où la planète Terre, avec ses organismes, continents, océans et mers, est considérée comme un système autopoïétique.

Ils sont autonomes

Contrairement aux machines, dont les fonctions sont conçues et contrôlées par un élément extérieur (l'opérateur humain), les organismes vivants sont totalement autonomes dans leurs fonctions. Cette capacité est ce qui leur permet de se reproduire lorsque les conditions environnementales sont bonnes.

Les organismes ont la capacité de percevoir les changements dans l'environnement, qui sont interprétés comme des signaux qui indiquent au système comment réagir. Cette capacité leur permet de développer ou de diminuer leur métabolisme lorsque les conditions environnementales le justifient.

Ils sont fonctionnellement fermés

Tous les processus des systèmes autopoïétiques sont produits par le système lui-même. En ce sens, on peut dire que les systèmes autopoïétiques sont fonctionnellement fermés: il n'y a aucune opération qui pénètre dans le système de l'extérieur ou vice versa.

Cela signifie que pour qu'une cellule produise une cellule similaire, certains processus sont nécessaires, tels que la synthèse et l'assemblage de nouvelles biomolécules nécessaires pour former la structure de la nouvelle cellule.

Ce système cellulaire est considéré comme fermé du point de vue opérationnel car les réactions d'auto-entretien ne sont effectuées que dans le système; c'est-à-dire dans la cellule vivante.

Ils sont ouverts à l'interaction

L'arrêt opérationnel d'un système n'implique pas qu'il soit complètement arrêté. Les systèmes autopoïétiques sont des systèmes ouverts à l'interaction; c'est-à-dire que tous les systèmes autopoïétiques sont en contact avec leur environnement: les cellules vivantes dépendent d'un échange constant d'énergie et de matière nécessaire à leur existence.

Cependant, l'interaction avec l'environnement est régulée par le système autopoïétique. C'est le système qui détermine quand, par quoi et par quels canaux l'énergie ou la matière est échangée avec l'environnement.

Les sources d'énergie utilisables circulent dans tous les systèmes vivants (ou autopoïétiques). L'énergie peut se présenter sous forme de lumière, sous forme de composés à base de carbone ou d'autres produits chimiques tels que l'hydrogène, le sulfure d'hydrogène ou l'ammoniac.

Exemples

Les cellules

Une cellule vivante est le plus petit exemple de système autopoïétique. Une cellule reproduit ses propres éléments structurels et fonctionnels, tels que les acides nucléiques, les protéines, les lipides, entre autres. Autrement dit, ils ne sont pas seulement importés de l'extérieur, mais ils sont fabriqués par le système lui-même.

Les bactéries, les spores fongiques, les levures et tout organisme unicellulaire ont cette capacité de s'auto-répliquer, car chaque cellule provient invariablement d'une cellule préexistante. Ainsi, le plus petit système autopoïétique est l'unité fondamentale de la vie: la cellule.

Organismes multicellulaires

Les organismes multicellulaires, constitués de nombreuses cellules, sont également un exemple de système autopoïétique, mais plus complexe. Cependant, ses caractéristiques fondamentales demeurent.

Ainsi, un organisme plus complexe tel qu'une plante ou un animal a également la capacité de se produire et de se maintenir grâce à l'échange d'éléments et d'énergie avec l'environnement extérieur.

Cependant, ce sont encore des systèmes autonomes, séparés du milieu extérieur par des membranes ou par des organes comme la peau; de cette manière, il maintient l'homéostasie et l'autorégulation du système. Dans ce cas, le système est l'organisme lui-même.

Les écosystèmes

Les entités autopoïétiques existent également à des niveaux de complexité plus élevés, comme c'est le cas avec les écosystèmes. Les récifs coralliens, les prairies et les étangs sont des exemples de systèmes autopoïétiques car ils remplissent les caractéristiques de base de ceux-ci.

Gaia

Le système autopoïétique le plus grand et le plus complexe connu est appelé Gaia, la personnification grecque antique de la Terre. Il a été nommé d'après le scientifique atmosphérique anglais James E. Lovelock, et il s'agit essentiellement d'un système thermodynamique fermé car il y a peu d'échange de matière avec l'environnement extraterrestre.

Il est prouvé que le système de vie global de Gaia présente des propriétés similaires à celles des organismes, telles que la régulation des réactions chimiques dans l'atmosphère, la température moyenne mondiale et la salinité des océans sur des périodes de plusieurs millions d'années.

Ce type de régulation ressemble à la régulation homéostatique que présentent les cellules. Ainsi, la Terre peut être comprise comme un système basé sur l'autopoïèse, où l'organisation de la vie fait partie d'un système thermodynamique ouvert, complexe et cyclique.

Références

1. Dempster, B. (2000) Sympoietic and autopoietic systems: A new distinction for self-organization systems in Proceedings of the World Congress of the Systems Sciences [Présenté à la conférence annuelle de la International Society for Systems Studies, Toronto, Canada.
2. Luhmann, N. (1997). Vers une théorie scientifique de la société. Éditorial d'Anthropos.
3. Luisi, PL (2003). Autopoiesis: une revue et une réévaluation. Die Naturwissenschaften, 90 (2), 49–59.
4. Maturana, H. et Varela, F. (1973). Des machines et des êtres vivants. Autopoiesis: l'organisation des vivants (1ère éd.). Éditorial Universitaria SA
5. Maturana, H. et Varela, F. (1980). Autopoïèse et cognition: la réalisation du vivant. Springer Science & Business Media.
6. Mingers, J. (1989). Une introduction à l'autopoïèse - Implications et applications. Pratique des systèmes, 2 (2), 159-180.
7. Mingers, J. (1995). Systèmes d'autoproduction: implications et applications de l'autopoïèse. Springer Science & Business Media.
8. Varela, FG, Maturana, HR et Uribe, R. (1974). Autopoïèse: l'organisation des systèmes vivants, sa caractérisation et un modèle. BioSystems, 5 (4), 187-196.