RESUME DE LA THEORIE DE VINCENT FLEURY,

début 2008.

 

On peut discuter tous les points, mais je n'ai pas le temps de répondre à toutes les question.

 

L'ensemble de ce qui est résumé ici crée un schéma parfaitement "physique" et naturel de ce qu'est un animal, me semble-t-il. Avec ce type de concepts, on perçoit très simplement ce qu'est un animal, et pourquoi il y a des humains.

Tout d'abord, il faut relever que la théorie de Darwin est incomplète. Nulle part n'est précisé par quels mécanismes se forment les animaux. Par conséquent, la sélection naturelle est une théorie "universelle" "totale" s'appliquant par essence à tous les phénomènes qui produisent des animaux. Elle ne peut donc en réalité expliquer aucun animal particulier,puisqu'elle ignore le mécanisme même, au sens de la physique des matériaux, qui provoque l'accroissement d'un morceau de matière qui acquiert sa forme.

Plus précisément, Darwin reconnaît l'existence de tout au plus 4 "archétypes" d'animaux, dont l'archétype qui serait celui des vertébrés tétrapodes. Tous les tétrapodes sont obtenus, à partir de l'archétype, par des extensions des parties. Dans le livre de Darwin, les transformations des parties de l'archétype sont présentées comme uniquement affines (Darwin explique que les membres peuvent s'allonger ou s'applatir. Aucun autre mode de déformation n'est invoqué : les modes possibles, dans l'esprit de Darwin, sont donc très limités). Et Darwin va même jusqu’à dire qu’il n’a aucune idée de l’origine exacte des parties, pour quelle fonction elles auraient été sélectionnées.

 

Selon moi, Darwin commet deux erreurs. La première est de n'invoquer que des transformations affines des parties (l'aile de la chauve souris s'obtient,dans son raisonnement, très simplement par une extension de la patte de souris). Or il n'y a aucune raison a priori que les transformations des membres ou autres parties d'un corps, soient affines. Là où il a raison, c'est que certaines parties, sont bloquées dans des transformations affines, mais pas toutes. Il faut un moèdle global de morphogenèse pour comprendre pourquoi certaines parties ont des extensions affines au cours de l'évolution, et d'autres pas.

Seconde erreur, lorsque des transformations affines sont observées, comme les allongements des pattes, il attribue la conservation du plan des os, au cours de l'allongement, non pas à des contraintes physiques ou chimiques, mais au fait que l'évolution est graduelle (et d’ailleurs on ne comprend pas s’il s’agit d’une contrainte évolutive graduelle ou d’une évolution morphodynamiue graduelle, le texte original est ambigü). Or, même les systèmes linéaires, ont des "écarts aux conditiosn initiales" qui peuvent croître indéfiniment (même si la croissance n'est pas exponentielle).

Il n'y a donc aucune raison pour qu'un accroissement incrémental se fasse en conservant le plan des membres. Strictement aucune, sauf s'il existe une contrainte physique, qui contraint les déformations à n'être qu'affines. Le caractère "affine" des transformations des membres n'a rien à voir avec les mécanismes de sélection naturelle : c'est une propriété du caractère bi-axial, voire uniaxial, des champs de biopolymères dans les régions des cartilages.

La formation des animaux est donc la combinaison de deux phénomènes : une déformation d'un rond (l'ovocyte, la blastula) qui n'est pas affine, et produit un archétype d'animal, puis une extension des parties de l'archétype, dans des directions fixées par la physique de la phase de biopolymères. La nature de ces phénomènes est profondément physique, et liée au couplage entre les champs de déformation et les motifs de biopolymères (champs d'alignement de cellules et de fibres).

Pour comprendre la formation et les possibles évolutions des animaux, il faut donc comprendre en profondeur le "film" de la formation d'un animal, comme un vertébré tétrapode.

*l'ovocyte, la chose "informe" avec laquelle tout commence, est rond. Au moment de la fécondation, il subit un phénomène de bascule appelé rotation corticale. Puis, il se divise, et peu à peu forme une boule ou une crêpe. Il existe une asymétrie due à la croissance : les cellules sont plus petites dans la région caudale, et forment des arceaux assez nets, qui serviront de « motif » aux premiers mouvements (les forces des cellules sont concentrées suivant des lignes en arceaux)

 

*Des cellules motiles même agglutinées, finissent par se mettre en branle, donc par mettre en branle la boule (ou disque) par effet de rhéofluidification d'un fluide à seuil (voir cours de mécanique des fluides non newtoniens). Dit autrement, des mouvements apparaissent, dans une masse de cellules qui a un comportement de luide visqueux. La force entraînant le mouvement est distribuée de façon « quadrupolaire » en raison de la distribution initiale des cellules, précédant le mouvement.

La cause profonde du comportement de la masse de cellules est physique : d'une part les cellules exercent des forces physiques, d'autre part un animal est un objet matériel, une masse continue de matière, et le déplacement d'une cellule crée une force d'interaction avec toutes les autres (qu'on appelle dipôle). Une cellule ne peut pas fixer arbitrairement on mouvement. Tout mouvement doit être compatible avec les déformations subies aux alentours. L'écriture de la compatibilité de ces mouvements et des déformations, se ramène à l'écriture des lois physiques de conservation (masse) et d'équilibre (forces).

 

*Au moment de la mise en branle le mouvement est un peu flou ("polonaise" d'après les biologistes), mais il existe une orientation macroscopique (champ moyen) qui cale le mouvement d'une certaine façon (NB: ce genre d'amélioration à partir d'une situation floue est observée nettement dans le sac vitellin voir The textural aspects of vessel formation during embryo development, and their relation to gastrulation movements Vincent Fleury+, Mathieu Unbekandt+, Alia Al-Kilani+, ou Thi-Hanh Nguyen*, Organogenesis 2006). Cette orientation est héritée des divisions qui ont amené les cellules à ce stade. Elle contient une part de gradient chimique, mais surtout une organisation matérielle (texture) des parois cellulaires déjà orientées "dans ce sens".

 

*Il n'existe pas beaucoup de façons de faire remuer une sphère ou un disque avec un champ de vecteurs (pb de topologie des lignes) de type nématoïde (voir par exemple Minh Binh Nguyen, Vincent Fleury and Jean-Franois Gouyet, Epidermal ridges : positional information coded in an orientational field, Fractals and complex systems, 2004, World scientific.).

Il existe des animaux au mouvement "radié" comme les étoiles de mer; mais dans le cas particulier des vertébrés tétrépodes, le mouvement est associé à un attracteur hyperbolique, centré sur un point neutre de mouvement, qui est le futur nombril.

Le mouvement est constitué de deux écoulements en forme d'"aimants" tête bêche. C'est la solution dipolaire la plus simple qui respecte la symétrie bilatérale (c'est donc un quadrupole, formellement).

 

*Dans cette situation-là, une fois les cellules lancées, elles perçoivent le champ moyen, s'alignent et ça renforce le mouvement. On peut calculer de façon approchée ce type de mouvement (Vincent Fleury, An elasto-plastic model of avian gastrulation, Organogenesis, Vol 2, 1, 2005).

 

*Au bout de quelques dizaines de minutes un champ de vecteur très net est produit, ça tourbillonne (voir www.gastrulation.org, movie15.1). Il ne reste rien ou peu de chose de l'information initiale.

 

*Le mouvement allonge l'animal, comprime le milieu, plie le dos, enroule les bourgeons qui seront les pattes. (Vincent Fleury de l'oeuf à l'éternité, le sens de l'évolution, Flammarion 2006)

 

*ça s'arrête quand les plis amènent des feuillets au contact et que les lamellipodes (+molécules d'adhésion) s'emmêlent entre eux au lieu de continuer à tirer sur le substrat (voir exemple de plis à la rubrique "images couleur de mon livre")

 

*Pendant tout ce temps, un mécanisme (pour une large part physique, d'ailleurs) segmente l'animal (somites, gènes Hox, etc.).

 

*Résultat : avec le même mécanisme de segmentation, certaines régions font des vertèbres, d'autres des clavicules, d'autres un bassin, à cause du mouvement (sans mouvement, il n’y a que des bandes genre syncitium ou Dickinsonia) . Il n'y a pas de gène d'une côte, il n'y a pas de gène du bassin, il n'y a pas de gêne du coude etc. etc.

 

*Le plan d'ensemble de l'animal est le résultat d'un mouvement unique qui n'a pas "d'étapes", bien qu'il semble y en avoir en apparence, c'est un écoulement visco-élastique  flambé.

 

* Les cellules, alignées de façon différentes par l'écoulement dans les parties du corps (queue, bras tête, dos etc.) produisent des parties différentes d'elles-mêmes, sans instruction particulière, sauf le fait qu'elles sont positionnées dans une situation de fuite en avant différente dans chaque région de même pour les vaisseaux du sac vitellin, les nerfs etc. Les trajets serviront aussi à faire mouvoir l'animal (vu autrement les cellules qui bougeaient, pendant la morphogenèse, se contractent sur l'animal adulte –je schématise) => le mouvement qui amène les cellules (re)produit en quelque sorte le mouvement que l'animal aura plus tard. Les entortillements hyperboliques produisent un animal qui fait de la brasse.

 

*Les cellules n'ont pas le choix du sens d'orientation, il est fixé par le caractère nématoïde du "gel de matière vivante" (très connu, voir par exemple travaux de Yves Bouligand ou de moi-même, cf supra). En quelque sorte, la trame du tissu conserve la mémoire des mouvements.

 

*Des modifications aléatoires du gel-vivant changent les paramètres du problème, pas le fait que c'est orienté.

 

*L'évolution des animaux consiste donc à aller plus avant ou moins avant "dans le sens des champs déjà gravés dans l'embryon" ex: le cou ne peut que s'allonger ou rétrécir, la queue ne peut que s'allonger ou rétrécir, les condensations chondrogéniques de la peau sortent des poils ou des plumes (voir Vincent Fleury and Tomoko Watanabe, About the equilibrium shape of fibred structures and biological shapes, C. R. Acad. Sci. série biologies, 327, 663-677 (2004), pour comprendre comment change une forme d'orientation fixée, quand on change la nature des molécules).

Cette notion d'allongement possible recouvre les déformations affines perçues par Darwin, mais il existe également des déformations non-affines (perçues par d'Arcy Thomson), qui sont les écoulement dipolaires ou en tourbillon.

Un point extraordinaire est que, développé au voisinage du nombril, le mouvement tourbillonnaire est hyperbolique. C'est-à-dire : affine dans sa version lagrangienne. De ce fait, les animaux subissent un allongement purement élongationnel le long du dos, de par et d'autre du nombril. Le passage d'un lézard à un serpent est du même genre que l'allongement d'un cou, commandé par la physique.

 

*Dans le cas de la tête, il existe un enroulement dipôlaire entre la base du cou et le sommet du crâne. La tête est condamnée à s'enrouler en gonflant (voir animations de ce site ou Vincent Fleury La mathématisation complète d'un vertébré s'avère possible, revue des questions scientifiques, Facultés Notre Dame de Namur, sous la direction de Guy Demortier). Entre deux animaux dont les détails osseux sont identiques (topologiquement), l'explication des différences (ex. vertèbres du cou de l'éléphant ou du cou de la girafe plus allongées, mais même nombre de vertèbres) est essentiellement dans l'allongement dans le sens de l'ordre existant.

 

*Par conséquent, l'espace des animaux possibles est extrêmement limité. Les caractéristiques tels que : allongé, avec une queue derrière, une tête à l'avant, un tube creux à l'intérieur, des nageoires ou pattes qui battent comme il faut pour que l'animal avance (brisure de symétrie induite par l'enroulement) sont une conséquence physique du phénomène. Evidemment, il faut des molécules pour faire tout ça, mais le résultat est automatique "de même" que la plupart des troncs d'arbres sont cylindriques malgré les différences génétiques.

 

* Conclusion: le Darwinisme, ok, mais très peu d'intérêt, bourré d'erreurs présentées sur 500 pages avec un ton doucereux qui endort l'esprit critique. Pour moi, l'espace de tous les animaux possibles est indépendant des biotopes (sous réserve de quelques effets épigénétiques très marginaux et pas encore admis), et pour une large part déterminé. L'espace des animaux qui existent est un sous-ensemble des animaux possibles, lequel est sans rapport avec les biotopes. Les animaux observés sont "conçus" sans rapport avec le biotope (conclusion logique). Il se trouve que pour être là, il faut bien qu'ils aient survécu. Ainsi, on ne voit pas de méduses sur la terre ferme. Mais évidemment, le fait qu'il n'y ait pas de méduse sur la terre ferme ne vous explique pas comment une méduse est faite. Les capacités des animaux ne sont pas spécialement "bonnes", les animaux qui sont là sont juste, "faits comme ça".  Il est fréquent que des animaux semblables, "si ça marche", occupent des biotopes très différentes (ex. arthropodes marins et terrestres, escargots marins et terrestres, anguilles et serpents, etc.)  Les animaux sont plein de caractéristiques complètement absurdes du point de vue de la fonctionnalité. Ils sont juste "faits comme ça". Des poissons peuvent avoir, au cas par cas, des nageoires absurdement longues (et donc très belles), ce sont des étirements dans le sens des "arêtes" de la nageoire, d'un modèle de nageoire de base (archétype) obtenu par flambage d'une plaque latérale ou par extension d'un pli parce que les cellules sur le bord des plis s'alignent comme ça (nageoire anale, dorsale etc.).

 

*Je n'étudie pas les problèmes de sélection, le pb de compétition dans les biotopes est très difficile (voir papier récents dans Nature). Cependant, le changement de la dynamique sous l'effet d'une durée plus grande des phénomènes, ou d'un déplacement du centre hyperbolique, ou d'un agrandissement de la blastula, constitue une évolution de l'animal. Les animaux évolueraient même sans aucune sélection. Dans l'espace abstrait de tous les animaux possibles, la dimension temporelle (mutations) fait changer les animaux, indépendamment de l'existence des biotopes. (C'est l'espace abstrait que mes contradicteurs ne parviennent pas à percevoir. Il faut éliminer de sa pensée le biotope, pour percevoir la formation des animaux). La théorie que je présente explique donc, pour partie, l'évolution, puisqu'elle montre sur certains exemples, dans quel ordre est constituée l'échelle successive des animaux.

 

Pour finir une parabole : un ivrogne s'apprête à monter sur un toit. Il trouve une échelle bien calée contre le mur. Il monte sur l'échelle et commence, en titubant, à monter, il monte un barreau, en descend un etc. Après beaucoup de faux pas il arrive en haut. J'étudie l'échelle, et montre qu'elle existe. Les darwinistes étudient la façon dont l'ivrogne monte. A la question, comment ça se fait que l'ivrogne ait réussi à monter, on peut répondre : parce qu'il y a une échelle. Ou bien : par ce qu'on lui a laissé le temps. Ou bien, parce qu'il n'y avait personne pour le faire tomber.

La controverse darwinistes contre créationnistes est doublement sans objet : les animaux n'apparaissent pas par sélection, au sein d’un gaz de formes aléatoires, donc imprévisibles, comme l’affirment les Darwiniens : les formes préexistent essentiellement. Les animaux ne sont pas davantage d’une complexité irréductible aux forces de la nature, comme le disent les créationnistes. ======================================================================================================

La citation de la page : "We few, we happy few, we band of brothers, for he to-day that sheds his blood with me shall be my brother, be he ne'er so vile", William Shakespeare, Henri V.

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