Des poules qui essaient de couver des balles de golf, des baleines qui s’échouent. Faire des erreurs semble jouer un rôle fondamental dans la vie sur Terre
Nous oublions où nous nous sommes garés. Nous égarons nos clés. Nous lisons mal les instructions. Nous perdons la notion du temps. Nous appelons les gens par le mauvais nom. « L’erreur est humaine », écrivait le poète anglais Alexander Pope dans son Essai sur la critique (1711). Mais l’erreur n’est pas exclusivement humaine. Tous les animaux font des choses qui les empêchent de survivre, de se reproduire, d’être en sécurité ou d’être heureux. Tous les animaux se trompent. Pensez à un poisson appâté et qui mord accidentellement dans un hameçon métallique. Pensez aux chiens qui oublient où ils ont enterré leurs os, ou aux grenouilles qui dirigent leur langue dans la mauvaise direction. Les oiseaux construisent des nids fragiles. Les baleines s’échouent sur les plages. Les poules domestiques essaient de couver des balles de golf.
Mais tout ce qui existe dans l’univers ne peut pas faire d’erreurs. Alors que les êtres vivants naviguent dans un monde rempli d’erreurs biologiques, les éléments fondamentaux du cosmos respectent les lois de la physique avec une constance inébranlable. Personne n’a jamais surpris un électron en train de se tromper, encore moins un atome, un ion de sodium, un morceau d’or, une goutte d’eau ou une supernova. Les objets étudiés par les physiciens, les objets purs de la physique, ne font pas d’erreurs. Au contraire, ils suivent des lois inéluctables.
Et c’est là qu’un problème se pose. Les organismes qui commettent des erreurs, comme tout le reste dans l’univers, sont constitués d’atomes et de molécules respectueux des lois. Alors, où commence et où s’arrête la fabrication d’erreurs chez les êtres vivants ? Jusqu’à quelle profondeur cela va-t-il ? Les parties et sous-systèmes des organismes, tels que les systèmes immunitaires ou les plaquettes sanguines, peuvent-ils également commettre des erreurs ? Et si c’est le cas, existe-t-il un lien entre les erreurs humaines et celles commises par les sous-systèmes biologiques ?
Les réponses à ces questions ont de profondes implications sur la façon dont nous envisageons la vie. Si les choses ne tournent mal que lorsque la physique devient biologie, il se pourrait que la biologie soit réellement irréductible à la physique et à la chimie, malgré des siècles de réductionnisme affirmant le contraire. Cela pourrait également signifier que les organismes ont réellement des objectifs et des fins « corrects » dont ils peuvent s’écarter par erreur — ils sont vraiment téléologiques, en dépit d’une longue histoire d’arguments mécanistes prétendant le contraire. Et si les erreurs de la vie sont vraiment aussi omniprésentes qu’elles le paraissent, cela pourrait signifier que nous avons besoin d’un « grand » cadre pour expliquer ce qui se passe lorsque les choses tournent mal : une théorie des erreurs biologiques.
En tant que philosophe, j’ai passé une grande partie de ma vie à étudier les énigmes de la métaphysique et de l’éthique. J’ai exploré la nature de la réalité, le concept de l’être et les implications morales de l’action humaine. Mais ces dernières années, j’ai travaillé sur le problème des erreurs avec une équipe de chercheurs de l’université de Reading, au Royaume-Uni. Ce qui nous a attirés vers ce sujet, c’est notre perplexité face à une lacune majeure dans l’histoire de la pensée biologique. De manière surprenante, les erreurs ont été largement ignorées par les chercheurs, même parmi les biologistes et les philosophes de la biologie, et les définitions traditionnelles de la vie ont largement négligé le rôle des erreurs, se concentrant plutôt sur les réussites, les adaptations et les mutations bénéfiques. C’est pourquoi, à la fin des années 2010, notre équipe a commencé à étudier comment un examen plus rigoureux de la production d’erreurs pourrait générer de nouvelles hypothèses scientifiques. Nous nous sommes demandé comment comprendre les erreurs de manière plus systématique et interdisciplinaire.
Au cours des derniers siècles, les chercheurs et les scientifiques ont eu tendance à se concentrer sur ce qui fonctionne bien plutôt que sur ce qui échoue. L’idée de justesse chez les êtres vivants a pris de nombreuses formes. Au XVIIe siècle, au début de la révolution scientifique, René Descartes caractérisait les animaux comme des automates : des « machines » faites de tissus obéissant à des lois mécaniques, comme les mouvements d’une horloge. Aucun mouvement ne peut avoir lieu, écrivait Descartes, ni dans le corps des bêtes, ni même dans le nôtre, si ces corps n’ont pas en eux-mêmes tous les organes et instruments par lesquels les mêmes mouvements seraient accomplis dans une machine. L’idée d’automate implique que les animaux ne peuvent que mal fonctionner ou tomber en panne plutôt que de commettre des erreurs — la compréhension des circuits internes vous dit tout ce que vous avez besoin de savoir sur la « bonne » manière dont un animal doit se comporter.
Deux siècles plus tard, les travaux de Charles Darwin ont fait émerger une vision différente de la justesse et de l’erreur biologique. Dans la perspective darwinienne, la question de savoir si quelque chose est une erreur ne peut être évaluée qu’à la lumière froide du temps de l’évolution, après qu’une espèce ait soit perpétué sa lignée ou s’est éteinte. Les organismes, selon la vision « standard » de l’évolution, sont simplement le produit d’une sélection naturelle aveugle opérant à travers le succès d’une variation génétique aléatoire. Dans ce cas, la « bonne » variation permettra à une espèce d’être mieux adaptée à son environnement et d’avoir plus de chances de survivre, de se reproduire et de continuer à évoluer.
Aussi élevée ou puissante qu’une espèce puisse être dans son environnement, elle commet toujours des erreurs.
Pour comprendre comment les choses peuvent mal tourner pour les animaux en dehors du temps de l’évolution, les comportementalistes animaliers des XIXe et XXe siècles ont remis l’accent sur l’étude des organismes individuels. Je pense à des comportementalistes comme B.F. Skinner, mais aussi à des éthologues comme Charles Otis Whitman, Oskar Heinroth, Konrad Lorenz et Nikolaas Tinbergen. Leurs écrits contiennent des exemples d’erreurs commises par des animaux, comme des goélands qui identifient mal des œufs ou des canetons s’attachant à des objets inanimés. Les biologistes influencés par les travaux fondamentaux de Lorenz et de Tinbergen étudient aujourd’hui régulièrement les erreurs sous diverses formes. Cependant, il n’existe toujours pas de grand cadre conceptuel, de théorie de l’erreur, susceptible de créer une interface entre la philosophie et la biologie.
La réflexion sur les erreurs nous donne le bon type d’orientation pour nous comprendre nous-mêmes et les autres organismes. Elle attire notre attention sur le fait que les systèmes vivants, des paramécies aux humains, sont soumis à des normes de bien et de mal. L’explication est simple : lorsque les êtres vivants fonctionnent d’une certaine manière, ils réussissent ; lorsqu’ils fonctionnent d’une autre manière, les choses tournent mal.
La vie est parsemée de tentatives pour éviter, corriger ou minimiser les erreurs. Les êtres vivants emploient toutes sortes de stratégies pour se maintenir dans le droit chemin normatif. Il n’est pas surprenant que les travaux récents de chercheurs tels que Daniel Kahneman et Amos Tversky sur les erreurs humaines aient été si importants et si influents. Nous, les humains, utilisons des « heuristiques » — des raccourcis mentaux ou des règles empiriques — pour juger des situations, classer les préférences, évaluer les gens, etc. Très souvent, ces heuristiques nous sont utiles (on peut parfois juger un livre à sa couverture), mais il arrive aussi qu’elles nous égarent. Aussi élevée ou puissante qu’une espèce puisse être dans son environnement, elle commet toujours des erreurs.
C’est pourquoi notre équipe a cherché à développer un cadre conceptuel rigoureux pour réfléchir aux erreurs et à la normativité. Nous espérons qu’un tel cadre contribuera à générer de nouvelles hypothèses testables pour les biologistes expérimentaux et qu’il permettra de faire la lumière sur de nombreuses erreurs auxquelles nous, les humains, sommes sujets. Mais l’élaboration de notre cadre nous a conduits dans des directions inattendues. Nous pensons que les erreurs peuvent éclairer la nature même de la vie. Elle pourrait montrer, une fois pour toutes, que la biologie est irréductible aux lois de la physique et de la chimie — les atomes, rappelons-le, ne font pas d’erreurs.
Si les organismes sont des faisceaux d’atomes qui obéissent aux lois physiques fondamentales, comment les erreurs émergent-elles ? Comme tout le reste de l’univers, nous sommes également influencés par des lois physiques telles que la gravité, mais les lois ne sont pas les seules à influencer ce que font les organismes. Il se passe quelque chose d’autre lorsque des paquets d’atomes deviennent des êtres vivants. C’est ce qu’on appelle la « normativité biologique ».
Les organismes sont régis par des normes de comportement correct et, lorsqu’ils s’en écartent, ils peuvent tomber malades, ne pas s’adapter, souffrir, mourir ou se désintégrer. Pour éviter un tel sort, ils doivent surtout faire ce qui est bon pour eux : ils doivent agir au bon moment et au bon endroit, dans les bonnes circonstances et de la bonne manière. Le prédateur doit choisir le bon moment, frapper avec précision, dépenser suffisamment d’énergie pour maîtriser sa proie sans s’épuiser.
Les lois physiques ne peuvent à elles seules expliquer ce qui est bon ou mauvais pour un organisme, car, en physique, toutes les séquences d’événements sont sur un pied d’égalité — elles sont toutes traitées de la même manière. Prenons l’exemple du transfert d’électrons d’une molécule à une autre, connu sous le nom de chaîne de transport d’électrons. Ce transfert est crucial pour la production d’énergie dans la plupart, sinon la totalité, des êtres vivants — il maintient les organismes en vie et en bonne santé. D’un point de vue purement physico-chimique, le processus de transport d’électrons est toujours le même. Ce que l’historien Arnold J. Toynbee a dit de l’histoire peut être dit de la physique : « Juste une fichue chose après l’autre ». Cependant, le processus de transfert d’électrons peut très mal se dérouler. Une molécule qui ne parvient pas à transporter les électrons de la bonne manière provoquera un dysfonctionnement mitochondrial, ce qui entraînera une maladie de l’organisme. Tous les cas de transport d’électrons ne sont donc pas égaux. En ce qui concerne la vie, certaines séquences sont tout simplement meilleures que d’autres parce qu’elles favorisent la santé, l’intégrité et la survie. Elles favorisent l’épanouissement. Les différents modes d’action sont favorables ou défavorables à l’organisme dans son environnement. Une mauvaise ligne de conduite est une erreur.
Il est grossier d’identifier l’état futur avec le but pur et simple. Le but ne peut pas être un état futur
Cela peut sembler évident, mais les idées contenues dans cette définition sont complexes et controversées. Pour certains, affirmer qu’une « mauvaise action est une erreur » peut faire penser à de la téléologie, un concept qui a été pratiquement banni pendant une grande partie du 20e siècle. Le mot vient du grec telos (qui signifie « fin » ou « but »), qui est le terme classique pour ce qui est aujourd’hui plus communément appelé « orientation vers un but » ou « finalité ». L’invocation de la téléologie a posé un sérieux problème aux biologistes du 20e siècle. En 1988, le biologiste évolutionniste germano-américain Ernst Mayr a contesté le concept parce qu’il estimait qu’il impliquait l’existence de mystérieuses causes inversées (rétrocausalité). Comment des objectifs futurs peuvent-ils orienter le comportement présent des organismes ? Comme l’a dit le biologiste Colin Pittendrigh : « Pendant un certain temps, les biologistes étaient prêts à dire qu’une tortue était venue sur le rivage et avait pondu ses œufs, mais ils refusaient de dire qu’elle était venue sur le rivage pour pondre ses œufs ». Dire que la tortue est venue sur la plage dans le but de pondre ses œufs suggérerait que, même lorsqu’elle était dans l’océan, la tortue était dirigée par un état futur qui l’orientait vers la plage en agissant mystérieusement à rebours dans le temps pour influencer son comportement ici et maintenant. La causalité à rebours (physique obscure mise à part) est difficile à accepter pour la plupart des philosophes, ainsi que pour le reste d’entre nous. Il est certain que ce qui explique le comportement de ponte de la tortue doit être entièrement présent ici et maintenant, et être le produit de processus évolutifs passés.
Les objectifs ou les buts se réfèrent en effet à des états futurs qu’un organisme souhaite atteindre, tels que la reproduction, la survie, l’adaptation à l’environnement, la santé ou la vie au sein d’un groupe social qui fonctionne bien. Cependant, il est grossier d’identifier l’état futur avec le but pur et simple. Le but ne peut pas être un état futur.
Je peux avoir pour objectif de gravir l’Everest bien avant d’avoir posé le pied sur la montagne. Il en va de même pour tous les autres organismes. Avoir un but signifie rendre quelque chose réel. Cela signifie poursuivre quelque chose — qu’il s’agisse de chercher de la nourriture, un abri ou un partenaire — plutôt que d’être poussé dans le présent par un état futur. Les objectifs dont je parle ici sont ceux qui sont inscrits dans les organismes sous forme de pulsions, de tendances et de dispositions à agir d’une certaine manière, par exemple être en bonne santé ou survivre. L’orientation vers un but doit être présente ici et maintenant tout en orientant un organisme vers des états futurs.
Et rien de tout cela n’implique une quelconque exigence de conscience, et encore moins quelque chose d’aussi complexe que la conscience de soi.
Au cours des dernières décennies, l’interdiction de la téléologie a été levée et certains philosophes ont accepté de prendre ce concept au sérieux. Mais beaucoup, en particulier ceux influencés par le philosophe des sciences Ernest Nagel, continueront d’insister sur le fait que l’orientation vers un but se résume à la physique et à la chimie. Pour ces penseurs, il n’existe pas d’explications biologiques sui generis pour expliquer pourquoi les organismes se trompent. C’est une vision réductrice qui ne comprend pas comment les erreurs sont commises. Pour commettre ce type d’erreur, un organisme doit s’écarter des normes de justesse. Il doit faire quelque chose de mal. Et cette normativité ne vient pas de la physique ou de la chimie.
Pour les réductionnistes, les notions de « bien » et de « mal » s’expliquent facilement par l’évolution. Pour ces sceptiques, la normativité n’est rien de plus qu’un jeu de chiffres : le « mal » apparaît simplement lorsqu’une espèce ne produit pas suffisamment de descendants pour s’adapter et se perpétuer. Le « bien » est l’inverse : il apparaît lorsqu’une espèce réussit à se reproduire suffisamment pour générer les variations génétiques nécessaires à son adaptation et à sa survie. Pour comprendre la « normativité », il suffit donc de comprendre comment un organisme contribue à l’adaptation de son espèce. Soit les organismes aident leur espèce à s’adapter à leur environnement en réussissant à créer une descendance, soit ils contribuent à l’extinction de leur espèce en ne se reproduisant pas. Pour le sceptique, qui pense que les seules « erreurs » significatives qu’un organisme peut commettre sont liées à la valeur sélective, il n’y a pas de « bonnes » ou de « mauvaises » actions — la normativité biologique n’existe pas.
Je ne pense pas que cela explique de manière adéquate le fait de commettre des erreurs. L’épanouissement ne se limite pas à une reproduction réussie. Il s’agit aussi de faire des choses comme attraper des proies ou trouver de la nourriture mieux que la concurrence. C’est parce qu’un oiseau construit le bon type de nid avec les bons matériaux au bon endroit qu’il peut élever sa progéniture avec succès. Construire un nid fragile serait une erreur.
La normativité peut exister, même si nous avons une mauvaise compréhension de ce qui est bon ou mauvais pour un organisme
Les informations physiques et chimiques seraient-elles suffisantes pour prédire ce qui constitue une erreur pour un organisme donné, comme un oiseau qui construit son nid ? Même la vision du scientifique français Pierre-Simon Laplace d’un démon omniscient — un observateur omniscient qui sait, à chaque instant, tout ce qui concerne l’état physique de l’univers — ne serait pas en mesure de faire une prédiction précise. La compréhension parfaite des structures physiques d’un organisme, de ses mouvements corporels, de ses émissions sonores, de ses capacités à construire un nid ou d’autres caractéristiques ne nous permet pas de prédire lesquelles de ses actions sont correctes et lesquelles sont des erreurs. Tout n’est pas réductible à la physique et à la chimie. La survie est plus qu’un jeu de chiffres. Nous devons plutôt savoir comment toute cette physique est liée à l’action dans l’environnement : nous devons comprendre comment un organisme fait l’expérience du monde. S’épanouit-il ? Est-il en bonne santé ? Est-il intégré mentalement et physiquement ? Est-il littéralement heureux de sa situation (ce qui n’est peut-être pas vrai pour les champignons ou les vers, mais certainement pour les chiens et les zèbres) ?
La prise au sérieux des erreurs et de la normativité biologique pose toutefois un problème persistant : celui des valeurs. C’est une chose de dire que les humains peuvent agir de manière « bonne » ou « mauvaise », mais pouvons-nous vraiment utiliser ces concepts chargés de valeurs pour décrire le comportement des grenouilles ou des bactéries ? Les sceptiques de la normativité en biologie répondraient : « Non ». Le philosophe de la biologie Justin Garson, par exemple, affirme que la normativité n’a rien à voir avec « les valeurs ou les objectifs, les devoirs et les obligations, les prescriptions ou les ordres, le bien ou le juste ». Si nous prenons l’argument de Garson au sérieux, le dysfonctionnement du cœur d’un chien n’est en aucun cas littéralement mauvais pour le chien, même s’il peut finir malade ou mort. Mais est-ce exact ? Après tout, les choses n’ont pas tendance à bien se passer pour un chien qui a un mauvais cœur. En revanche, les choses vont plutôt bien pour un chien qui dispose d’une nourriture abondante et nutritive, d’air frais et de congénères avec lesquels il peut jouer.
Quel est donc le rapport avec les problèmes biologiques ? Eh bien, nous pouvons utiliser le terme « valeur » dans le contexte des erreurs si nous comprenons que quelque chose peut être bon ou mauvais pour un animal, même s’il ne l’apprécie pas consciemment. Et cette chose peut être bonne ou mauvaise même si nous ne la valorisons pas non plus. La normativité peut exister, même si nous avons une mauvaise compréhension de ce qui est bon ou mauvais pour un organisme.
C’est pourquoi les erreurs ne peuvent être bannies de la boîte à outils conceptuelle de la biologie. Et aujourd’hui, peu de biologistes chercheraient à le faire, contrairement aux philosophes de la biologie attachés au réductionnisme (ou à l’idée d’une discontinuité totale entre l’homme et les autres êtres vivants). Comme nous le verrons, les erreurs biologiques ouvrent la porte à une manière nouvelle et rafraîchissante de comprendre les êtres vivants. Le fait de considérer les êtres vivants à travers leurs erreurs est puissant parce qu’il fournit une large toile à partir de laquelle on peut explorer et étudier scientifiquement les organismes. Cela justifie également la nature particulière de la biologie.
Cependant, une fois que nous acceptons la possibilité d’erreurs biologiques, une série de problèmes complexes émergent : qu’est-ce qui distingue les erreurs des autres types de problèmes ? Et comment localiser et identifier les erreurs ? Jusqu’à présent, nous n’avons parlé que d’organismes familiers, comme les oiseaux, les chiens et les êtres humains. La normativité et les erreurs semblent toutefois jouer un rôle beaucoup plus fondamental dans la vie sur Terre.
Bien que la théorie des erreurs biologiques implique plusieurs définitions techniques de ce que signifie une telle erreur, les grandes lignes sont relativement simples : un organisme commet une erreur lorsqu’il fait quelque chose qui, s’il n’est pas atténué d’une manière ou d’une autre, nuira à son épanouissement. Nous disons que « les erreurs se produisent ». Mais ce n’est pas vrai. Les erreurs sont toujours commises par des individus à des moments et dans des lieux précis. Cela signifie que les erreurs ne sont pas simplement des échecs ou des dysfonctionnements.
Un échec est quelque chose qui vous arrive, pas quelque chose que vous faites. Être frappé par la foudre n’est pas une erreur, à moins d’ignorer l’alerte météorologique et de se promener dans le parc pendant un orage. Les chevaux et les buffles ne comprennent pas les bulletins météorologiques, et chaque fois qu’ils sont frappés, il s’agit d’un simple échec. Il en va de même s’ils sont attaqués par un parasite qui les rend malades ou les tue : c’est de la malchance. Il en va de même pour un dysfonctionnement. Il s’agit de quelque chose qui ne va pas dans le fonctionnement biologique d’un organisme, comme une maladie ou une malformation, mais pas de quelque chose que l’organisme fait.
Les différents types d’erreurs biologiques se ressemblent en ce sens qu’elles sont toutes commises, mais cela ne signifie pas qu’elles sont toutes identiques. Les erreurs biologiques diffèrent notamment en termes de prévention : certaines erreurs peuvent être évitées, d’autres sont inévitables. Les poules domestiques couveuses, par exemple, essaieront de faire éclore des balles de golf ou d’autres objets ressemblant à des œufs laissés dans leur poulailler. Elles ne le font pas en raison d’une défaillance ou d’un mauvais fonctionnement, mais simplement parce qu’elles n’ont pas l’équipement perceptif nécessaire pour distinguer les œufs des objets qui y ressemblent beaucoup. Leur erreur est inévitable, car ces poules ne présentent aucun problème. Les erreurs évitables, en revanche, se produisent lorsqu’un organisme peut agir d’une manière qui l’aiderait à prospérer dans une situation spécifique, mais qu’il ne le fait pas. Prenons l’exemple d’un buffle, à l’affût des prédateurs. Si un lion en approche est visible, mais que le buffle est distrait, une attaque serait une erreur évitable.
Un anticorps qui identifie mal un agent pathogène, c’est comme si vous confondiez le téléphone portable de quelqu’un d’autre avec le vôtre
Qu’elles soient évitables ou non, les erreurs sont toujours commises. Mais qui ou quoi exactement peut commettre ces erreurs biologiques ? En y regardant de plus près, notre équipe de chercheurs a découvert que les erreurs ne se limitaient pas à un seul organisme. Une collection d’organismes peut également commettre une erreur — pensez à un vol d’oiseaux qui heurte un gratte-ciel ou à un groupe de baleines échouées. Des erreurs peuvent également être commises par des parties d’êtres vivants. L’un des exemples les plus connus est celui de l’ADN. Diverses erreurs peuvent se produire dans le processus de transcription, de traduction et de régulation génétiques, entraînant des cancers, des troubles génétiques, des problèmes de développement ou d’autres complications. Un autre exemple est celui des anticorps. Nous tombons parfois malades parce que nos anticorps sont trompés par des agents pathogènes qui se font passer pour des parties de notre corps. Par exemple, la bactérie de la méningite Neisseria meningitidis peut imiter l’apparence des cellules du corps et inciter une partie particulière du système immunitaire à s’abstenir par erreur de l’attaquer.
L’une des énigmes de notre équipe de recherche est de savoir si certaines caractéristiques de la production d’erreurs sont communes à tous les êtres vivants. À première vue, il y a un gouffre entre les erreurs des anticorps et celles des êtres humains, mais pourrait-il y avoir des similitudes ? Considérons deux erreurs : un anticorps qui identifie mal un agent pathogène et vous qui prenez accidentellement le téléphone portable de quelqu’un d’autre en le confondant avec le vôtre. Pour faire leur travail, les anticorps réagissent à ce que les théoriciens de l’erreur appellent des « marqueurs », qui sont des signaux d’action, similaires aux « indices », mais sans la connotation psychologique. Les marqueurs peuvent prendre la forme de récepteurs ou de formes à la surface du pathogène, qui trompent les anticorps. Mais nous utilisons également des marqueurs dans notre vie quotidienne. Lorsque vous vous trompez de téléphone, vous réagissez à la couleur, à la forme, à la taille ou à la position du téléphone de quelqu’un d’autre, qui peut imiter le vôtre. Les personnes et les anticorps s’appuient sur des marqueurs pour agir, car ni les uns ni les autres n’ont le temps ou l’énergie d’inspecter soigneusement l’ensemble de la cible. C’est là un domaine d’erreurs important, mais sous-étudié. Nous ne comprenons pas encore parfaitement ces marqueurs d’action, mais grâce à eux, nous pourrions commencer à classer les caractéristiques communes des erreurs biologiques.
C’est ici que la théorie de l’erreur commence à faire ses affirmations les plus audacieuses et les plus surprenantes : des erreurs sont commises partout où il y a des systèmes vivants. Elles sont une caractéristique universelle de la biologie. Notre équipe de recherche soupçonne que les erreurs peuvent même apparaître parmi les parties et les sous-systèmes des organismes. Prenons l’exemple d’une « partie » à laquelle notre équipe de recherche a beaucoup réfléchi : le système hémostatique (coagulation du sang). La coagulation du sang est une voie complexe d’activations moléculaires impliquant de minuscules fragments cellulaires en forme de disque dans notre sang, appelés plaquettes. Et il semble que ce processus soit fortement normatif. Si le processus commence trop tard, un organisme blessé peut se vider de son sang. S’il commence trop tôt, l’organisme peut souffrir d’une thrombose débilitante, les caillots sanguins bloquant les veines ou les artères. Le processus doit se produire au bon endroit, c’est-à-dire au site de la blessure. La coagulation doit également se terminer au bon moment pour les mêmes raisons. Les plaquettes jouent un rôle crucial dans ce processus normatif.
Lorsque les vaisseaux sanguins sont endommagés, le collagène qu’ils contiennent est exposé. Les plaquettes sanguines s’activent lorsqu’elles sont exposées à ce collagène au niveau d’une blessure. Cependant, les plaquettes peuvent parfois être activées par du collagène qui apparaît sans la présence d’un vaisseau sanguin blessé. Cela peut conduire à une thrombose, avec des conséquences potentiellement mortelles pour l’organisme. Les plaquettes peuvent aussi se tromper de bien d’autres façons : le caillot qu’elles produisent doit avoir la bonne taille et la bonne forme pour fonctionner correctement. Si les plaquettes peuvent se tromper à bien des égards, est-il possible que les systèmes de coagulation sanguine commettent des erreurs ?
Nous savons que les plaquettes sont activées par des séquences d’acides aminés spécifiques dans le collagène, appelées « triplets GPO ». Pour le théoricien de l’erreur, cela soulève immédiatement la question de savoir si les triplets GPO sont présents dans d’autres protéines, ou si d’autres séquences protéiques ou modifications post-traductionnelles pourraient produire des marqueurs très similaires aux GPO dans le collagène. Les plaquettes sanguines pourraient-elles mal identifier le collagène ? Pourraient-elles même être activées par un imitateur du collagène ? Il pourrait en résulter une activation erronée des plaquettes — une activation causée par la mauvaise protéine — avec des conséquences potentiellement désastreuses. Les plaquettes peuvent-elles être trompées ? Nous ne connaissons pas encore la réponse. Et il y a d’autres inconnues.
Les pics de dopamine des Taeniopygia (Diamant mandarin) correspondent en temps réel aux fluctuations de la qualité de leur chant
Le chant des oiseaux est un autre exemple qui illustre l’utilisation de la théorie de l’erreur et la profondeur possible des erreurs biologiques. Chaque diamant mandarin mâle a un chant spécifique qu’il chante pour courtiser des partenaires potentiels et qu’il enseigne à sa progéniture mâle. Il existe une marge de fluctuation dans le chant appris — il doit être une reproduction fidèle, et non une copie parfaite. Cela signifie qu’une véritable erreur ne se produirait que si le chant appris s’éloignait trop du chant correct. Mais jusqu’à quel point peut-on parler d’écart excessif ? Comment les diamants mandarins apprennent-ils à chanter le bon chant ?
Les recherches indiquent que la dopamine est libérée pendant le chant des diamants mandarins afin de maintenir leur chant à la bonne hauteur. Forte de ces connaissances, la théorie de l’erreur peut offrir quelques hypothèses vérifiables. Selon notre définition, une erreur n’est commise que lorsque l’écart nuit à l’épanouissement du diamant mandarin. Dans ce cas, l’épanouissement est lié à l’attraction de partenaires, ce qui implique d’attirer suffisamment de partenaires adéquats au bon moment et ainsi de suite, éventuellement sur plusieurs générations. (L’épanouissement n’est pas seulement un jeu de chiffres, mais, pour la plupart des organismes, l’aptitude à la reproduction et le succès font partie de ce qui signifie que leur vie se déroule bien). Lors d’expériences, des pics de dopamine chez des Diamants mandarins correspondent en temps réel aux fluctuations de la qualité de leur chant, ce qui suggère qu’une sorte d’évaluation est en train d’être effectuée. Les oiseaux, sans en avoir conscience, semblent juger ou calibrer la performance de leur chant en fonction des variations des niveaux de dopamine. Ils réagissent à la justesse ou à l’inexactitude de leur chant. L’oiseau utilise le feedback auditif pour ajuster son chant, mais il semble qu’il se passe quelque chose d’autre : une fonction d’évaluation réalisée par les neurones dopaminergiques eux-mêmes.
Le système dopaminergique a peut-être une représentation du chant correct à laquelle le chant réel est comparé, ce qui laisserait ouverte la possibilité de se tromper. Dans ce cas, les erreurs apparaissent même dans les systèmes neurochimiques. Nous sommes à la limite de nos connaissances, mais la théorie de l’erreur peut stimuler une recherche organisée sur de tels phénomènes.
La théorie des erreurs biologiques semble être une caractéristique universelle de la biologie, qui délimite le vivant des domaines de la physique et de la chimie, le rendant ainsi irréductible à l’un ou à l’autre. Malgré cela, les erreurs ne font pas encore l’objet d’une étude systématique de la part des biologistes. La théorie de l’erreur est un cadre dans lequel il est possible de générer des hypothèses nouvelles et vérifiables. Il y a tant de questions qui nécessitent une étude systématique : comment les choses peuvent-elles mal se passer en termes de timing, de localisation, de mesure, d’évaluation de la qualité et d’identification ? Comment les organismes tentent-ils d’éviter les erreurs ? Quelles sont les erreurs inévitables ? Comment sont-elles corrigées ? Comment un organisme peut-il contrôler, en temps réel, s’il dévie sur une voie qui menace son épanouissement ?
Enfin, des questions se posent sur les cas contradictoires dans lesquels les erreurs aident paradoxalement un organisme à long terme alors qu’elles menacent son épanouissement à court terme. Cela concerne le rôle de l’exploration ou du jeu dans la vie. Les organismes ont généralement besoin d’explorer leur environnement, que ce soit à la recherche de nourriture, d’un partenaire, d’un abri, etc. Cependant, trop d’exploration est un gaspillage et un danger. Ce serait une erreur de permettre trop d’erreurs, mais certaines sont nécessaires pour que nous puissions nous épanouir dans notre environnement. En effet, les erreurs de copie de l’ADN, par exemple, produisent la variation qui est à l’origine de la diversité de la vie. Mais si ces erreurs varient trop, les systèmes s’effondrent. L’étude expérimentale de ces erreurs pourrait nous ouvrir une fenêtre sur le phénomène de la normativité biologique et nous aider à comprendre comment les organismes agissent correctement, ou mal, dans leur environnement.
Les erreurs ne se limitent pas aux organismes et ne dépendent pas de l’échelle. Les erreurs peuvent être commises par les plus petites bactéries comme par les plus grands animaux, voire par des populations entières. Elles peuvent également être commises par des non-organismes, tels que des plaquettes, des anticorps et des cellules appartenant à des organismes. C’est l’omniprésence de la production d’erreurs, ainsi que son potentiel, qui exige une théorie tout aussi large pour organiser l’étude du phénomène.
La vie est souvent définie par ce que nous réussissons. Elle s’explique par la croissance, la réplication et l’adaptation à l’environnement. Mais les erreurs sont omniprésentes. Une théorie des erreurs nous aidera à comprendre, de manière systématique et expérimentale, les comportements qui menacent l’épanouissement des êtres vivants. Elle nous aidera également à apprécier la normativité qui traverse la vie. Alors que certains considèrent encore la « téléologie » avec scepticisme, la théorie de l’erreur pourrait bien être l’antidote qui remettra en question les idées reçues sur les objectifs des êtres vivants. Dans la danse biologique complexe du bien et du mal, nous pourrions bien trouver la clé qui nous permettra de comprendre les objectifs profonds qui animent la vie sur Terre.
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David S. Oderberg est professeur de philosophie à l’université de Reading, au Royaume-Uni. Son dernier livre est The Metaphysics of Good and Evil (2020) et il écrit actuellement un livre sur les erreurs biologiques.
Cet essai est basé sur Mistakes in Living Systems : A New Conceptual Framework for the Study of Purpose in Biology, un projet soutenu par le programme de recherche de la Fondation John Templeton Agency, Directionality, and Function (subvention n° 62220). David S Oderberg était le chercheur principal, et les membres de l’équipe sont Jonathan Hill, Ingo Bojak, Jon Gibbins, François Cinotti et Christopher Austin. Les opinions exprimées dans cet article sont celles de l’auteur et non celles de la Fondation John Templeton.
Texte original : https://aeon.co/essays/a-new-theory-suggests-mistakes-are-an-essential-part-of-being-alive