À présent, nous savons tous comment fonctionne l’évolution. Du moins, la plupart d’entre nous ont une compréhension de base de son fonctionnement. À son niveau le plus fondamental, l’évolution est un changement dans le temps. Plus précisément, ce sont les changements au sein d’une population biologique au cours de générations successives.
En fin de compte, la complexité biologique est l’une des choses les plus importantes issues de l’évolution. Au départ, les choses étaient simples. Puis les gènes ont muté, les cellules ont interagi avec leur environnement, les mitochondries ont cessé d’être des organismes vivants et ont commencé à faire partie d’une cellule et-Tada-la vie complexe.
Nous savons donc d’où vient la complexité et la diversité de la vie. Nous avons des éléphants, et des serpents, le VIH, et le tardigrade grâce à l’évolution. Cette théorie est établie. Mais nous ne savons pas d’où vient la vie elle-même. Nous ne comprenons pas le début de tout cela – l’abiogénèse.
L’biogénèse est l’origine de la vie à partir de matière non vivante. Et c’est une question brûlante depuis un certain temps (depuis bien avant que Darwin ne propose la théorie de l’évolution). Mais une réponse pourrait se profiler à l’horizon. Et cette réponse est étonnamment simple : La vie est inévitable.
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Dans un certain nombre d’articles, les physiciens ont soutenu que l’apparition de la vie est une question d’inévitabilité, et ils ont une formule solide pour soutenir leurs affirmations. Les nouveaux(ish) modèles auxquels les physiciens ont abouti sont formulés sur des théories précédemment établies en physique, et ils concluent que la matière se développera généralement en systèmes qui, lorsqu’ils sont « entraînés par une source d’énergie externe » et « entourés d’un bain de chaleur », deviennent de plus en plus efficaces pour dissiper l’énergie.
Cela semble un peu délicat, alors décomposons-le.
Pour comprendre la théorie, vous devez comprendre la deuxième loi de la thermodynamique, également connue comme la loi de l’entropie croissante ou la « flèche du temps ». La deuxième loi stipule : « L’entropie d’un système isolé qui n’est pas en équilibre aura tendance à augmenter avec le temps, en s’approchant d’une valeur maximale à l’équilibre. »
Pour le dire très crûment, l’entropie signifie que les choses se désagrègent. Les choses chaudes se refroidissent, le gaz va se diffuser dans l’air, une maison s’effrite mais n’ajoute pas instantanément une nouvelle cuisine. Ainsi, comme indiqué précédemment, les choses se désagrègent, elles se répandent, l’énergie a tendance à se diffuser au fil du temps. L’entropie est essentiellement une mesure de cette tendance.
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Il s’agit de mesurer la dispersion de l’énergie parmi les particules d’un système, et la diffusion de ces particules dans l’espace.
Nous savons que, globalement, l’entropie augmente toujours (que les choses se dispersent) en raison d’une simple question de probabilité : Il y a plus de façons pour l’énergie d’être étalée que pour celle d’être concentrée. Ainsi, lorsque les particules d’un système se déplacent et interagissent, elles auront tendance, par pur hasard, à adopter des configurations dans lesquelles l’énergie est étalée.
C’est là que la formule entre en jeu. Jeremy England, physicien au MIT, explique : « Nous pouvons montrer très simplement à partir de la formule que les résultats évolutifs les plus probables vont être ceux qui ont absorbé et dissipé plus d’énergie des moteurs externes de l’environnement sur le chemin pour y arriver.
Cela signifie que des amas d’atomes entourés d’un bain à une certaine température, comme l’atmosphère ou l’océan, devraient avoir tendance au fil du temps à s’arranger pour résonner de mieux en mieux avec les sources de travail mécanique, électromagnétique ou chimique de leur environnement. »
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L’auto-réplication (ou reproduction, en termes biologiques), le processus qui conduit l’évolution de la vie sur Terre, est un de ces mécanismes par lequel un système pourrait dissiper une quantité croissante d’énergie avec le temps. Comme l’a dit England, « une excellente façon de dissiper plus est de faire plus de copies de soi-même. »
Certains diront qu’il n’existe aucun principe selon lequel l’entropie doit être efficace. Pourtant, des travaux ont déjà été réalisés dans ce domaine. Ilya Prigogine, un éminent physico-chimiste belge connu pour ses travaux sur les structures dissipatives, a observé que sous un potentiel chimique généralisé, on constate que la matière s’auto-organise en systèmes qui augmentent la dissipation de ce potentiel.
En outre, Karo Michaelian, du département de physique expérimentale de l’UNAM, émet l’hypothèse suivante dans un article : « L’ARN et l’ADN sont les plus efficaces de toutes les molécules connues pour absorber l’intense lumière ultraviolette qui pénétrait dans la dense atmosphère primitive et sont remarquablement rapides pour transformer cette lumière en chaleur en présence d’eau liquide ». Dans cette perspective, l’origine et l’évolution de la vie, inséparable de l’eau et du cycle de l’eau, peut être comprise comme résultant de l’impératif thermodynamique naturel d’augmenter la production d’entropie de la Terre dans son interaction avec son environnement solaire. »
Notamment, à ce stade, les idées sont hautement spéculatives. Cependant, ne lisez pas la dernière phrase et supposez que cela signifie que les idées sont non scientifiques ou des conjectures sans fondement (s’il vous plaît, lisez les articles liés pour plus d’informations sur ces théories). En outre, les résultats théoriques sont (à ce jour) considérés comme valides. L’interprétation est l’endroit où certains pensent que la spéculation est plutôt élevée (l’interprétation est l’affirmation que sa formule représente la force motrice derrière la formation de la vie). Pourtant, il y a déjà des idées sur la façon dont nous pourrions tester cela dans un laboratoire.
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Vous pouvez voir la formule ici, ou en apprendre davantage sur ces idées dans la vidéo ci-dessous :
En outre, vous devriez prendre quelques instants de votre journée pour vous déverser dans les recherches de Michaelian en cliquant ici.
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