SECTION MÉDECINE
par Jean-Marie Beduin, extrait de : « L’évolution de la matière à la conscience », DRC.
« Nous allons dans cette partie tracer à grands traits l’histoire de la vie du point de vue de la conscience. Généralement, les histoires commencent à un moment donné ; avec la conscience, c’est différent. Si la conscience avait commencé, on serait passé d’une non-conscience à une conscience. Comment cela aurait-il pu se produire ? On ne passe pas de rien à quelque chose sans une cause particulière.
Le problème vient du besoin que l’on a de faire commencer les choses. Généralement, le problème est résolu en invoquant le hasard. Il existe pourtant une autre solution : considérer que la conscience est éternelle, et que donc elle n’a jamais commencé. Elle s’exprime au travers de la matière vivante, mais ce n’est pas la matière qui a créé la conscience, tout comme un grain de poussière dans un rayon de soleil, qui, bien que lumineux, ne produit aucune lumière. Dans cette analogie, le grain de poussière ne produit aucune lumière, tout comme la matière ne produit pas la conscience. Certes, avant la vie, la conscience ne pouvait se manifester. Est-ce suffisant pour dire qu’elle n’était pas là ? Une lumière reste invisible tant qu’elle n’est pas réfléchie par une matière quelconque ; de même la conscience peut exister sous une forme non manifestée. Tout comme la lumière a besoin de matière pour se manifester, la conscience a besoin de la vie pour se manifester.
Si la conscience n’a pas de début, il nous faut bien commencer quelque part. Nous commencerons avec l’apparition de la vie sur terre, mais avant, plantons le décor : l’univers. Notre univers a commencé à se manifester sur le plan matériel il y a quinze milliards d’années, avec le big-bang. L’univers ressemblait à ses débuts à un gigantesque nuage de particules. Celles-ci vont s’assembler pour donner naissance aux étoiles, et c’est dans le cœur de ces dernières, suite aux réactions nucléaires, que vont se former tous les éléments chimiques qui constituent notre monde, y compris notre corps.
Environ dix milliards d’années après le big-bang apparaissent entre autres le Soleil et ses planètes. La Terre à ses débuts n’est guère accueillante, totalement recouverte d’un Océan et entourée d’une atmosphère constituée de méthane, de gaz carbonique et d’ammoniac. Il nous est bien difficile de concevoir cet environnement comme accueillant avec son atmosphère irrespirable ; c’est pourtant dans ce milieu que la vie s’est manifestée, la Terre a accueilli la vie.
Avant d’aller plus loin, il nous faut vous présenter les molécules de la vie – enfin les principales d’entre elles : les protéines et les acides nucléiques (ADN et ARN). De nombreuses autres molécules sont importantes pour la vie, mais focalisons-nous sur les principales. Les protéines sont importantes pour la structure des organismes et pour leur fonctionnement. Les muscles, les os, les tendons, la peau, les cheveux, etc., sont constitués de protéines. Elles sont présentes partout. Les protéines sont également essentielles en tant que catalyseurs ou enzymes. Les enzymes rendent possibles les multiples réactions chimiques au sein de l’organisme, sans lesquelles ce dernier ne pourrait vivre. Par exemple, notre digestion fait intervenir des enzymes digestifs qui réduisent les aliments en unités élémentaires qui peuvent ensuite être utilisées par l’organisme. Ce n’est qu’un exemple, toutes nos fonctions vitales dépendent des enzymes.
Les protéines sont constituées d’acides aminés, un peu comme des constructions en Lego. Il existe un nombre limité de pièces élémentaires, que l’on appelle acides aminés, grâce auxquels on peut créer de très nombreuses structures. Dans le cas des protéines, il y a une vingtaine de pièces élémentaires seulement ! C’est avec seulement vingt acides aminés différents que de très très nombreuses structures protéiques peuvent être élaborées. C’est l’ordre dans lequel les acides aminés sont disposés qui détermine la structure de la protéine et sa fonction. C’est à ce niveau que les acides nucléiques sont importants, car ils contiennent l’information nécessaire à l’élaboration de la protéine, c’est-à-dire l’identification des acides aminés nécessaires et l’ordre dans lequel ils sont assemblés. Il y a deux acides nucléiques : l’ADN et l’ARN. Le principe de stockage de l’information est le même pour les deux acides nucléiques. Il est basé sur un code qui regroupe quatre lettres par trois. Les acides nucléiques sont basés sur un alphabet de quatre lettres. Les mots quant à eux sont tous composés de trois lettres, ces mots sont appelés codons. Quatre lettres regroupées par trois, cela fait soixante-quatre possibilités. Ce code est amplement suffisant pour encoder les vingt combinaisons qui représentent les vingt acides aminés du vivant.
L’ADN ressemble à une échelle. Les montants sont constitués de sucre – le désoxyribose dont l’ADN tire son nom : acide désoxyribonucléique – et de phosphates. Les échelons sont quant à eux constitués de nucléotides qui sont au nombre de quatre, correspondant aux quatre lettres de l’alphabet dont nous avons parlé. Nous avons vu que les nucléotides sont groupés par trois, par codon, chaque codon représentant un acide aminé. C’est la suite des codons sur l’ADN qui détermine la suite des acides aminés dans la protéine. L’ARN est basé sur le même code que l’ADN, mais il n’est constitué que d’un seul mon- tant. Une des quatre lettres du code est différente, et enfin le sucre est du ribose plutôt que du désoxyribose. L’ADN stocké dans le noyau contient l’information nécessaire à l’élaboration des protéines. L’ADN est recopié en ARN. Cet ARN transite hors du noyau, dans le cytoplasme, où il est traduit en protéines. Il s’agit là d’une présentation simpliste qui permet de se faire une idée du processus, mais la réalité est beaucoup plus complexe.
Maintenant que les acteurs principaux ont été présentés rapidement, revenons au décor de la Terre, un peu plus de dix milliards d’années après le big-bang. La Terre à ce moment est totalement recouverte d’un Océan et entourée d’une atmosphère constituée de méthane, de gaz carbonique et d’ammoniac. Sous l’effet des orages, du rayonnement ultraviolet, il n’y a pas de couche d’ozone à cette époque. Des molécules nouvelles font leur apparition : des acides aminés, des sucres, des nucléotides. Un chimiste, Stanley Miller, en 1953, a reproduit en laboratoire les conditions qui auraient régné avant l’apparition de la vie. Dans un bocal fermé, il a placé de l’ammoniac, du méthane, de l’hydrogène et un peu d’eau au fond pour simuler la mer. Il a ensuite envoyé des décharges électriques pour simuler des éclairs. En une semaine, il a obtenu les composants élémentaires de la matière vivante que sont les sucres, les acides aminés et les nucléotides.
Les pluies vont incorporer ces molécules à l’Océan. Se constitue ainsi ce que l’on a appelé la soupe primitive. Dans cette soupe, les acides aminés s’assemblent en protéines. D’autres molécules s’assemblent pour donner naissance à l’ADN. De nombreuses autres molécules sont également présentes dans la soupe primitive. Les expériences de soupe primitive ont été répétées de nombreuses fois, dans lesquelles une proportion plus importante d’uracile apparaît. Ce nucléotide est typique de l’ARN. On pense maintenant qu’a existé un monde à ARN avant notre monde actuel à ADN. Dans le monde du vivant actuel, l’information est stockée et répliquée grâce à l’ADN, et ce sont les protéines qui assurent les fonctions enzymatiques, celles qui rendent possibles les multiples réactions chimiques nécessaires à la vie. L’ARN est capable d’assurer ces deux fonctions à lui seul. L’ARN mute, se transforme plus rapidement que l’ADN, ce qui a pu per- mettre une évolution plus rapide, tout en limitant la quantité d’information que l’ARN peut contenir. L’apparition de l’ADN comme moyen de stocker l’information de manière plus efficace a dû représenter un avantage évolutif et donc être conservé. »
