Traiter le cancer ... avec les nanotechnologies !

Les nanotechnologies font parfois un peu peur. Pourtant, on arrive aujourd'hui à faire de très belles choses avec des nanoparticules. Pas besoin de nanoingéniérie ou de génétique compliquée : des recherches utilisant des principes de base de physique et de chimie permettent maintenant de soigner des cancers du sein chez les souris.

L'outil de base est la nanoparticule d'or. Il s'agit ni plus ni moins de grains d'or minuscules, qu'on est aujourd'hui capable de synthétiser avec une taille relativement contrôlée. Ces petites particules ont des propriétés très intéressantes du fait de leur taille : soumises à un champ électromagnétique, elles rentrent en résonance, les électrons de conduction de la particule se mettent à osciller et à émettre de la chaleur. Ce qui est très intéressant est que cette résonance se fait à une fréquence du champ électromagnétique très spécifique; c'est ce qu'on appelle le pic plasmon. En particulier, certaines nanoparticules d'or (en fait ici des nanocoquilles) réagissent uniquement à la lumière dans le proche infrarouge, fréquence à laquelle les tissus sont transparents.

La méthode de traitement du cancer est la suivante : on injecte des nanocoquilles dans les tumeurs, puis on irradie les tumeurs avec du proche infrarouge. Les nanoparticules se mettent alors à chauffer et "cuisent "littéralement les cellules environnantes. L'image ci-contre illustre ce procédé sur des cancers du sein chez la souris. La photo de gauche représente une tumeur traitée aux nanoparticules, celle de droite une tumeur sans nanoparticule. Plus on va dans le rouge, plus les cellules chauffent. On arrose les tumeurs en infrarouge, et on voit bien que seule la tumeur traitée chauffe [1].

La technique marche effectivement in vivo : on arrive vraiment à soigner des souris de cette façon [2]. L'étape suivante est de guider les nanoparticules directement dans les tumeurs. En effet, on est pour l'instant obligé d'injecter ces particules sur place; ce serait beaucoup mieux si elles y allaient d'elles-mêmes. Là encore, il est possible de traiter les nanoparticules pour qu'elles entrent uniquement dans ces cellules cancereuses. Il semble en effet que ces cellules (tout comme les cellules embryonnaires) aient des propriétés membranaires très particulières qui peuvent être reconnues chimiquement. Si on met la bonne substance "adhésive" à la surface des nanoparticules, celles-ci sont capables de pénétrer sélectivement dans les cellules cancereuses [3]. Un coup d'infrarouge, et la cellule entre en surchauffe et est détruite !


(Merci à ma Blonde préférée pour m'avoir initié au sujet)

Références :

[1] Nanoshell-mediated near-infrared thermal therapy of tumors under magnetic resonance guidance, Hirsch et al., PNAS (2003), source de la photo.

[2] Photo-thermal tumor ablation in mice using near infrared-absorbing nanoparticles, O'Neal et al., Cancer Letters (2004)

[3] Selective Entrance of Gold Nanoparticles into Cancer Cells, Krpetic et al, Gold Bulletin (2006)

Peut-on être physicien et réservé sur la culture des OGM ?

Quelques réflexions sur la polémique actuelle sur les OGM (Le Doc' m'a précédé sur le sujet hier).

De proche en proche, à partir d'un fait divers récent en passant par certains blogs, j'ai relu quelques billets d'Enro, en particulier celui-ci sur la corrélation entre culture épistémique des chercheurs et position sur les OGM. En résumé, l'article de Bonneuil dont parle Enro montre que la position des chercheurs sur le sujet dépend beaucoup de leur domaine de prédilection. Si je comprends bien, les biologistes plutôt axés "biologie moléculaire", donc travaillant au quotidien avec des OGM, utilisateurs de l'ingéniérie génétique, sont plutôt pour les OGM. Les biologistes intéressés aux effets collectifs, à la génétique des populations, sont eux plutôt contre. Les agronomes sont plus mesurés, mais plutôt contre aussi.

Les raisons profondes des positions des uns et des autres peuvent peut-être se comprendre. Les biologistes moléculaires sont, il me semble, des héritiers de ce qu'on appelle le "dogme central" de la biologie. C'est ce dogme central qu'on apprend à l'école lors d'une initiation à la génétique : à savoir un gène est codé sous forme d'ADN, puis transcrit sous forme d'ARN, avant d'être traduit pour donner une protéine. L'image grossière associée est celle d'un ingénieur du vivant: un gène est allumé ou éteint, pour le réguler correctement, il suffit juste d'ajuster correctement les briques génétiques (de faire une construction propre). C'est une approche très directement réductionniste.

Les agronomes ou les généticiens des populations travaillent sur à l'autre bout de l'échelle de la vie. Ils étudient des interactions, entre environnement, populations et espèces. En particulier ils manient des grands nombres et connaissent bien les systèmes complexes en interaction (ou plus probablement sont conscients de notre mauvaise compréhension générale du sujet).

Il est assez alors assez intéressant de constater que plusieurs physiciens français de tout premier plan mondial, à l'image des biologistes moléculaires, ont signé une des pétitions plutôt pro-OGM dont parle Bonneuil: Pierre-Gilles de Gennes, George Charpak, Edouard Brézin, Alain Aspect. Je suis rétrospectivement frappé de voir comment physique et biologie moléculaire partagent des communautés d'esprit. Cette communauté est d'abord historique : c'est un ancien physicien, Francis Crick, qui a énoncé le dogme central de la biologie, et aujourd'hui même, les pionniers de la biologie synthétique sont eux-mêmes d'anciens physiciens.

Les succès de la physique ont couronné l'approche réductionniste : on arrive à prédire mathématiquement de nombreux phénomènes en posant bien le bon hamiltonien. Le "dogme central" conçoit les gènes comme des objets simples, contrôlables relativement facilement, quasiment mathématiquement. Il me semble que les arguments pour les cultures OGM, au delà des aspects économiques ou humanitaires, insistent bien souvent sur cet aspect "gène modulaire et isolé". Les interactions sont plutôt considérées comme étant de second ordre.

Dans les positionnements des uns et des autres, il y a donc peut-être un effet de la culture commune en biologie chez les scientifiques et les physiciens en particulier, encore très axée "dogme central" à mon avis. Cette culture est même passée dans le grand public, sous une forme travestie : beaucoup de gens sont persuadés de l'existence de gènes uniques, spécifiques et indépendants pour tout un tas de choses, de la couleur des yeux jusqu'à l'orientation sexuelle... Pourtant, cette culture me semble évoluer en ce moment : c'est une tarte à la crème de dire qu'aujourd'hui, quel que soit le domaine, on pense que les interactions comptent peut-être plus que les objets eux-mêmes. En biologie moléculaire, on s'est aperçu que la complexité réside au moins autant dans les gènes que dans leurs régulations et interactions globales (qui restent encore largement inconnues quantitativement). Les concepts de la physique statistique peuvent permettre de faire des progrès dans la génétique des populations et l'écologie : voir sur ce blog - on peut voir que modifier un caractère d'une espèce peut modifier complètement la composition de l'écosystème associé (de façon encore assez imprévisible). La course aux armements sur les OGM peut aussi avoir le même effet que celle sur les antibiotiques, typique des effets à moyen terme des interactions complexes dans le vivant. Et puis on sait que le dogme central prend quelques coups en ce moment : de la découverte des micro ARN jusqu'à l'épigénétique et au "second" code génétique sur la chromatine...

Pour conclure (et caricaturer un peu), la position des uns et des autres sur les OGM est peut-être corrélée à deux visions de la biologie. Soit on pense que l'échelle d'étude pertinente est le niveau génétique, où le gène est comme un maître égoïste contrôlant tous les phénomènes en biologie. Dans cette vision, contrôler le gène, c'est contrôler le vivant : les OGM ne sont pas dangereux car l'homme est capable de bien contrôler le gène (en tous cas à l'ordre 0). Soit on pense que plus qu'un gène, c'est le réseau (génétique, écologique) dans lequel il est introduit qui compte. Dans cette image, le gène n'est qu'un rouage, en interaction avec le système global. Il est a priori impossible de savoir comment s'équilibrera cette interaction après la phase transitoire d'introduction de ce gène dans l'environnement, cette impossibilité n'exclut pas une "catastrophe biologique". Dans cette vision, les OGM sont des objets d'études intéressants, mais doivent être sévèrement contrôlés et ne pas être utilisés à grande échelle , en tous cas tant qu'on ne comprend pas beaucoup mieux les choses car les risques écologiques n'en valent actuellement pas la chandelle (qui appartient essentiellement à Monsanto aujourd'hui).

De final fantasy jusqu'à Einstein, un peu de géométrie

L'un des jeux vidéos les plus marquants de la fin des années 90 était le cultissime Final Fantasy VII. Comme dans de nombreux RPG, la fine équipe de Cloud Strife fait assez tardivement l'acquisition d'aeronefs (ou, plus pratique, de chocobos dorés), lui permettant de voyager de part le monde. Peu de joueurs s'en sont probablement rendus compte, mais la géométrie du monde de Final Fantasy VII (comme de la plupart des Final Fantasy) est très étrange. Ci-contre, j'ai représenté la carte du monde de Final Fantasy VII avec trois chemins différents d'un point à un autre (vert, jaune et orange). Plusieurs aspects sont surprenants :

• d'abord, le plus court chemin d'un point à un autre (géodésique en terme mathématique) est la ligne droite . Autrement dit, le monde de Final Fantasy VII est géométriquement tout plat. Exactement comme le disque-monde de Pratchett (ou comme la vision du monde d'avant Christophe Colomb)
• seulement, il n'y a guère de Grande A-Tuin pour porter le monde de Final Fantasy. En effet, la plus grosse curiosité est que ce monde plat n'a pas de bord : sur la carte ci-dessus, les lignes bleues et rouges communiquent entre elles, comme indiqué par les chemins vert et jaune. Le monde de Final Fantasy VII est fermé et on peut revenir à son point de départ en allant tout droit.

Que se passerait-il si le monde de Final Fantasy était une sphère, comme notre bonne vieille Terre ? Sur la figure ci-contre, j'ai tenté de représenter (à peu près) les mêmes chemins :

• D'abord, le pôle Nord et le pôle Sud sont séparés et distincts. On n'atteint pas le pôle Sud en remontant vers le pôle Nord.
  

• sur la carte, les plus courts chemins ne sont pas des lignes droites, mais des lignes courbes. C'est dû au fait qu'on ne peut pas projeter une sphère sur un plan sans la déformer.

Concrètement, quand on projette la sphère sur un plan, plus on s'éloigne de l'équateur, plus les distances sont exagérées. Les cas extrêmes sont les pôles : un seul point, se retrouve "étalé" sur toute la longueur de la carte (bandes violettes et bleues). Sur une sphère, les géodésiques sont les arcs de grand cercle, c'est à dire les arcs des cercles à la surface de la sphère la divisant en deux hémisphères égaux. C'est pour cela que pour aller de Paris à New York, on ne reste pas à la même lattitude et on va vers le Nord, passant au large de l'Islande. Quand on projette la sphère sur un plan, ces arcs n'ont aucune raison d'être des lignes droites (sauf exception, comme les méridiens), d'où les lignes courbes ci-dessus. A ce stade, pour ceux que ces géométries non euclidiennes intéressent, je vous renvoie au blog d'eljj pour une petite présentation.

Revenons au monde de Final Fantasy VII. Si celui-ci n'est ni une sphère, ni une galette, qu'est-il donc ? On peut se livrer à l'exercice suivant : on sait que les lignes bleues et rouges de la carte doivent se recouvrir. Enroulons notre carte pour mettre les deux lignes bleues ensemble : on obtient un sympathique cylindre. Maintenant, recollons les deux lignes rouges : on obtient un espèce de beignet, ou encore une chambre à air, qu'on appelle tore en mathématiques. Oui, c'est le principal enseignement de ce billet : les mondes de Final Fantasy sont des beignets.

Un gros problème se pose alors : comme vous le savez sûrement, la force de gravitation exercée par une planète attire vers le centre (de gravité) de celle-ci. Or, pour un tore, le centre... est aussi le centre du trou. Les pauvres habitants de la face intérieure du tore n'ont d'autres choix que de s'accrocher comme des malades à la planète pour ne pas se retrouver flottant au milieu du beignet (voire pire, oscillant d'une paroi du tore à l'autre). On peut également penser que le tore lui-même étant soumis à cette gravité n'est guère stable, et que tôt ou tard, il s'effondrera sur lui-même vers son centre pour former une sympathique sphère.

En revanche, cette géométrie particulière a un avantage certain, surtout dans le contexte de Final Fantasy VII. En effet, l'infâme mais néanmoins classieux Séphiroth tente de précipiter un météore vers le centre de la planète, pensant la détruire. Or, la planète étant en fait un gigantesque anneau, il y a toutes les chances que le météore passe simplement à travers le centre de celui-ci, sans même effleurer la surface du tore. Aucun danger donc pour les habitants; Cloud Strife a probablement travaillé pour rien...

Géométrie, cartes, gravité... quel est le rapport avec Einstein ? On l'a vu plus haut, une même carte peut potentiellement représenter deux géométries fondamentalement différentes. On ne peut donc se contenter d'une simple carte (qui est bêtement un système de coordonnées) pour avoir des informations sur la surface qu'on explore. Il faut compléter en définissant sur la carte en chaque point une géométrie donnée (qui est en très grossier la donnée des géodésiques locales). Cette géométrie est encodée mathématiquement par un objet mathématique appelé tenseur métrique (ou métrique pour faire court). Si vous regardez la page wikipedia, vous verrez que ce tenseur métrique n'est en gros qu'une matrice permettant notamment de calculer les distances sur notre surface (ce qui permet par exemple à l'ordinateur de Cloud Strife de choisir le plus court chemin pour aller d'un point à un autre).

En fait, Einstein (et Hilbert) ont modélisé les interactions entre cette métrique, cette géométrie de l'espace, et ce qu'il contient, la matière. L'idée géniale est de dire :

• que les objets physiques suivent toujours des géodésiques,
• mais que la matière modifie la géométrie autour d'elle.
  

Imaginons un monde où la matière n'influe pas sur la géométrie : les objets suivent alors un mouvement rectiligne uniforme (géodésique de l'espace euclidien, comme dans le principe d'inertie de Galilée, bien connu des lycéens) et des objets "éloignés" ne se voient pas. En revanche, si la matière influence la géométrie, elle modifie les géodésiques localement. Si un objet suit une géodésique, il va alors se retrouver comme "attiré" par la matière locale. Cette attraction effective, qui est un effet purement géométrique, est ce qu'on appelle gravité.


L'équation d'Einstein, à la base de la relativité générale, contenant tout ce modèle, sépare de façon très claire les deux aspects :
Les termes à gauche du signe égal sont des termes purement géométriques (le grand lambda étant d'ailleurs la fameuse constante cosmologique), le terme à droite est le tenseur énergie impulsion, qui modélise la matière. Un simple signe égal couple matière et géométrie et invente la relativité générale...

Contre-arguments classiques contre le réchauffement climatique

J'avais promis dans un commentaire d'un billet précédent de détailler un peu certaines erreurs dans les discours anti-réchauffement climatique . Je vais tenter de m'y atteler dans ce billet en faisant une liste des arguments régulièrement employés contre les preuves du réchauffement climatique, et des pistes pour les contre-arguments, la plupart tirées du remarquable site web de Jean-Marc Jancovici, www.manicore.com.

Catégorie d'arguments 1, le déni : Il n'y a pas de réchauffement climatique.

Peu de gens aujourd'hui restent sur cette ligne. L'exemple le plus récent est Allègre dans sa tribune de l'Express :

Après le mois d'août qu'a connu la moitié nord de la France, les Cassandre du réchauffement auront du pain sur la planche pour faire avaler leurs certitudes à nos compatriotes.

Notez la subtilité de l'agument...

Allègre dans cette tribune joue sur les mots. Il reconnaît un changement climatique, avec brusques fluctuations, mais insiste en fait sur deux points :

• cela n'a pas de sens de parler de réchauffement général, le système climatique est quelque chose de très compliqué ("le climat est un phénomène capricieux")
• corollaire : tout cela est trop compliqué, on n'est pas capable de dire quoi que ce soit, donc ne paniquons pas et surtout ne nous embarquons pas dans des mesures qui risquent de nuire à notre économie

Contre-argument : la température moyenne monte, c'est un fait, il suffit de regarder les graphes. Et monte très violemment lorsqu'on met en perspective aves les décennies et siècles précédents (source image : site de Jean-Marc Jancovici).








Catégorie 2, le déni des causes anthropiques :


Imaginons maintenant que votre interlocuteur reconnaisse la réalité du réchauffement climatique (ou comme Allègre des "changements climatiques"). La deuxième stratégie employée par les détracteurs du réchauffement climatique est d'affirmer que l'homme n'est pas la cause du réchauffement observé. Parmi les causes fréquemment évoquées, il y a des effets "célestes" : activités solaires inhabituelles, rayons cosmiques... Exemple, ce billet de DaveScot sur uncommondescent :

In a nutshell - cosmic rays induce particle formation in the atmosphere. Water droplets coalesce around these particles producing clouds. Clouds reflect sunlight back into space. The more clouds the cooler it is and the fewer clouds the hotter it is.

Autre argument : s'il y a corrélation parfaite historiquement entre température moyenne et concentration de CO2 (source image, entre apparemment les concentrations de gaz à effet de serre, et un indicateur de la température qui semble être la concentration de deuterium dans la glace), impossible de savoir si c'est le CO2 qui cause l'augmentation de la température... ou le contraire. Voir par exemple ce billet d'un physicien.


Conclusion immédiate: le CO2 n'a rien à voir, ne faisons rien, nous n'y sommes pour rien, et nous risquons de brider l'économie.

Les contre-arguments sont relativement simples. C'est parfaitement vrai que les changements de température entraînent des modifications de la composition en CO2 de l'atmosphère, c'est aussi parfaitement vrai qu'il y a des modifications de climat d'origine non humaine (voir un exemple ici sur ce blog). Seulement :

• il est clair que l'activité humaine a une influence massive sur la composition de l'atmosphère en CO2. Depuis le début de l'aire industrielle, les concentrations de CO2 dans l'atmosphère ont cru exponentiellement (voir une explication détaillée sur le site de Jean-Marc Jancovici). Personne ne niant que le CO2 soit un gaz à effet de serre, on peut s'attendre à un réchauffement.
  
• quand on regarde les ordres de grandeur avec attention, on s'aperçoit que les concentrations de CO2 observées aujourd'hui ne sont pas compatibles avec des variations naturelles. Jamais les concentrations de CO2 dans l'atmosphère n'ont été si élevées, et de très loin (380 ppm aujourd'hui, contre au plus 280 dans les millénaires passés, toujours d'après www.manicore.com). Il y a très très longtemps (plusieurs centaines de millions d'années), la concentration de CO2 était plus élevée, mais la tendance globale était très clairement à la baisse depuis, en gros, l'apparition des animaux, et en quelques années nous l'avons totalement inversée.
  
• Enfin, toujours sur les ordres de grandeur, on peut évaluer avec des modèles "l'origine" du réchauffement. Il est alors très clair (figure ci-contre, toujours tirée du même site) que ce sont les gaz à effet de serre qui contribuent aujourd'hui le plus significativement au "forçage" climatique. Comme le dit Jean-Marc Jancovici :
  
  

  C'est bien ce changement d'ordre de grandeur qui est la cause du problème
  

  Ordre de grandeur ? Malheureusement, une notion quasi inconnue de la plupart des électeurs comme des décideurs, que ce soit en climatologie ou en économie...
  

Catégorie 3, les mécanismes de compensation vont nous sauver

Bien, une fois le réchauffement établi, comment nous sauver sans toucher à nos rejets de CO2 pour ne pas plomber l'économie ? Les détracteurs sortent du chapeau les fameux mécanismes de compensation:

• effet de l'albédo : une Terre plus chaude entraîne plus d'évaporation, plus de nuages et donc plus de rayonnement solaire se réfléchissant à l'extérieur
• absorption du CO2 dans l'océan
• augmentation du CO2 qui entraînerait un développement compensatoire de la végétation qui stocke à son tour du CO2
  
• ...
  

Voir par exemple ce billet de DaveScot, toujours sur uncommondessent.
C'est beaucoup plus difficile de répondre à ce genre d'arguments qui deviennent très techniques (y compris pour ceux qui les mettent en avant). Cependant, l'étude des flux de carbone montre que si le changement de température change effectivement ces différents mécanismes, cela ne va pas nécessairement dans le bon sens. Il est possible qu'il y ait une "loi de Murphy" climatique, un effet d'emballement - à savoir que le réchauffement climatique soit suffisant pour déstabiliser le système et transformer les puits de carbone en source, menant alors à un effet "cocotte-minute". Par ailleurs, d'un simple point de vue de physicien "système-dynamique", si on considère le climat comme un équilibre, il n'y a aucune chance qu'en changeant un paramètre du système, on se retrouve à peu de choses près à la même position d'équilibre. Ce serait au contraire miraculeux si c'était le cas !


Catégorie 4, le réchauffement climatique, c'est bien.

Peu de gens sont assez gonflés pour oser ce genre de sortie. J'avais parlé récemment d'Eric Le Boucher qui, dans une tribune remarquée, suggérait que plus de soleil étant bon pour l'économie, il n'y avait rien à craindre du réchauffement. Mais l'exemple le plus extraordinaire est donné par mon homme de paille préféré, DaveScot :

More CO2 is a good thing. Every commercial greenhouse knows it and many of them artificially boost it by releasing CO2 from tanks. It’s important that everyone else knows it too.

For those friendly to intelligent design I’d ask if this relationship between fossil fuel, atmospheric CO2, increased plant growth, lengthening the growing season in higher latitude land masses, and better water efficiency is all just a happy coincidence that helps feed a growing human population or whether it’s not a coincidence at all but rather part of some larger plan for humanity.

Le largage de CO2 comme dessein divin pour rétablir le jardin d'Eden, il fallait oser...

Contre-argument : Difficile de savoir les conséquences exactes du réchauffement, qui pourraient être véritablement apocalyptiques. Outre les déplacements d'espèces animales et les épidémies qui peuvent s'en suivre, on peut s'inquiéter de futures guerres de l'eau, de déplacements massifs de populations, sources de tension et probablement de guerres. Par ailleurs, comme le dit très bien Jancovici dans son livre "Le plein, s'il vous plaît ?", il se trouve que la pénurie pétrolière risque de coïncider avec les premières conséquences sérieuses du réchauffement. Au moment où on aurait le plus besoin d'énergie pour résoudre les problèmes, le prix de celle-ci risque de flamber. Autant dire qu'on est très très mal barré, et que de mon côté, je suis converti à la seule solution qui me semble raisonnable à court terme, à savoir, payer l'énergie à son juste prix et taxer violemment les combustibles fossiles.

de Gennes

Pierre-Gilles de Gennes est mort vendredi à Orsay.

Pour l'étudiant en physique que j'étais au début des années 2000, de Gennes représentait une figure tutélaire, un mythe, un génie touche à tout reconnu. Tous les physiciens théoriciens que je connais décrivaient de Gennes comme LE physicien français, ayant à lui tout seul fondé des domaines entiers. "Ah mais de Gennes, c'est de Gennes". J'ai lu quelques papiers de de Gennes, notamment sur les matériaux granulaires; j'avais été assez enthousiasmé par le fait qu'il avait trouvé un nouveau problème, et avait commencé à le théoriser, à l'aborder à la "physicienne". Il nous faudrait beaucoup de de Gennes pour aborder aujourd'hui le domaine à l'interface physique biologie; ces dernières années, lui-même s'était d'ailleurs intéressé au cerveau. Voici d'ailleurs l'abstract hallucinant d'un séminaire qu'il donnait récemment :

P.-G. de Gennes est atteint d’une maladie classique des physiciens âgés : prétendre étudier le cerveau. Les précédents (Crick, Josephson,…) sont peu encourageants, mais certains cas ont été favorables (L. Cooper). Dans le cas présent, de Gennes s’intéresse au nombre de neurones, M, qui est requis pour stocker un souvenir simple (une odeur), dans un système qui n’est pas précâblé. Sa conclusion (surprenante) est que M doit être très petit.

de Gennes avait été directeur de l'ESPCI. Ses étudiants pourront peut-être en parler mieux que moi, mais à l'époque il avait organisé une réunion entre élèves de différentes grandes écoles aux Houches, lieu de retraite mythique des physiciens théoriciens. J'avais eu la chance d'y participer et de découvrir certains aspects de la physique et de la matière molle, domaine que je ne connaissais alors pas du tout, naïf que j'étais fasciné par les hautes énergies. La série de conférences était également pas mal axée "applications industrielles", mais dans un dosage parfait avec la théorie, ce qui reste pour moi du jamais vu. Je dois dire que je ne l'avais pas réalisé sur le coup, mais cette retraite était rétrospectivement une grande réussite sur tous les plans (sauf le ski, les pistes étant un peu verglacées); j'espère sincèrement que ces réunions ont continué.

A cette époque, de Gennes lui-même était venu dans mon école présenter la réunion et inciter les étudiants à s'inscrire : je me souviens par exemple de son émerveillement devant ... la fermeture éclair ! Il expliquait que si des extra-terrestres venaient sur terre, et étudiaient notre technologie, ce mécanisme simple, robuste et fiable (et surtout inspiré de la nature) ne manquerait pas de les impressionner. Ainsi, de Gennes avait manifestement cet enthousiasme devant le monde, une curiosité qui manque peut-être aujourd'hui à la physique théorique moderne obsédée par "les hamiltoniens" et un peu éloignée de "la vraie vie". L'oeuvre de de Gennes n'est pas seulement scientifique; elle est aussi humaine : je suis persuadé qu'il a allumé pas mal de petites flammes et suscité des vocations.

Voilà mes quelques pensées personnelles sur de Gennes, un peu décalée par rapport à la nécrologie officielle. Je ne connaissais l'homme de Gennes que par ouï-dire; ce matin, je pense aussi à sa famille très nombreuse.

Physique vs biologie : la science doit-elle être jolie ?

Un article de Nature de cette semaine [1] s'ouvre par cette phrase étonnante :

"The standard model is horribly ugly, but the data support it."

"Le modèle standard est horriblement laid, mais est confirmé par les données."

(Note de traduction : j'ai remis l'expression "modèle standard" suite à la remarque d'Eric C en commentaire)

Pour expliquer les observations cosmologiques, il est nécessaire de supposer l'existence de matière noire (dont nous avaient déjà parlé Matthieu et Sevene), et d'une "énergie du vide" ou "énergie noire", qui se traduit dans les équations par une "constante cosmologique" (voir en fin de billet pour plus de détail). Seulement, le problème, c'est que cette explication est, je cite l'article de Nature "a profound problem from the viewpoint of fundamental physics". Cette constante implique en effet qu'il est, en gros, possible d'extraire de l'énergie du vide, de créer quelque chose à partir de rien, et que cette création a lieu en tous points de l'univers en permanence ! Evidemment, c'est à la fois problématique théoriquement, et improbable scientifiquement; pourtant, cela marche très bien phénoménologiquement .

Naturellement, les physiciens théoriciens ne peuvent accepter cela. Quoi, un terme "ad hoc" dans un équation ! Quelle horreur ! De fait, on les comprend : la physique théorique s'est construite quasiment exclusivement sur l'idée de "beauté mathématique". Par exemple, tout le modèle standard (le vrai) a été construit à l'aide de considérations de symétries, amenant à utiliser la théorie des groupes pour décrire et prédire l'existence des particules. Dans un autre domaine, c'est l'extension du principe de relativité de Galilée qui a amené Einstein à proposer sa théorie de la relativité. C'est évidemment une version un peu romancée de l'histoire de la physique, mais il y a un fond de vrai : les physiciens théoriciens ont remporté leurs plus grands succès en dérivant le maximum de choses de premiers principes simples. Et aujourd'hui, certaines théories des cordes sont jugées à l'aune de leur "beauté" mathématique ...

La question se pose donc naturellement lorsque l'on vient de la physique théorique : la nature est-elle mathématiquement belle ? Entre deux théories scientifiques, la plus simple, la plus dépouillée mathématiquement (et donc la plus profonde) est-elle a priori la plus juste ? La science doit-elle être "jolie" ? Depuis que j'ai mis les mains dans le cambouis biologique, je suis bien obligé de constater que les physiciens font (parfois, mais pas souvent :P) fausse route.

La nature a en effet le mauvais goût d'avoir engendré des horreurs mathématiques. En particulier dans un de mes domaines favoris : le développement. L'image ci-contre représente l'expression d'un des gènes cruciaux de la segmentation de la drosophile: even-skipped, dit eve. Le motif observé naturellement est représenté sur les panneaux a à c.
Admirez l'espacement remarquable des bandes, leur caractère très homogène plutôt surprenant quand on sait le bruit existant dans toutes les interactions génétiques. Un physicien théoricien, voyant un tel motif, a un réflexe quasi-pavlovien : REACTION-DIFFUSION, MOTIF DE TURING ! Pour un théoricien, seul un processus "émergent", auto-organisé, peut aboutir à une telle perfection, à une répétition de motifs aussi réguliers : c'est d'ailleurs un tel processus qui est probablement à l'origine des bandes des zèbres. Tous, biologistes y compris, pensaient bien qu'un tel mécanisme physico-chimique était à l'origine des bandes de segmentation. Or il se trouve que Stephen Small et son équipe ont en fait découvert qu'il n'en était rien : toutes les bandes se forment de manière indépendante, utilisant toutes des mécanismes différents. Ainsi, a-t-on pu identifier un module génétique associé à la bande numéro 2, un autre module pour la bande numéro 5, un module pour les bandes 3 et 7, un autre pour les modules 4 et 6... Des modules différents, régulés par des protéines différentes, amènent à la formation d'un joli quadrillage parfaitement régulier et de bandes apparemment identiques. Si le résultat est très joli, le mécanisme, d'un point de vue purement mathématique, est sans aucun doute très laid !

La conclusion, c'est que dans certains domaines de la science en tous cas, rechercher la "beauté" peut très certainement vous amener à faire fausse route. L'exemple de la segmentation de la drosophile est d'ailleurs typique : non seulement on s'attend naturellement à ce que toutes les bandes apparaissent contrôlées par un même mécanisme, mais le fait de savoir que ce n'est pas le cas devrait nous interpeler davantage encore. En effet, s'il y a un mécanisme physico-chimique à l'origine de motifs, rien de surprenant à ce qu'ils soient réguliers; mais si on a un motif d'origine d'origine purement génétique, comment se fait-il que l'évolution ait convergé vers la construction d'un motif régulier ? Autrement dit, si la bande 1 et la bande 7 se forment indépendamment, pourquoi ont-elles la même taille ? N'est-ce pas l'indication que plus tôt dans l'évolution, les bandes devaient se former à l'aide d'un processus plus auto-organisé, comme la somitogenèse ? Ainsi, peut-être qu'en biologie, à la différence de la physique, c'est en interrogeant les laideurs de la nature que nous la comprendrons le mieux...


Référence :

[1] Physicists question model of the Universe, Jenny Hogan, Nature 446, 709 (2006)
[2] A self-organizing system of repressor gradients establishes segmental complexity in Drosophila, Dorothy E. Clyde, Maria S. G. Corado, Xuelin Wu, Adam Paré, Dmitri Papatsenko and Stephen Small, Nature 426, 849-853( 2003)



Gros PS sur la constante cosmologique :

On a longtemps cru que l'expansion de l'univers n'était due qu'à l'inertie du big-bang. L'action de la gravité, tendant à s'opposer à cette expansion, aurait dû normalement amener un ralentissement de cette expansion, puisque l'inertie du big-bang devrait se dissiper au cours du temps tandis que la matière, elle, est toujours présente. Or, l'expansion de l'univers semble s'accélérer, comme s'il y avait un apport continu d'énergie dans le système pour combattre et dépasser l'action de la gravité. Einstein en son temps comprit que les forces de gravité engendraient nécessairement un univers hautement dynamique, hors équilibre, pouvant même entraîner un big crunch, ce qui était non conforme à l'idée d'un univers statique et éternel. Il fut le premier à avoir introduit dans les équations du vide une constante cosmologique, équivalent d'une "énergie noire", pour contrecarrer l'action de la gravité et avoir un univers plus stable. Il confesserait plus tard que cela avait été la plus grande erreur de sa vie, faite là aussi au nom d'une croyance en la beauté de l'univers qui se devait d'être éternel !

Peut-on quantifier la pertinence d'un sondage ?

Je continue mes interrogations sur les sondages. Après un regard venant de l'étranger, je reviens sur ce fameux "lissage" des courbes, et vous propose un petit exercice quantitatif. Toutes mes excuses à ceux qui en ont marre des sondages, je vous rassure : c'est probablement mon dernier billet sur le sujet ! (mais bon, comme j'ai fait joujou avec quelques simulations, autant les raconter ici).

On peut donc voir à l'oeil nu que les courbes des sondages réels semblent plus lisses que les courbes simulant un sondage fait sur un échantillon aléatoire. L'une des questions que je me suis posée ces derniers temps est de savoir si l'on peut déterminer la "plausibilité" d'une série de sondages. Si les sondages sont un peu truqués, un peu cuisinés, un peu arrangés, ils devraient normalement avoir des propriétés statistiques un peu biaisées. Comme l'a fait très bien remarquer FrédéricLN sur son blog, si tous les sondages se plantent de la même façon et dans la même direction, ce n'est pas qu'il y a erreur, mais un vrai biais. Ce qui a été anormal en 2002 n'est pas que quelques sondages se soient trompés, mais bien qu'aucun sondage n'ait jamais classé Le Pen devant Jospin (ce qui aurait dû arriver statistiquement ... dans au moins un sondage sur deux, compte-tenu de la faible différence entre leurs scores).

L'une des caractéristiques des sondages est, on l'a dit, que la marge d'erreur effective semble beaucoup plus faible que la marge d'erreur statistique normale (les fameux 3 pour cents). Qualitativement, cela se traduit par le fait que les courbes des sondages n'explorent pas assez le domaine autour de leurs valeurs moyennes. Théoriquement, on devrait pouvoir regarder la distribution de résultat autour des valeurs moyennes, et montrer qu'on a une déviation de la distribution gaussienne. Le seul problème est que pour faire cela, il faudrait avoir beaucoup, beaucoup de données pour faire de tels sondages... sur les sondages ;) . J'ai fait le test : même avec une vingtaine de sondages, on est encore assez loin de pouvoir récupérer toute la distribution. En revanche, peut-être est-ce déjà suffisant pour avoir des informations sur des paramètres de la distribution...

Il y a un mois maintenant, IPSOS a mis en place une idée originale : un jour, un sondage. Depuis un mois, tous les jours, je note scrupuleusement le résultat du jour. La méthodologie est la suivante : tous les jours, 300 à 400 personnes sont interrogées, et leurs réponses sont mises en commun avec celles des sondés des deux jours précédents pour faire un échantillon représentatif d'un peu plus de mille personnes. Aujourd'hui, nous avons donc un ensemble de résultats très intéressants à étudier : plus de 23 sondages consécutifs, réalisés dans une période assez courte, avec strictement les mêmes méthodes. Un banc d'essai idéal pour essayer de débusquer les "ajustements" des sondeurs !

A défaut de pouvoir tracer une jolie gaussienne, j'ai essayé de trouver un moyen de comparer l'évolution sur ce mois à une évolution qui serait "typique" d'un sondage. J'ai donc simulé un million de séries de 23 sondages suivant la même méthodologie (3 x 333 personnes donnant une réponse, le résultat au temps t est moyenné avec le résultat au temps t-2 et t-1, et arrondi au demi-point, je garde les résultats à partir de t=2, donc fais en fait 25 sondages), et ai essayé de caractériser certaines propriétés statistiques sur ces sondages, afin de voir si la courbe réelle partageait les caractéristiques "typiques" de sondages simulées. Pour caractériser le lissage des courbes, je me suis plus particulièrement intéressé à la distribution des scores minimaux et maximaux sur la série de sondages. Mon hypothèse est que le score "réel" de Sarkozy est à 53 % (qui est le pic de la distribution, la moyenne étant à 53.15 - ce qui est cohérent). Sauf erreur de ma part (qu'on ne peut jamais exclure, j'en profite pour dire que ceci n'est pas un article scientifique, je n'ai pas les temps de tout vérifier 50 000 fois comme je le ferais pour un vrai article et croyez-moi, j'y ai déjà passé du temps ;) !), la courbe bleue montre la distribution de scores minimas sur une série de 23 sondages, la courbe verte montre la distribution de scores maximas sur la même série, la courbe rouge est la distribution de résultats du sondage IPSOS. Ce que nous dit la courbe bleue, c'est que statistiquement, sur une série de 23 sondages centrés autour de 53%, 20% ont un score minimum de 50.5, 20% ont un score minimum autour de 50%. C'est bien normal sachant que la marge d'erreur est d'environ 3%. De la même façon, la courbe verte nous dit que dans 20% des séries de 23 sondages, le score du candidat monte à 55.5 ou 56 % (1).
Examinons maintenant la courbe rouge. En réalité, le score minimum de Sarkozy sur la série de 23 sondages est 52%, le score maximum, 54.5 %. On voit très bien sur cette courbe que ces deux scores sont dans les queues de gaussiennes respectives des distributions des scores maxima et minima. Plus précisément, dans mes simulations, seulement 4% des sondages ont un score minimum supérieur ou égal à 52 %, et seulement 15 % des sondages ont un score maximum inférieur ou égal à 54.5%. Cela voudrait dire que le sondage réel est dans une zone statistiquement insignifiante : seulement 0.6% des sondages réels ont des distributions similaires. Si vous préférez, si on refaisait cette série de 23 sondages plusieurs fois, théoriquement, plus de 99% des sondages devraient monter plus haut ou descendre plus bas que ce qui est effectivement observé. Admettons maintenant que je baisse ma tolérance d'un demi-point : dans mes simulations, environ 12% des sondages ont un score minimum supérieur ou égal à 51.5%, 32% des sondages ont un score maximum inférieur ou égal à 55%, cela donne à peu près 4% des sondages avec des écarts maximum-minimum similaires. Cela ne devient pas complètement improbable, mais reste assez faible...

Vous l'aurez noté dans ce petit exercice, ce qui rend la distribution improbable n'est pas tant la distribution individuelle du minimum et du maximum (qui sont ici en fait assez indépendants), mais le fait que les deux scores minima et maxima soient simultanément respectivement grand et petit. Je me suis donc amusé à représenter dans le graphique ci-contre le nombre de séries de sondages aléatoires donnant à la fois un pourcentage maximum et un pourcentage minimum donné. Sans surprise, on obtient une bosse à peu près gaussienne. La cote d'un point est proportionnelle à la probabilité d'observer un sondage avec un couple maximum, minimum donné. La flèche magenta indique la série actuelle IPSOS. Ce qui est intéressant est qu'on a immédiatement un point de comparaison avec tous les autres sondages : une région à cote zéro est très improbable , tandis que les sondages en haut de la bosse, s'ils sont individuellement relativement improbables (seulement 5% des sondages sont pile au sommet de la bosse avec mon choix d'arrondi) sont collectivement assez probables (par exemple 30% des sondages sont au-dessus de la ligne bleue ciel). On voit très bien que les sondages réels sont ... tout en bas de la bosse, dans une zone assez improbable.

En fait, on retrouve tout simplement l'effet décrit précédemment : l'exploration autour de la valeur moyenne est ridicule - avec un score "réel" d'environ 53%, le sondage descend au minimum à 52% et monte au maximum à 54.5%. Dans une série 23 sondages, 90% de mes simulations explorent l'intervalle 51%-55%, et une bonne fraction des sondages devraient même descendre à 50% et monter à 56%. On a donc en réalité dans le sondage IPSOS une marge d'erreur "effective" de 1 à 2% ici (à comparer avec les 3-4% annoncés sur le site); cela correspondrait à une population effective sondée d'au moins 2500 personnes. On parle beaucoup d'ajustements des scores au premier tour, mais à mon avis on voit très bien sur cet exemple que ces scores de deuxième tour semblent eux aussi très arrangés, malgré l'absence de vote Le Pen. Peut-être les sondeurs ont-ils des super méthodes statistiques qu'ils nous cachent (pourquoi alors annoncer une marge d'erreur de 3% ?): cette série de sondages est complètement conforme à un score de 53% de Sarkozy; ce qui est juste très étrange est cette marge d'erreur complètement rabotée. Peut-être les échantillons ne sont-ils pas assez variés (après tout, peut-être les sondeurs ne sondent-ils réellement que 2500 personnes, toujours les mêmes - cela pourrait expliquer bien des choses...). Peut-être les sondeurs ont-ils aussi un flair extraordinaire qui leur permet de jauger en permanence l'opinion publique réelle. Peu importe; dans tous les cas, pour répondre à la question du titre, pour moi, il est clair qu'on peut estimer la plausibilité de ce genre de séries de sondages et s'apercevoir qu'il manque quelque chose pour expliquer le résultat.

(1) Notez d'ailleurs que les deux distributions ne sont pas complètement symétriques par rapport à 53; j'ai fait pas mal de tests et pense que c'est un effet de la discrétisation.

Les physiciens sont fous ...

En surfant sur uncommon descent, je suis tombé sur un abstract d'article hallucinant :

ABSTRACT: We argue that the cosmic microwave background (CMB) provides a stupendous opportunity for the Creator of our universe (assuming one exists) to have sent a message to its occupants, using known physics. Our work does not support the Intelligent Design movement in any way whatsoever but asks, and attempts to answer, the entirely scientific question of what the medium and message might be IF there was actually a message. The medium for the message is unique. We elaborate on this observation, noting that it requires only careful adjustment of the fundamental Lagrangian, but no direct intervention in the subsequent evolution of the universe.

Evidemment, l'article est une demi-blague. Il contient des passages cocasses (je recommande vivement la première colonne) :

That the universe was started by superior Beings is not only the province of religious thoughts from the earliest days of the human race, but has also been a staple of science fiction. In one of our favorite scenarios, our universe is a school-assigned science experiment carried out by a high school student in a meta-universe. Perhaps he or she or it even started an assortment of universes like ant farms and stashed them away somewhere in the basement, out of his or her or its parent’s way. Perhaps by now he has lost interest and forgotten about the universes, leaving some to expand, others to collapse, in complete futility and silence. But, perhaps not without leaving a message for the occupants...

Le pire, c'est que Dembski s'insurge du fait que les physiciens aient dû rajouter la phrase sur l'intelligent design, sous l'odieuse pression des méchants éditeurs !!

Sinon, pour ceux que ça intéresse, voici le message du créateur :

The next question is what might the message be. We thought of various possibilities and decided that the best choice would be the following. We now know, and we suppose that any civilization advanced enough to detect Cl in the comic microwave background would also know, that three of the four fundamental interactions are governed by gauge theories, based on the Lie algebras U(1) C SU(2) C SU(3) C SU(5) C SO(10) C E(6) (Nd Tom Roud : j'ai mis des "C" pour les inclusions). Thus we suggest that the coded message would simply be an announcement along the line “Hey guys, the universe is governed by gauge theories, and the relevant algebras are such and such.”

Référence :

http://arxiv.org/abs/physics/0510102

Title: Message in the Sky
Authors: S. Hsu and A. Zee

Du baptême en science

Mettons-nous un instant dans la peau d'un découvreur, un vrai. Un scientifique qui vient de découvrir un nouvel phénomène, et qui a la lourde et honorable tâche de le baptiser. Comment donc procéder ?

Les physiciens sont des gens sérieux. Héritiers d'une tradition millénaire (le terme "atome" remonte à Démocrite) , où les vraies découvertes sont rares, ils ne peuvent se permettre de plaisanter. Ils respectent le passé : soit de nouveaux termes descriptifs sont forgés avec sérieux (supraconductivité ), soit il s'agit de rendre hommage aux découvreurs, voire aux grands anciens (bosons, fermions, télescope Hubble, paires de Cooper ...). Ainsi les noms des Grands génies de la science physique sont-ils gravés dans le marbre pour l'éternité... Il ne s'agirait pas de renouveler l'expérience du "big-bang" - donné par Fred Hoyle par dérision; à peine s'est-on permis quelques fantaisies pour baptiser les célèbres quarks à partir d'un poème de James Joyce (parce que bon, il faut bien que cela reste illisible par le commun des mortels ;) ).

Le contraste avec la biologie est grand. Admettons-le : le baptême des phénomènes en biologie relève très souvent du grand n'importe quoi. Bien sûr, il y a quelques personnes sérieuses, mais la concaténation de racines grecques sur de l'Anglais a produit des monstres chimériques (comme spliceosome). Quant aux noms des gènes, disons que les biologistes sont très facétieux, et n'hésitent pas à faire appel à la culture populaire. Mon petit classement des noms de gènes préférés :
- le gène groucho chez la drosophile, appelé ainsi en référence à Groucho Marx, car il donne de gros "sourcils" à la drosophile,
- le fameux gène Sonic Hedgehog, homologue du gène hedgehog, dont la mutation hérisse la mouche de petits piquants. Le Sonic n'est qu'un juste retour des choses puisqu'il s'agit de l'homogue chez les mammifères,
- le gène bric à brac (bab), référence au désordre créé dans les ovaires des mouches chez les mutants...
Et j'en passe : shaggy, millepattes, hunchback ...
Cela me fait toujours un peu drôle d'entendre des noms si originaux lors de conférences très sérieuses. Bien sûr, il y a beaucoup plus de choses à nommer en biologie, mais cela ne révèle-t-il pas une façon très différente dans les différents domaines scientifiques d'envisager la science et le passage à la postérité. Qui se souviendra dans 200 ans des découvreurs de tous ces gènes ?

(Sur un sujet un peu similaire, voir aussi ce billet d'Enro)

Avant de partir....

Un essai du Nature de demain à propos des relations actuelles entre physique et biologie - le titre est explicite : A clash of two cultures

In the past, biologists have been little concerned about whether their findings might achieve the status of a law. (...) Physical scientists, however, come from a different tradition — one in which the search for universal laws has taken high priority. Indeed, the success of physics has led many to conclude that such laws are the sine qua non of a proper science, and provide the meaning of what a 'fundamental explanation' is.

Peut-être que je devrais effectivement changer de métier ;)

Brisure de symétrie et formation de l'embryon

La brisure de symétrie est un mécanisme très intéressant permettant d'expliquer nombre de phénomène physiques. L'exemple "canonique" est le flambage d'une poutre. L'expérience est simple : considérez une poutre cylindrique rigide, et appuyez sur ses deux extrémités. A partir d'une pression critique, la poutre va se déformer sur le côté (on a tous fait la même chose avec une bonne vieille règle en plastique ;) ). Cette expérience illustre simplement la violation d'un principe proposé par Pierre Curie :

« Lorsque les causes d'un phénomène possèdent des éléments de symétrie, ces éléments de symétrie se retrouvent dans les effets. »

En effet, si la poutre est parfaitement cylindrique et si la pression sur ses extrémités est exercée de façon homogène, le système possède une symétrie cylindrique. Donc si l'on en croit le principe de Curie, le système doit rester symétrique. Or le flambage montre que l'état symétrique est en fait instable : il se passe une bifurcation qui brise spontanément la symétrie du système. Mathématiquement, il se passe exactement la même chose que lors d'une transition de phase (type eau/glace par exemple) : tout d'un coup, un paramètre dépasse un seuil critique et le comportement du système change du tout au tout. Pour être un peu plus exotique, on pense aujourd'hui que les 4 forces élémentaires ne sont en fait que des états de symétrie brisée d'une seule force naturelle. Lorsqu'on parle "d'unifier" la physique, il s'agit en partie de trouver cette super-symétrie...

Venons-en maintenant à la biologie. Lors de la formation de l'embryon se passe un phénomène tout à fait intéressant de brisure de symétrie. En effet, l'embryon de la plupart des animaux semble être au départ une grosse cellule parfaitement sphérique. Comment aboutit-on alors à des animaux ayant deux axes bien distincts : un axe antéro-postérieur et un axe dorso-ventral ? Autrement dit, comment la nature a-t-elle réussi à briser la symétrie sphérique de l'embryon ?

L'exemple le mieux compris est celui de Xenopus (un crapaud, voir illustration ci-contre du procédé). Le premier mécanisme définit en gros l'axe antéro-postérieur. L'ovule est une grosse cellule, et c'est la mère qui crée la première brisure de symétrie en localisant des ARN messagers dans cette cellule, définissant deux pôles (qu'on appelle animal et végétal; le pôle végétal correspond au "jaune" de l'oeuf par exemple). Ce mécanisme est d'ailleurs dans le principe tout à fait similaire à la définition de l'axe antéro-postérieur de la drosophile. La symétrie passe alors de sphérique à cylindrique.

Le second mécanisme de brisure de symétrie va définir l'axe dorso-ventral et est tout à fait fascinant. Le spermatozoïde, lors de son entrée dans l'ovocyte va déclencher une sorte de transition de phase. Des microtubules, auparavant totalement désorientés, vont tout d'un coup s'orienter dans la même direction (à l'aide en particulier de rétroactions positives, typiques de phénomènes de multistabilité pouvant être associés à des transitions de phase). L'effet est spectaculaire : les microtubules tirent sur l'enveloppe rigide de l'ovocyte, appelée cortex, qui va alors littéralement "tourner" autour du cytoplasme de la cellule, (un peu comme si les plaques tectoniques au-dessus du manteau de mettaient toutes à bouger dans la même direction, si bien que l'Europe se retrouverait au pôle Nord !). Ainsi, l'ancien pôle végétal sur le cortex se retrouve "décalé" par rapport au pôle végétal du cytoplasme; une protéine appelée beta-caténine va alors s'y accumuler et ainsi définir la future zone dorsale ce l'embryon ! Le vivant, c'est vraiment merveilleux !

Référence : www.gastrulation.org

Chemo et Infotaxis

Imaginez que vous soyez une bactérie affamée. Votre but dans la vie : trouver une source d'énergie afin de pouvoir poursuivre ad vitam aeternam vos divisions cellulaires. Evidemment, la nourriture n'est pas disponible partout : dans la nature, au milieu d'un désert nutritif existent de savoureux îlots de sucre... Comment les bactéries détectent-elles ces oasis luxuriantes ?

L'évolution leur a fourni une boîte à outil tout à fait intéressante pour décider dans quelle direction orienter leurs petits flagelles en fonction de l'environnement chimique - procédé qu'on appelle chemotaxie ("chemotaxis" en Anglais). En gros, la bactérie arrive à détecter des gradients de concentration nourriture, et tend à se diriger vers les zones de concentration croissantes, ce qui lui permet à coup sûr de trouver l'endroit où la nourriture est concentrée. Les processus chémotactiques excitent beaucoup les physiciens : en effet, il est beaucoup plus difficile a priori de détecter des gradients de nourriture que des concentrations absolues de nourriture - la bactérie semble effectivement être capable de calculer une dérivée en temps réel. Par ailleurs, il est assez difficile de comprendre comment cette détection peut se faire indépendamment des concentrations absolues de nourriture : en effet, si la bactérie possède des détecteurs tous simples, ceux-ci devraient être saturés à haute concentration et donc être efficaces uniquement pour des concentrations assez basses.

La réponse à ce problème théorique tient en un mot : adaptation. La bactérie possède des mécanismes de rétroaction permettant d'ajuster ces détecteurs à la concentration moyenne observée autour d'elle, et donc de détecter efficacement un gradient quelle que soit la concentration absolue (voir par exemple le papier de Barkai & Leibler sur le sujet (Barkai et al., 1997) ). Ce modèle est largement accepté aujourd'hui, et a fait l'objet de nombreuses études (notamment pour ces relations avec la théorie du contrôle).

Cependant, ce modèle assez simple considère implicitement que la bactérie évolue dans un milieu relativement ordonné, que les concentrations de gradient varient doucement, qu'elles ne sont pas bruitées; tout le contraire du monde réel turbulent, avec des sources de nourritures pouvant même se déplacer. En fait, qu'il s'agisse d'une bactérie perdue dans la nature ou d'un animal guettant sa proie, ou encore d'un papillon suivant les phéromones de sa partenaire (tous ces exemples constituent le même problème), les indices sur la position de l'objet du désir arrivent de façon très intermittente, par bouffées, poussés par le vent ou par les turbulences du milieu. Il faut donc arriver à se décider à partir d'indices en général sporadiques...

Mettons-nous donc à la place de notre bactérie. Elle "sent" l'odeur de la nourriture lui arriver de façon très intermittentes. Plus elle sera proche de la nourriture, plus la fréquence des pulses d'odeur sera élevée : la mesure de la fréquence des signaux donne donc une information sur sa distance à la source. Cependant cette information lui arrive de manière aléatoire : la bactérie doit attendre un certain temps pour "moyenner" les fluctuations et avoir une information exploitable pour choisir dans quelle direction s'orienter. Le risque, c'est que pendant cette attente, la source de signaux bouge si bien que l'information devient vite caduque. On a ici un exemple typique de balance entre exploitation et exploration (dont blop parlait dans un commentaire de ce billet) : si la bactérie n'attend pas assez , elle risque de se tromper de direction; si elle attend trop longtemps, l'information recueillie sera inutilisable.

Comment réaliser correctement cette balance entre exploration et exploitation ? Vergassola et al. proposent une stratégie générale qu'ils appellent "infotaxis" (Vergassola et al., 2007). L'idée est assez élégante : la détection d'odeurs permet de calculer une distribution de probabilité sur la position de la source. A partir de cette distribution de probabilité, on peut quantifier l'information disponible (à l'aide de la formule de l'entropie de Shannon, dont j'avais déjà parlé dans un billet précédent sur l'écologie). Le constat simple, c'est que plus vous êtes proches de la source, plus vous recevez d'information sur la présence de celles-ci : donc une stratégie efficace devrait être de maximiser l'information (minimiser l'entropie) à votre disposition. A chaque instant, la bactérie décide alors de choisir le mouvement qui maximise son gain d'information (quantifiable à partir de la distribution instantanée de probabilité qu'elle utilise comme modèle). Vergassola et al. montrent mathématiquement que le gain d'information combine effectivement deux termes. Si on appelle P(r) la probabilité que la source soit au site r sur lequel vous souhaitez vous déplacer, la dminution d'entropie est la somme :

1. d'un terme représentant l'exploitation : si la source est en r, c'est gagné, le gain d'information est maximal. Vous avez donc une baisse d'entropie égale à P(r) x (-S) où S est l'entropie de Shannon
2. d'un terme représentant l'exploration : si la source n'est pas en r, vous gagnez de l'information (avec probabilité 1-P(r)). Le gain d'information compte plusieurs termes : d'abord, vous savez que P(r)=0 - car vous n'avez pas trouvé la source; ensuite, avec cette modification, vous pouvez estimer le nombre de pulses d'odeurs moyens que vous pouvez attendre sur le site r, et ce nombre de pulses vous donne une nouvelle information sur la distance à la source. Si ce nombre de pulses est élevé par exemple, vous gagnez beaucoup d'information et donc vous vous rapprocherez de la source.
   

L'algorithme d'infotaxis permet donc de faire la balance entre exploitation et exploration, dans le cas en particulier de milieux très dilués et très turbulents. Vergassola at al. montrent que cet algorithme d'infotaxis est plus efficace qu'un algorithme basé uniquement sur l'exploitation (qui irait directement à l'endroit le plus probable pour la source) ou qu'un algorithme basé sur l'exploration (qui irait directement à l'endroit maximisant le nombre de pulses attendus). L'aspect intéressant est que les trajectoires simulées numériquement sont très similaires à des trajectoires réalistes de papillons ou d'oiseaux : zigzags, trajectoires un peu aléatoires, y compris dans le sens contraire au vent, lorsque l'information est diluée (ce qui correspond à une phase d'exploration), puis convergence rapide lorsqu'on se rapproche de la source (phase d'exploitation).



PS : à la relecture, je me suis aperçu que mon clavier avait fourché plusieurs fois entre "exploitation" et "exploration". Un carambar pour celui qui arrive à détecter les erreurs restantes !

Références :

• Barkai N. and Leibler S. (1997) Robustness in simple biochemical networks, Nature pp. 913--917 Vol 387:6636

• Vergassola Massimo and Villermaux Emmanuel and Shraiman Boris I. (2007) ‘Infotaxis’ as a strategy for searching without gradients , Nature pp. 406--409 , Vol 445

Talks

Je suis en plein milieu d'une série de mini-conférences, qui me tiennent bien occupé. Il y a encore beaucoup de boulot pour arriver à trouver un terrain d'entente avec les biologistes (pas forcément de leur fait d'ailleurs, je dois bien le reconnaître).
Exemple typique (tout est à 100% véridique, d'un côté comme de l'autre) :
Dr Tom Roud (1) : blablabla evolution bliblibli robustness blablabla topology blablabla theroretical approches
Dr SuperfortenBio1 : oui, mais par exemple, moi, dans mon pathway bien particulier j'ai des interactions protéines-protéines sur certaines mutations à faible pénétrance, qu'est-ce que vous pouvez prédire sur mes mutants ?
Dr Tom Roud : ... (se sent inutile après avoir parlé d'un problème complètement différent pendant une heure)... Bon... il faudrait regarder cela en détail, je ne peux pas répondre comme ça à brûle pourpoint...
Dr SuperfortenBio1 : Par exemple, ce serait vraiment super si tu pouvais trouver des prédictions expérimentales sur cet autre problème à la dynamique très très compliquée
Dr Tom Roud : euh... oui bien sûr (ce n'est pas juste une diffusion toute bête ? Zut, je ne comprends rien à la biologie...)
Dr SuperfortenBio2: Oui, enfin bon, au bout du compte, vous les physiciens, vous êtes bien gentils, mais vous n'avez pas vraiment apporté quoi que ce soit au domaine jusque maintenant !
Dr Tom Roud : grmblll....(et Delbruck, et Crick !)... Bon, nous avons un certain nombre de prédictions théoriques sur le système que nous avons étudiés au moins !
Dr SuperfortenBio2 : T'es gentil, mais tes prédictions théoriques, elle m'ont l'air difficiles à vérifier expérimentalement ! Comment tu discrimines entre les modèles d'abord (ha ha, ces théoriciens, c'est vraiment des grosses tanches) ?
Dr Tom Roud : Il est vrai qu'il est sûrement difficile de faire des manips, c'est bien pour cela que je viens devant vous aujourd'hui, pour qu'on puisse voir un peu ce qu'on peut faire ensemble, que je puisse me familiariser avec vos outils et vos problèmes aussi, et que vous mêmes compreniez ce que je peux faire pour vous.
Dr SuperfortenBio3 : (L'oeil qui brille en se rendant compte que je sais programmer) Oh ce serait vraiment super qu'on bosse ensemble ! Par exemple, j'aurais vraiment besoin de quelqu'un pour me faire des animations informatiques pour montrer un peu comment fonctionne le système
Dr Tom Roud : (merde alors, je ne suis pas programmateur de jeux vidéos)... Euh... c'est-à-dire que nous, on cherche plutôt à essayer de modéliser le système, faire des animations, c'est pas vraiment notre tasse de thé... Par exemple, il y a cette interaction que je ne comprends pas, théoriquement il y a un problème, le modèle biologique actuel a l'air incomplet !
Dr SuperfortenBio4 : Hum...Oui, c'est vrai, tu as raison ! Mais bon, les gens pensent avoir compris ce sous-système, plus personne ne l'étudie, les gens se sont lassés, et il n'y a plus de grants là-dessus !
Dr Tom Roud : (gasp) Mais, mais...
Dr SuperfortenBio3 : Oui, c'est sûr... Let us keep in touch ! Ce serait bien que tu viennes à notre group meeting, on a plein de données à traiter et on aurait bien besoin d'aide (un type qui sait faire une transformée de Fourier, ça peut toujours servir) !
Dr Tom Roud : (des données à traiter ? Hum... cela me permettrait de m' infiltrer dans ce labo) Oh oui, super ! En plus, programmer en Matlab, j'adore ça ! (Note pour plus tard : voler le bouquin de Matlab de mon chef...)

Telle est la réaction typique d'un physicien théoricien lâché au milieu d'une meute féroce de biologistes : force est de constater que faire de l'interdisciplinaire, c'est pas toujours facile...

(1) oui, c'est comme cela qu'on m'appelle, ça en jette, non ? Je ne m'en remets pas, moi...

Ecologie, évolution et équation de Boltzmann

Avertissement : Pour la première fois sur ce blog, il y a quelques équations - pas trop compliquées- dans ce billet, mais l'expérience devrait rester rare...

Un article de Shipley, Vile et Garnier récemment paru dans Science ouvre des liens prometteurs entre physique statistique et écologie.

Les modèles “historiques” d'écologie (au sens description de l'évolution de différentes populations) reposent essentiellement sur la donnée des interactions entre les différentes espèces (modèles type prédateur-proie, bien connus pour contenir toute la phénoménologie des systèmes dynamiques...). Evidemment, le nombre d'interactions entre espèces croît comme le carré du nombre d'espèces, ce qui rend la construction d'un modèle général pratiquement impossible.

Shipley et al se sont attaqués au problème en partant de deux constats :

• dans un écosystème (dans la suite, une “communauté” de plantes), une mesure des différentes contraintes évolutives dans la communauté peut se faire en évaluant une moyenne de certains “traits”. Par exemple, si une modification d'environnement favorise des plantes avec des feuilles plus petites, le trait “taille des feuilles” va diminuer et la proportion des plantes à petites feuilles augmenter. Autrement dit, la mesure d'un trait moyen contient de l'information sur les pressions sélectives et est a priori corrélée à la composition de la communauté.
  
• par ailleurs, les différentes espèces présentes dans une communauté doivent se partager des ressources finies.
  

Autrement dit, on est en présence d'allocations de ressources avec contrainte. Tout à fait typique de la physique statistique !

Les Maths commencent ici

Considérons donc une population de S espèces devant se partager N unités de nourritures. Chaque espèce i disposera de n_i unités de nourritures, si bien que le nombre de façons différentes d'allouer cette nourriture est

ou, en utilisant la formule de Stirling dans la limite des grands n

On retrouve la fameuse formule de l'entropie de Shannon (avec p_i=n_i/N). La configuration la plus probable est celle qui maximise cette entropie ou cette information. Si toutes les espèces sont équivalentes, tous les p_i sont égaux et les espèces se répartissent équitablement les ressources, si bien que la population de chaque espèce est identique.

Cependant, dans notre communauté, toutes les espèces ne sont pas équivalentes, si bien que, certaines espèces vont être favorisées. Or, la notion de “trait” précédemment évoqué permet d'évaluer les contraintes sélectives : il s'agit maintenant de maximiser cette entropie, en imposant la contrainte sur les traits typiques de l'environnement observé. La façon classique de faire cela est d'associer à chaque trait un multiplicateur de Lagrange λ_j; pour chaque trait t_j le trait communautaire t_j dans l'environnement est fixé, et une espèce i donnée a pour trait t_ij. On maximise alors la fonctionnelle :

Le résultat général de cette maximisation donne que p_i est proportionnel à :

Les Maths s'arrêtent là

En physique statistique “classique”, on maximise l'entropie avec la contrainte que l'énergie est conservée; le multiplicateur de Lagrange est la température (enfin son inverse) et la distribution finale la distribution de Boltzmann-Gibbs. Ici, l'équivalent de l'énergie est un ensemble de traits, l'équivalent de la température est un ensemble de multiplicateurs de Lagrange λ_j; ce sont les valeurs de ces multiplicateurs qui contraignent les rapports entre populations. Par exemple, si tous ces multiplicateurs étaient nuls, il n'y aurait aucune pression de sélection et toutes les espèces seraient équiprobables. Comme la température en physique, les paramètres λ contrôlent directement les distributions de population.

Bon, trêve de maths : à quoi ça sert ?

Shipley et al. ont étudié la distribution des populations de plantes dans 12 vignobles proches abandonnés en France et mesurés huits traits moyens. Ces vignobles ont été abandonnés à des périodes différentes, si bien que dans chaque vignoble, les traits sont différents car les espèces sauvages ont lentement recolonisé la place. Connaissant les espèces présentes, les traits associés ainsi que les traits moyens, ils peuvent appliquer le raisonnement précédent pour estimer les paramètres λ . Ensuite, ils peuvent retourner aux données pour voir si la distribution de population est effectivement donnée par une équation type Boltzmann-Gibbs. Cela marche dans 94 % des cas et valide l'approche “physique statistique”.

Concrètement, cela signifie donc qu'on comprend comment l'abondance relative d'une espèce dans un environnement dépend de l'écart de ses traits spécifiques par rapport au trait observé dans la communauté. Cela signifie aussi qu'avec ce modèle, il est possible théoriquement de prédire par exemple les changements écologiques induits par l'introduction d'une nouvelle espèce dans un nouvel environnement, ou au contraire, comment les variations dans l'environnement peuvent changer les proportions des différentes espèces les unes par rapport aux autres. Je ne suis pas un spécialiste en écologie, mais cela me paraît assez révolutionnaire.

Référence:

Shipley et al, Science 314, 812 (2006)

La vie était-elle inévitable ?

Via Nature, Harold Morowitz et Eric Smith affirment dans un papier publié sur le site web du Santa Fe institute (accès libre) que la vie, loin d'être apparue par hasard, aurait pu apparaître de façon tout à fait déterministe.

L'analogie qu'ils utilisent est inspirée de la physique : lors d'un orage, des différences de potentiels énormes apparaissent entre le sol et les nuages. Pour libérer ce potentiel, un canal spécial s'organise : l'air s'ionise et un plasma conducteur apparaît, d'où un éclair. Il se trouve que ce canal s'auto-organise et s'auto-entretient pour transmettre de l'énergie, si bien que si la différence de potentiel se maintenait, l'éclair existerait de façon permanente et formerait une structure organisée, hors équilibre thermodynamique.

Selon Morowitz et Smith, les processus géochimiques dans la Terre primitive auraient construit des réserves immenses d'énergie, à l'image des différences de potentiels durant un orage. Ces réserves ne demandaient qu'à être libérées, et la chimie aurait fourni des canaux chimiques (équivalents du plasma physique) qui se seraient spontanément auto-organisés pour permettre au flot d'énergie de passer. Ces canaux chimiques sont concrètement des suites de réactions chimiques bien spécifiques (type cycle de Krebs à l'envers) qui permettent à la fois de consommer cette énergie, de s'auto-organiser et de maintenir cette auto-organisation en extrayant de l'énergie des réservoirs. D'après les auteurs, très peu de réactions chimiques de ce type peuvent exister, et ces réactions se trouvent être à la base de tous les organismes autotrophes. D'une certaine manière, le logiciel chimique de base de la vie se serait donc trouvé totalement déterminé.

Horowitz et Smith affirment que ce procédé implique que l'apparition de la vie était inévitable, et que ses premières étapes sont totalement déterminées. En effet, ils affirment qu'un monde sans vie mais plein d'énergie potentielle chimique serait métastable, tout comme les nuages chargés lors d'un orage : à un moment ou un autre, l'éclair claque tout comme la vie devait apparaître. C'est ce qu'ils appellent le "collapse to life" ("effondrement vers la vie"), et c'est un événement purement biochimique. Les molécules de réplication (type ARN ou ADN) apparaissent bien plus tard : elles viennent d'abord simplement se greffer sur l'auto-organisation chimique, et c'est seulement lorsqu'il y a suffisamment de polymères dans la soupe qu'une réplication peut se mettre en place et la sélection naturelle commencer.

J'aime toujours ce genre d'articles qui essaient de proposer des explications à des phénomènes a priori très mystérieux. J'aime en particulier beaucoup l'analogie physique (je vous ai passé le côté physique statistique et transition de phase). Maintenant, comme tous les articles de ce genre, c'est à prendre avec de grosses pincettes !

Référence:

Morowitz H.& Smith E., Santa Fe Institute Working Paper, (2006).

L'éternel débat science vs religion

Time magazine a organisé dans son numéro daté du 13 Novembre un débat entre deux scientifiques, Richard Dawkins et Francis Collins, sur les relations entre Dieu et la Science. Le contexte américain est bien connu : les ultra-religieux, pour des raisons essentiellement politiques et morales, ont décidé de s'attaquer à la théorie de l'évolution, vue comme dangereuse moralement car faisant de l'homme un animal comme les autres. Ils ont ainsi développé une théorie pseudo-scientifique, l'Intelligent Design (ID), visant à attaquer la science sur son terrain. Scientifiquement, c'est plutôt un coup d'épée dans l'eau; politiquement en revanche, la stratégie a été très efficace, livres, débats se multiplient, certains décideurs en sont même à accepter voire à préconiser l'enseignement de l'ID à l'école.

Evidemment, le milieu scientifique ne reste pas indifférent face à cette attaque en règle et se doit de se positionner dans le débat. On peut à mon avis classer les scientifiques en trois catégories :
- les athées forcenés (comme Dawkins, auteur notamment du gène égoïste et du récent The God delusion), voyant la religion comme un archaïsme trompeur et bien décidés à ne pas se laisser faire, voire à démontrer l'inexistence de Dieu,
- les scientifiques "neutres" (par exemple Stephen Jay Gould) qui pensent qu'il n'y a pas lieu de se poser la question de la cohabitation entre Dieu et la science, représentant deux domaines bien distincts qui ne se parlent jamais. Dieu ne fait pas partie de la nature, n'intervient pas dans celle-ci.
- les scientifiques croyants, qui pensent que Dieu existe et intervient dans les affaires du monde, rarement mais sûrement. Francis Collins, directeur du National Human Genome Research Institute , auteur de The Language of God: A Scientist Presents Evidence for Belief, fait partie de ceux-là. Néanmoins, pas fou, Collins pense qu'il est impossible de démontrer l'existence de Dieu par des moyens scientifiques.

Le débat organisé par Time commence par une présentation rapide des positions respectives des deux scientifiques sur Dieu et la science. Pas de surprises de ce côté-là. Time demande ensuite à Dawkins pourquoi il pense que la théorie de Darwin contredit le récit de la Genèse (!). Dawkins développe alors brièvement comme explication scientifique alternative la théorie néo-darwinienne à base de mutations/sélection. Collins approuve et pense que la théorie de l'évolution n'est pas incompatible avec l'idée d'un Dieu créateur : selon lui, Dieu aurait pu juste donner l'impulsion initiale, l'organisation de la nature émergeant naturellement vers un homme créé à son image. Pourquoi pas après tout, même si Dawkins fait remarquer un peu perfidement que c'est un procédé bien étrange que d'attendre que l'homme émerge tel quel après 4 milliards d'années d'évolution. Mais bon, les voies du Seigneur sont impénétrables, n'est-ce pas ?(d'ailleurs c'est en somme ce que lui rétorque Collins).

Time met ensuite sur la table la tarte à la crème actuelle issue de la physique, à savoir que les constantes fondamentales semblent ajustées pour permettre l'apparition de la vie (voir ici et surtout là pour plus de détails sur cette controverse et les théories en jeu). Collins assène alors le principe anthropique fort : Dieu a choisi les paramètres ainsi pour que l'homme apparaisse. Dawkins répond par la version cordiste du principe anthropique faible : il existe tellement d'univers parallèles qu'il y en a forcément un pour lequel les paramètres sont bien ajustés.

Et là, Collins nous sort un argument tellement incroyable que je me suis sincèrement demandé s'il était sérieux. Collins trouve plus plausible d'un point de vue scientifique, l'existence de Dieu, plutôt que l'existence de multi-univers. Il conclut donc, en vertu du rasoir d'Occam, que Dieu existe !!!

Arrêtons-nous quelques instants sur cet argument. A ma gauche, nous avons une théorie scientifique, contestée certes, mais qui donne une réponse. A ma droite, nous avons Dieu. Et bien, Collins, scientifique de son état, trouve la science physique non plausible, et penche donc pour Dieu. Je trouve cela totalement hallucinant. Imaginons-nous 1000 ans en arrière. A l'époque, il n'existait pas de théorie de la gravité par exemple. Comment Collins aurait-il expliqué la rotation de la Lune autour de la Terre et la chute de la pomme ? En tant que scientifique, la règle numéro 1 devant un mystère est de chercher une explication scientifique, naturelle. Devant l'incompréhensible, seule la démarche scientifique s'est historiquement révélée pertinente et efficace. Préférer Dieu à la science, n'est pas une attitude scientifique. Cependant, Collins affirme, je cite :

"God is the answer of all of those "How must it have come to be" questions".


Dawkins le recadre alors en lui faisant remarquer que ce n'est effectivement pas une démarche scientifique...

Time, perfide, demande alors si la réponse à de telles questions pourrait être Dieu (après bien sûr une recherche vraiment scientifique). Dawkins botte en touche en disant qu'il pourrait y avoir quelque chose d'immense, d'incompréhensible pour nous, de très grand. Collins lui fait remarquer que c'est Dieu par définition. Dawkins répond alors qu'il n'y a aucune chance que ce Dieu soit Jésus, Yahweh ou Allah. Je pensais alors que c'était une pirouette. Pourtant, la suite démontre qu'il a au contraire mis dans le mille. Le débat glisse sur la Genèse et la Bible en général. Collins affirme alors haut et fort sa foi de chrétien : devant l'impossibilité scientifique, il affirme que Dieu a nécessairement violé les lois de la Nature pour féconder la vierge et pour ressuciter. Autrement dit, Dawkins avait bien répondu, le débat est tout autant de contrer l'idée d'un Dieu créateur que l'idée que son propre Dieu est véritablement le Dieu créateur. Collins se fait d'ailleurs titiller sur ce point par Dawkins qui lui fait remarquer qu'il est en bonne compagnie avec des "clowns" fondamentalistes.

Le débat embraye sur l'autre thème classique, à savoir l'explication de la morale. Collins affirme que la morale vient de Dieu, qui nous a créés moraux et que cela ne peut être entièrement expliqué par la théorie de l'évolution. Dawkins pense le contraire et expose ses arguments scientifiques (voir ici sur ce blog toujours). Encore une fois, j'ai été un peu soufflé par le discours de Collins : comment peut-on être scientifique et affirmer que certains phénomènes naturels ne peuvent être expliqués scientifiquement ?

Le débat se termine par une évocation du problème des cellules souches. Dawkins est favorable à toute expérimentation tant qu'aucun système nerveux n'existe, et fait remarquer que les hommes n'hésitent pas par exemple à faire souffrir des animaux pour les tuer, ce dont n'ont cure les religieux. Collins fait alors remarquer que les hommes et les animaux ne sont pas équivalents moralement, ce que Dawkins reconnaît. C'est à mon avis le seul point que Collins marque dans le débat, même si je pense que la réponse à ce genre d'interrogations se trouve dans la philosophie plutôt que dans la religion.

Chacun conclut alors sur son message principal. Collins, sans surprise, insiste sur le fait qu'il pense qu'il y a certaines questions dont on ne peut trouver la réponse que dans la religion. Etonnament, Dawkins revient sur l'idée qu'il y a des arguments convaincants contre l'existence d'un créateur, mais que, si créateur il y a, ce n'est certainement pas Jesus à son avis, mais quelque chose qu'aucune pensée humaine ne peut concevoir...

Voilà pour ce résumé un peu long. Etant moi-même plutôt sur la ligne de Dawkins, je n'ai pas repris tous ces arguments, et me suis concentré, y compris à la lecture, sur les arguments de Collins. Je dois dire que j'ai été un peu déçu de ce point de vue, et pas convaincu, c'est le moins qu'on puisse dire...