La cellule est une invention qui remonte sans doute, dans l’histoire de l’Univers et de la nature, dans notre système solaire du moins, à trois milliards d’années environ. Nous ne nous prononçons pas sur la question de savoir si le système biologique élémentaire qui est la cellule a été inventé aussi dans d’autres systèmes solaires de notre propre Galaxie, et dans d’autres galaxies. Nous ne disposons pour l’instant d’aucune donnée empirique pour répondre à cette question. Dans notre système solaire, sur notre planète Terre, la vie est apparue il y a environ trois milliards d’années et demi, et la forme la plus simple de la vie c’est sans cloute l’être constitué d’une seule cellule, appelé monocellulaire ou unicellulaire, ou encore protozoaire.
L’existence de la cellule a été découverte par l’homme au XVIIe siècle. L’invention du microscope se situe autour de 1580. C’est en 1665 qu’un physicien anglais, Robert Hoocke, examine une coupe pratiquée dans du liège. Il y découvre de nombreuses petites cavités juxtaposées auxquelles il donne le nom de cellules, du latin cella, la serre, le grenier, le magasin, la petite chambre, le logement, d’où, déjà chez Virgile, l’alvéole des ruches des abeilles. La cellule a donc d’abord été comprise comme un espace clos, comme un creux. En 1824, le physiologiste et naturaliste français Henri Dutrochet écrit : « Tout dérive de la cellule dans les tissus organisés des végétaux, et l’observation vient nous prouver qu’il en est de même chez les animaux. Tous les tissus, tous les organes ne sont vraisemblablement qu’un tissu de cellules diversement modifiées. » En 1838, le botaniste allemand Schleiden formule la constitution cellulaire des végétaux. La même année, Théodore Schwann étend la théorie cellulaire aux animaux. Schleiden avait établi que dans chaque cellule de plante se trouve un noyau, que ce noyau précède la formation de la cellule. Il communique ces découvertes à Schwann qui établit l’analogie entre la cellule végétale et la cellule animale. Schwann montre que l’œuf est une simple cellule à noyau, et, selon ses propres expressions, que les vaisseaux, les os, les nerfs, les muscles, les globules de ganglions, bref, les éléments de tous les tissus, ne sont, dans l’origine, que des cellules à noyaux, qui subissent plus tard différentes transformations.
C’est cela la théorie cellulaire, découverte du XIXe siècle, qui est à peu près à la biologie ce que la théorie atomique est à la physique. Les êtres composés ou compliqués sont constitués d’éléments plus simples. L’élément simple est premier.
Par cellule, Schwann entendait : une couche déposée autour du noyau. L’illustre biochimiste belge Marcel Florkin a publié en 1960 un beau livre consacré à l’histoire de cette découverte : Naissance et déviation de la théorie cellulaire dans l’œuvre de Théodore Schwann (éd. Hermann).
Si maintenant, cent cinquante ans plus tard, on désire savoir ce qu’est la cellule, il faut se reporter à l’admirable traité publié sous la direction de Pierre Favard, professeur de biologie cellulaire à l’Université Pierre et Marie Curie de Paris, dans la merveilleuse collection Méthodes publiée chez Hermann. Ce traité écrit par une équipe de chercheurs, A. Berkaloff, J. Bourguet, J.C. Lacroix, P. et N. Favard, s’intitule Biologie et physiologie cellulaires. En le lisant, on mesure le chemin parcouru depuis les premières découvertes. Jusqu’à l’invention du microscope électronique et jusqu’aux grandes découvertes de la biologie moléculaire, au milieu du XXe siècle, nous étions un peu dans la situation, par rapport à la cellule, d’un habitant d’une autre planète qui, survolant de très haut une grande cité industrielle, la décrirait du dehors, et dessinerait en gros la forme extérieure des bâtiments qu’il aperçoit de loin, sans avoir aucune idée de leur raison d’être, de leur contenu, de leur fonction. Depuis les grandes découvertes modernes, chacun de ces constituants de la cellule que l’on apercevait comme de loin, a livré son secret, sa constitution physique, chimique, biochimique, son fonctionnement, sa participation à l’économie de l’ensemble.
La cellule est un système biologique d’une extraordinaire complexité. C’est peu de dire : la cellule, c’est un monde ! En réalité, la cellule est beaucoup plus compliquée que l’Univers physique. La cellule est un système biologique qui est capable constamment de faire sa propre synthèse, de renouveler constamment et sans cesse la constitution physique de chacun des appareils qui se trouvent dans la cellule et qui la font vivre. Dans la cellule se trouvent des appareils nombreux et de haute complexité, qui ont une fonction extrêmement savante. En réalité ce sont des laboratoires.
Par exemple, les chloroplastes, dans les cellules de plantes, sont des laboratoires qui savent faire ou réaliser la synthèse de molécules hautement complexes qui non seulement vont permettre à la plante de vivre, mais vont aussi fournir à tous les êtres incapables de faire eux-mêmes cette synthèse, l’information, c’est-à-dire la nourriture, nécessaire à leur propre existence. Les appareils situés dans les cellules des plantes savent faire cette synthèse en captant l’énergie de la lumière solaire. Aucun laboratoire fait de main d’homme ne sait pour l’instant en faire autant, c’est-à-dire réaliser ce que fait le chloroplaste de la feuille d’épinard ou de laitue.
Tel autre appareil, la mitochondrie, est aussi un laboratoire, ou plus exactement une usine, qui procède à des opérations physiques d’une extraordinaire complexité. Ce sont des opérations à la fois physiques, chimiques et biochimiques, qui ont finalement une fonction biologique.
A l’intérieur du noyau, mais aussi dans certains appareils comme précisément les mitochondries et les chloroplastes, nous trouvons les molécules géantes sur lesquelles ou dans lesquelles sont inscrites les informations, les instructions, les programmations qui sont requises pour composer la cellule elle-même, pour composer tout l’organisme s’il s’agit d’une cellule appartenant à un organisme pluricellulaire, et pour commander à la vie même du monocellulaire ou de l’organisme, c’est-à-dire à son comportement individuel et collectif. C’est la bibliothèque. C’est là que se trouve la science. Il existe des molécules géantes qui transportent l’information, qui communiquent l’information contenue dans la bibliothèque, sur des appareils appelés les ribosomes. Ces appareils réalisent la synthèse de ces autres molécules géantes que sont les protéines, à partir d’une vingtaine de molécules élémentaires qui sont les acides aminés. Les acides aminés sont montés, sur les ribosomes, dans un certain ordre, et cet ordre a une raison d’être, il a une fonction, une signification, une finalité, qui est précisément la fonction de la protéine ainsi constituée comme un poème, comme une composition musicale. La signification et la fonction des molécules géantes que sont les protéines sont donc déterminées par le contenu des messages inscrits dans les molécules géantes logées dans le noyau principalement. Le problème philosophique de fond est donc celui de l’origine de l’information qui se trouve inscrite dans le noyau et plus généralement dans les molécules géantes sur lesquelles cette information est inscrite.
Nous avons noté déjà que ce système biologique qui est la cellule, système composé et constitué d’appareils d’une extrême complexité qui réalisent des opérations physiques et chimiques que nous, avec tous nos laboratoires, nous ne savons pas réaliser, même en recopiant sur la nature, la cellule et chacun de ses appareils ne sont pas des systèmes statiques. Ce sont des systèmes et des appareils en constant renouvellement, c’est-à-dire que les atomes et les molécules élémentaires qui entrent dans la constitution de ces appareils ne restent pas en place comme les pierres ou les briques dans les maisons que nous construisons. Ils sont constamment changés. Ils entrent et ils sortent, ce que l’on peut prouver par la méthode des atomes marqués. Ce qui subsiste, ce ne sont pas les atomes, mais c’est la structure du système, structure active, efficace, autorégulée.
Le grand traité publié sous la direction de Pierre Favard est à tous égards un chef-d’œuvre, par la science des auteurs, par la clarté de l’exposition, par la beauté des photographies prises au microscope électronique, par la limpidité des schémas, chef-d’œuvre du point de vue scientifique et chef-d’œuvre du point de vue pédagogique. Mais le chef-d’œuvre des chefs-d’œuvre, la merveille des merveilles, c’est bien entendu l’objet même du traité, ce qu’il étudie, ce qu’il nous permet de découvrir : la cellule elle-même, le premier vivant, le plus simple de tous dans son extrême complexité. Ensuite viendra toute l’histoire naturelle que décrit la zoologie. A partir d’une seule cellule, on verra se former des organismes constitués de milliards de cellules différenciées, spécialisées, qui travaillent ensemble. Et là encore, tout le système, c’est-à-dire l’organisme, renouvelle constamment et incessamment tous les éléments physiques qu’il intègre. Ce n’est pas un système statique, comme nos maisons ou nos machines. C’est un système dynamique dans lequel la matière intégrée est constamment renouvelée. Seules subsistent les structures, les formes, les appareils qui renouvellent constamment leurs atomes et leurs molécules. Pour le métaphysicien, s’il en reste, il y a là matière à méditation. Ce qui subsiste, ce qui est substance, — et en l’occurrence dans un système biologique, ce qui subsiste est un psychisme —, est distinct de la matière physique intégrée, puisque la matière intégrée est constamment renouvelée alors que la cellule, et puis l’organisme, subsistent.
La cellule sait aussi se reproduire elle-même, en se divisant, en recopiant elle-même l’information qui se trouve dans sa bibliothèque, afin de fournir aux deux cellules filles deux bibliothèques identiques. Lorsque la cellule est seule, dans le cas des protozoaires, c’est la cellule qui est le système autorégulé. Lorsque la cellule est intégrée dans un ensemble qui est l’organisme, elle est encore autorégulée, mais elle dépend d’une régulation supérieure, qui est celle de l’organisme entier. Là encore, pour le métaphysicien, s’il en reste, il y a matière à réflexion.
Parler de hasard, à propos de la genèse de la première cellule, faire appel à l’hypothèse du hasard, semble de plus en plus dépourvu de toute signification, dès lors que l’on a lu un traité comme celui que nous venons de présenter.
Les anciens philosophes grecs du Ve siècle avant notre ère qui avaient avancé cette hypothèse du hasard pour expliquer l’existence des êtres organisés, se donnaient pour accordé un temps infini, un espace infini, une quantité infinie de matière. Nous ne disposons plus d’un temps infini pour faire jouer le calcul des chances, ni d’un espace infini, ni d’une quantité infime de matière, car nous savons que notre système solaire, dans lequel s’est réalisée l’invention de la cellule, est âgé d’environ cinq milliards d’années. Il a fallu attendre que la Terre soit physiquement prête pour que soient possibles les synthèses physiques, chimiques, biochimiques, moléculaires qui sont nécessaires à la genèse de la cellule. Les premiers vivants sont apparus, semble-t-il, dès que la Terre a été prête physiquement.
D’autre part, les anciens philosophes grecs, et ceux du XIXe siècle, n’avaient aucune idée de l’extraordinaire, on est tenté de dire : l’infinie complexité d’une seule cellule, complexité que nous venons de découvrir grâce au microscope électronique.
Enfin et surtout, les anciens philosophes grecs de l’école dite atomiste s’imaginaient que des atomes accrochés ensemble, arrangés ensemble, suffisaient à rendre compte du vivant. C’est là l’erreur fondamentale que l’on retrouve encore de nos jours chez les philosophes survivants de l’école atomiste et partisans de l’explication par le hasard. Car les atomes arrangés par milliards dans une seule cellule ne suffisent pas à rendre compte de l’activité de la cellule, à savoir du fait que la cellule fait constamment sa propre synthèse et se recopie elle-même, en renouvelant constamment tous les atomes qu’elle a intégrés précédemment. Un arrangement d’atomes en aussi grand nombre que l’on voudra et aussi compliqué que l’on voudra ne rend pas compte non plus de l’existence du psychisme qui est propre à tout système biologique, depuis les Protozoaires. Par conséquent la tentative d’explication de l’existence de la cellule par le hasard, à la manière des anciens philosophes grecs, est absolument à côté de la question, hors du sujet.
Une multiplicité d’atomes, par elle-même, ne peut pas rendre compte de l’existence d’une substance qui subsiste en renouvelant constamment ces atomes qu’elle intègre, substance qui fait sa propre synthèse, autorégulée, substance qui est un psychisme dans le cas du protozoaire. Cela est d’un autre ordre.
Extrait de La Voix du Nord, 17 et 21 juin 1981.