Une brève introduction
Le Dr John Torday est professeur de pédiatrie et d’obstétrique-gynécologie à Harbor-UCLA, Division de néonatologie, et directeur du Guenther Laboratory de biologie cellulaire et moléculaire. Il est physiologiste du développement qui s’intéresse vivement à la manière dont la physiologie a évolué et aux raisons de cette évolution. Sa carrière dans le domaine du développement pulmonaire a été lancée il y a 40 ans par la découverte fortuite qu’une molécule simple comme le cortisol pouvait accélérer efficacement le développement pulmonaire fœtal ; ce phénomène a révolutionné la médecine reproductive du jour au lendemain, réduisant le taux de mortalité des nourrissons prématurés de 70 % à presque zéro. En tant que scientifique, cela n’avait aucun sens pour lui, mais il était impossible de l’ignorer ; pourquoi les hormones devraient-elles avoir quelque chose à voir avec le système respiratoire ? D’un autre côté, de telles découvertes fortuites constituent en grande partie l’histoire de la recherche biomédicale. Le professeur Torday pense que de tels paradoxes persistent parce que nous utilisons la mauvaise logique. La façon de rendre la biologie et la médecine rationnelles et prédictives est de ramener l’évolution à la biologie cellulaire, comme il l’a montré dans son ouvrage récemment publié, Evolutionary Biology, Cell-Cell Communication and Complex Disease (Biologie évolutive, communication intercellulaire et maladies complexes).
Bien que le professeur Torday soit d’accord avec Federico Faggin sur le fait que la mécanique quantique est essentielle à la conscience, il soutient que le rôle de la membrane cellulaire — qui sépare un organisme de son environnement — est essentiel à l’assimilation sélective ou au reflet des propriétés quantiques du cosmos dans la conscience différenciée de l’organisme. Cet essai est court, dense et peut être difficile à analyser. Mais il récompense largement l’effort du lecteur patient et déterminé. Les nombreuses références bibliographiques de l’essai offrent également un terrain riche pour des explorations ultérieures.
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J’ai regardé avec grand intérêt l’entretien réalisé par Hans Busstra avec Federico Faggin en janvier 2025 pour la Fondation Essentia, intitulé « Quantum Fields are Consciousness (Les champs quantiques sont la Conscience) ». Je partage l’opinion selon laquelle la mécanique quantique est au cœur de la conscience, mais je pense que le « chaînon manquant » se situe entre la cellule et le cosmos, comme je l’ai exprimé récemment (Torday JS. The quantum cell. Prog Biophys Mol Biol. 2024 May;188:24-30). Car sans la cellule, et en particulier sans la membrane cellulaire, la conscience telle que nous la connaissons n’existerait pas.
C’est la cellule qui assure le mécanisme endosymbiotique (symbiogenic) qui, selon l’hypothèse de Lynn Margulis Sagan, facilite l’assimilation des facteurs environnementaux qui constituaient des menaces existentielles au cours de l’évolution (1967), à commencer par les bactéries enrôlées pour former les mitochondries dans les archées, donnant naissance aux eucaryotes, et ainsi de suite, construisant la physiologie des organismes unicellulaires puis multicellulaires en réponse à un environnement en perpétuel changement causé par un cosmos en expansion (Hawking, 1988). Le but ultime de l’endosymbiose est de soutenir et de perpétuer le contrôle homéostatique en série de l’énergie qui sous-tend l’évolution (Torday JS. Evolution, gravity, and the topology of consciousness. Prog Biophys Mol Biol. 2022 Oct;174:50-54), reflet de l’ajout de caractères physiologiques en adaptation à ces changements environnementaux. Le mécanisme synchronique ou « en temps réel » de ces adaptations est décrit comme l’ontogenèse, tandis que le mécanisme diachronique, à travers l’espace-temps, est la phylogenèse ou spéciation. En réalité, ontogenèse et phylogenèse décrivent le même mécanisme de communication intercellulaire assurée par des facteurs de croissance solubles à différentes échelles temporelles. Elles résultent toutes deux de la dyshoméostasie, qui provoque la production d’espèces radicalaires de l’oxygène entraînant des mutations et duplications géniques. De tels changements génétiques facilitent les adaptations autopoïétiques autoréférentielles et auto-organisationnelles (Maturana, H.R., Varela, F.J., 1982. Autopoiesis and Cognition. Reidel, Dordrecht) que nous appelons conventionnellement évolution.
Dans le processus d’assimilation endosymbiotique des facteurs environnementaux, nous avons acquis passivement les mathématiques inhérentes au cosmos (Platon, 2007. La République. Penguin, New York ; Livio, M. The Golden Ratio. Crown, New York ; Tegmark, M., 2015. Our Mathematical Universe. Vintage, New York). C’est cette convergence entre physiologie et mathématiques que Weibel et al. ont appelée symmorphose, ou « l’effet Boucles d’or », en référence à la manière dont notre « être » correspond à l’« ajustement fin du cosmos ». Ce dernier est communément désigné sous le nom de « principe anthropique », selon lequel nous nous serions retrouvés dans un environnement « juste adapté » à notre physiologie. Inversement, la sélection interne autopoïétique des traits physiologiques par « bricolage » (Jacob F. Evolution and tinkering. Science. 1977 Jun 10;196(4295):1161-6) est cohérente avec les changements structurels et fonctionnels qu’ont subis les vertébrés au cours de leur évolution. La faisabilité de l’autopoïèse est apparue lorsque des cellules différenciées du poumon ou de l’os ont été exposées à la microgravité, et que l’on a découvert qu’elles perdaient leur identité phénotypique de manière progressive (Torday JS. Parathyroid hormone-related protein is a gravisensor in lung and bone cell biology. Adv Space Res. 2003;32(8):1569-76), conformément à l’adaptation progressive à la vie terrestre attestée par les fossiles, survenue à au moins cinq reprises distinctes (Clack, 2012. Gaining Ground. University of Indiana Press, Bloomington). Il s’agissait d’une observation qui changeait de paradigme, car elle unissait physiquement la physique et la physiologie de manière évolutive, suggérant que la force de gravité était nécessaire à cette dernière.
Par la suite, la question de l’origine évolutive de l’endosymbiose s’est posée, étant donné que celle-ci se caractérise par des préadaptations en série, ou ce que Gould et Vrba ont appelé des exaptations (Gould, S.J., Vrba, E.S., 1982. Exaptation — a missing term in the science of form. Palaeobiology 8, 4-15). Puisque la fonction de l’endosymbiose est de maintenir l’équilibre homéostatique de l’énergie, et que le consensus veut que la mécanique classique ait évolué à partir de la mécanique quantique, la préadaptation logique aurait été l’intrication quantique en tant que processus homologue, établissant pour la première fois un continuum physiologique entre les deux (Torday JS. Consciousness, embodied Quantum Entanglement. Prog Biophys Mol Biol. 2023 Jan;177:125-128).
Cette compréhension a finalement conduit à l’hypothèse selon laquelle la cellule unique se rapporte aux éléments, qui se sont formés comme sous-produits de la nucléosynthèse stellaire (Hoyle, F., 1946. The Synthesis of the Elements from Hydrogen. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 106, 343–383) dans l’ordre exact de leur masse atomique, du plus léger au plus lourd, et tout ce qui se trouve entre les deux, conférant ainsi une « logique » au cosmos. De plus, les éléments ont été produits par la réaction de deux éléments plus légers, tels que l’hydrogène et l’hélium, pour produire un élément plus lourd, à savoir le lithium, ce qui constitue une séquence de type Fibonacci. L’hérédité épigénétique se caractérise de manière analogue par une séquence de type Fibonacci, comme la réaction de la nicotine avec le récepteur nicotinique de l’acétylcholine générant l’asthme, ou du vinclozolin avec le récepteur des androgènes causant une morphogenèse mâle anormale, ou encore du cortisol avec le récepteur des glucocorticoïdes entraînant l’obésité. La cellule, à son tour, a assimilé les éléments les plus légers (ceux dont le poids atomique est égal ou inférieur à celui du fer) comme ions pour maintenir l’homéostasie métabolique, tels que le sodium, le potassium et le chlore. À l’inverse, les éléments plus lourds ont été relégués à la matrice extracellulaire, dont la plupart sont toxiques pour la cellule, à quelques exceptions près comme le zinc, qui est un cofacteur pour la dégradation de la MEC par les métalloprotéases.
Dans leur ensemble, les relations ci-dessus entre la cellule et son environnement — allant de sa formation topologique à partir de molécules lipidiques pour produire des protocellules délimitées par une membrane semi-perméable (Torday, J.S., Rehan, V.K., 2012. Evolutionary Biology, Cell-Cell Communication and Complex Disease. Wiley, Hoboken), à l’homéostasie en série de l’énergie, jusqu’à la relation entre la cellule et les éléments — constituent la base de la conscience (Torday, J.S., 2024. The quantum cell. Prog Biophys Mol Biol. 188, 24-30.), en tant que conscience de soi et de l’environnement, conséquence de l’endosymbiose en tant qu’observateur et observé (Torday, J.S., Miller, W.B. Jr., 2016. Biologic relativity: Who is the observer and what is observed? Prog Biophys Mol Biol. 121, 29-34.).
Texte original publié le 12 septembre 2025 : https://www.essentiafoundation.org/the-cell-membrane-as-the-missing-link-for-the-evolution-of-consciousness/reading/