Le mystère de l'origine de la vie
Compte rendu de lecture par Rod Reynolds
Le mystère de l'origine de la vie: Réévaluation des théories actuelles
Auteurs : Charles B. Thaxton, Walter L. Bradley, Roger L. Olsen ; Préface de Dean H. Kenyon. New York : Philosophical Library, 1984. 228 pages
Certains l'admettent, d'autres non, mais pour les évolutionnistes, la recherche sur l'origine de la vie est dans une impasse, un point de crise. Pour savoir pourquoi, lisez ce livre !
Depuis plus de 30 ans, les scientifiques tentent de comprendre et de simuler les processus qui, selon eux, ont pu conduire aux premiers organismes vivants de la Terre. Ce livre est le premier à mettre en corrélation et à évaluer de manière critique les différentes lignes de recherche théorique et expérimentale dans ce domaine. La recherche sur l'évolution prébiotique ou chimique couvre un certain nombre de disciplines scientifiques. Chacun des auteurs possède un doctorat et de nombreux crédits professionnels dans une discipline liée aux problèmes de l'évolution chimique. Ils ont une formation en chimie (C.T.), en science des matériaux (W.B.) et en géochimie (R.O.).
Certains doutent que les questions sur l'origine de la vie relèvent vraiment du domaine de la science légitime. Parfois, la science est définie de manière restrictive comme une méthode d'investigation impliquant des phénomènes qui peuvent être répétés pour être observés. Les auteurs qualifient ce type de science de opération la science. Les planètes tournent continuellement autour du soleil. Leurs mouvements peuvent être observés de façon récurrente. Les théories sur le mouvement des planètes peuvent donc être vérifiées par l'observation. C'est un exemple de science opératoire. Mais la science peut être définie de manière plus large et inclure des événements non répétables, ou singuliers. Les auteurs désignent la science qui traite des événements non récurrents par les termes suivants origine la science. Il est possible d'apporter des preuves permettant de juger les théories de la science des origines plausible ou invraisemblable. Mais de telles théories ne peuvent être falsifié par observation directe comme dans le cas de la science des opérations. L'évolution chimique est une tentative spéculative d'expliquer un événement singulier - l'origine de la vie. Mais est-elle plausible ou non ? C'est une question à laquelle la science peut répondre, selon les auteurs.
On considère généralement que la recherche moderne sur l'origine de la vie a commencé avec les expériences de simulation prébiotique rapportées pour la première fois par Stanley L. Miller en 1953. Miller a envoyé une étincelle électrique à travers un appareil contenant de l'hydrogène, de l'ammoniac, du méthane et de la vapeur d'eau. Le mélange était censé simuler l'atmosphère hypothétique de la Terre primitive. Parmi les composés produits par les expériences figuraient certains acides aminés. Les acides aminés sont les éléments constitutifs des protéines. Des expériences ultérieures utilisant divers composés (souvent en solution, pour simuler les conditions océaniques hypothétiques) ainsi que des sources et des niveaux d'énergie variables ont permis de produire la plupart des vingt acides aminés présents dans les protéines naturelles et les cinq bases communément présentes dans l'acide ribonucléique (ARN) et l'acide désoxyribonucléique (ADN). Les protéines et les acides nucléiques sont des constituants porteurs d'informations critiques des cellules vivantes. Le problème de leur synthèse dans des conditions prébiotiques doit être résolu avant d'envisager tout autre progrès vers l'évolution chimique.
Outre les acides aminés et les bases d'acides nucléiques mentionnés ci-dessus, des expériences de simulation prébiotique ont réussi à produire des polypeptides (chaînes d'acides aminés liées entre elles) d'une longueur pouvant atteindre 200 unités (appelés "protéinoïdes"). Des sucres, dont le fructose, le ribose, le désoxyribose et bien d'autres, ont été synthétisés. De même, de courtes liaisons de nucléotides liés (oligonucléotides), d'environ six unités chacune en moyenne, ont été formées. Des globules ou des agrégats qui ressemblent superficiellement à certains égards à des cellules organiques ont été formés à partir de protéinoïdes, de lipides et d'autres matières organiques. Ces résultats ont contribué à créer dans l'esprit de nombreux scientifiques et du grand public l'impression que l'évolution chimique est un scénario très plausible pour l'origine de la vie, voire une certitude. Ces résultats constituent en fait les preuves les plus solides en faveur de l'évolution. Cependant, un examen plus approfondi révèle la faiblesse des fondations sur lesquelles repose cette théorie.
Si vous deviez "simuler" dans une expérience les conditions d'une atmosphère ou d'un océan de la Terre primitive, ne serait-il pas raisonnable de les rendre aussi réalistes que possible ? Autrement, comment sauriez-vous que votre expérience reflète ce qui pourrait s'être réellement passé sur la terre primitive ? Pourtant, dans les expériences de simulation prébiotique, ce n'est pas le cas. n'est presque jamais fait ! Dans l'avant-propos, Dean H. Kenyon, professeur de biologie à l'université d'État de San Francisco et figure de proue de la recherche sur les origines de la vie, fait remarquer que "dans la plupart des cas, les conditions expérimentales de ces études ont été si artificiellement simplifiées qu'elles n'ont pratiquement aucun rapport avec les processus réels qui auraient pu se produire sur la terre primitive" (p. vi).
Par exemple, les expérimentateurs choisissent invariablement quelques réactifs hautement concentrés et purifiés. Ceux-ci sont isolés de tous les autres réactifs possibles au cours de l'expérience. Parfois, les produits des réactions sont également isolés rapidement dès qu'ils se forment afin d'éviter d'autres réactions qui pourraient les détruire. Les auteurs soulignent que "cette utilisation de produits chimiques sélectionnés dans les expériences de simulation est très artificielle et crée un certain irréalisme dans nos attentes concernant la Terre primitive" (p. 106).
Dans un environnement réel, de nombreux réactifs seraient présents, créant de nombreuses réactions croisées concurrentes. L'effet net de tous les réactifs agissant ensemble serait destructeur. Les réactions empêcheraient la formation de la plupart, voire de toutes les macromolécules complexes telles que les protéines et les acides nucléiques. Et, selon les auteurs, "si, par un lointain hasard, une véritable protéine se développait dans l'océan, sa viabilité serait, comme on peut le prévoir, de courte durée" (p. 55). Il existe de nombreuses réactions qui rendraient la protéine inutile ou la détruiraient complètement. Par exemple, le formaldéhyde est utilisé dans toutes les expériences les plus importantes visant à la formation de divers sucres. Mais le formaldéhyde en présence de protéines serait désastreux pour l'évolution chimique. Il se lie de façon permanente aux protéines et les empêche ou les retarde effectivement de participer à d'autres réactions. C'est pourquoi les pompes funèbres l'utilisent pour l'embaumement ! L'eau de mer elle-même détruirait en un temps relativement court toutes les protéines qu'elle contient par hydrolyse (les molécules d'eau se combineraient avec les peptides et les briseraient ainsi). L'hydrolyse détruirait également de nombreux acides aminés.
Le formaldéhyde réagirait également avec tout acide nucléique parvenant à se former, le rendant rapidement inactif. "Comme pour les protéines, il est difficile de concevoir qu'un acide nucléique viable puisse exister dans la soupe primordiale pendant plus qu'une très brève période de temps" (pp. 55-56). Dans un chapitre intitulé "Le mythe de la soupe prébiotique", les auteurs évoquent un certain nombre d'autres réactions destructrices qui se produiraient, ainsi que d'autres problèmes liés au scénario. L'un de ces problèmes est qu'il n'y a pas la moindre trace de preuve géologique que la soupe organique ait jamais existé. Les auteurs concluent : "Il devient clair que... la notion habituellement conçue que la vie a émergé d'une soupe océanique de produits chimiques organiques est une hypothèse des plus invraisemblables" (p. 66).
L'utilisation de réactifs isolés n'est qu'un des moyens utilisés par les chercheurs pour orienter les expériences de manière irréaliste. Les auteurs en parlent dans le chapitre "Plausibilité et interférence des enquêteurs". Ils ont mis au point une échelle de plausibilité géochimique, assortie d'un "seuil d'interférence illégitime" de la part de l'enquêteur. Les auteurs soulignent que les chimistes emploient régulièrement "un grand nombre d'interventions manipulatrices... pour guider les processus naturels vers des voies spécifiques... ....". De telles manipulations sont la marque de fabrique de l'interférence intelligente... et de l'interférence illégitime". ne doit pas être employé dans une expérience de prébiotique" (p. 109, souligné dans l'original). Pourtant, elles le sont, dans pratiquement tous les cas. C'est pourquoi les auteurs écrivent : " ...la plupart de ces expériences sont probablement invalides " (p. 184).
Les auteurs consacrent quatre chapitres à la question cruciale de la relation entre les lois de la thermodynamique et l'origine chimique de la vie. La première loi exige une comptabilisation des échanges d'énergie. L'énergie totale de l'univers doit toujours rester la même. Si de la chaleur est gagnée à un endroit particulier, elle doit être accompagnée d'une perte correspondante de chaleur (ou d'énergie) à un autre endroit. Selon la deuxième loi, l'univers se dirige vers un état de plus grand hasard (ou entropie maximale). La théorie de l'évolution va directement à l'encontre de la deuxième loi de la thermodynamique, en particulier. L'évolution exige une progression continue de l'aléatoire vers un ordre élevé de complexité spécifiée. La deuxième loi (parfois appelée "flèche du temps") pointe directement dans la direction opposée, du complexe au simple, de l'ordre au désordre.
Un système "à l'équilibre" est dans un état d'entropie (ou d'aléatoire) maximale. Il est généralement admis que dans de telles conditions, l'évolution chimique ne pourrait pas se produire. Mais beaucoup d'évolutionnistes affirment que le soleil (ou les volcans, ou l'énergie haute
chimiques) ont fourni suffisamment d'énergie pour entraîner les réactions qui ont finalement produit la vie à partir de simples précurseurs chimiques. Les auteurs expliquent pourquoi l'énergie brute ne suffit pas à construire les macromolécules complexes de la vie, comme l'ADN et les protéines, et encore moins à construire une cellule vivante. Le travail - un flux d'énergie - est nécessaire pour construire une maison. Mais placer de la dynamite sous une pile de matériaux de construction ne suffirait pas. Le travail doit être dirigé d'une manière spécifique pour obtenir le résultat souhaité. Il en va de même lorsqu'on considère la construction de molécules hautement spécifiques et complexes comme l'ADN ou les protéines.
L'ADN est un information molécule porteuse. Elle porte le code génétique "gravé", pourrait-on dire, dans sa structure. Son "alphabet" se compose de quatre bases qui s'associent pour former les barreaux d'une échelle en spirale, à laquelle on pourrait comparer la forme de la molécule. La séquence précise des bases au fur et à mesure que l'on monte sur l'échelle est ce qui détermine l'information contenue. L'ADN d'un génome humain (divisé en 23 chromosomes) contient environ 3 milliards d'échelons - ou paires de bases - et donc 3 milliards d'instructions codées. C'est assez d'informations pour remplir 1000 volumes encyclopédiques. Deux génomes - un de chaque parent - constituent le complément normal de 46 chromosomes des cellules somatiques humaines (tissus corporels). Ainsi, chaque cellule somatique contient dans son ADN deux ensembles similaires mais non identiques d'informations codées totalisant environ six milliards d'instructions. Les protéines sont un autre type de molécules porteuses d'informations hautement spécifiques, dont le code est inscrit dans la séquence de 20 acides aminés différents.
Les auteurs distinguent deux types de travaux distincts qui doivent être effectués pour construire une macromolécule comme l'ADN ou une protéine. Il y a le travail de l'entropie chimique et thermique qui peut être calculé sur la base des lois de la thermodynamique. L'autre type de travail est celui qui consiste à arranger les constituants de la molécule dans une structure ordre spécifique. C'est ce que les auteurs appellent le entropie configurationnelle travail. Le travail sur l'entropie configurationnelle nécessite non seulement une quantité spécifique de travail - qui peut être calculée - mais il requiert également un mécanisme permettant de coupler le flux d'énergie au travail spécifique requis. Comme l'écrivent les auteurs, "C'est une chose de faire réagir des molécules, c'en est une autre de les faire se lier dans la bonne disposition" (p. 163).
Les auteurs analysent les différentes sources d'énergie utilisées dans les expériences en fonction des lois de la thermodynamique et de ce qui est produit. Au mieux, les forces sont suffisantes pour former des polypeptides et des oligonucléotides aléatoires. "Dans aucun cas, cependant, personne n'a réussi [dans les expériences de simulation prébiotiques] à effectuer le travail supplémentaire d'entropie configurationnelle du codage nécessaire pour convertir des polypeptides aléatoires en protéines" (p. 162). Les auteurs concluent, "Les conditions de la terre tôt semblent offrir aucun moyen intrinsèque de fournir... le travail de l'entropie configurationnelle nécessaire pour faire les macromolécules de la vie" (p. 184). Certains théoriciens ont prétendu que les macromolécules complexes étaient "auto-ordonnées" par "liaison préférentielle" des composants (tels que les acides aminés). Un tel concept pose quelques problèmes. Premièrement, si ces "liaisons préférentielles" étaient la règle, on obtiendrait une seule séquence ou pas plus de quelques séquences, comme dans les cristaux. Les cristaux sont des structures très ordonnées, mais ils ne véhiculent que peu ou pas d'informations en raison de leur redondance. Si les liaisons préférentielles jouaient un rôle important dans la formation des protéines ou des acides nucléiques, elles seraient incapables de transporter des quantités significatives d'informations.
Deuxièmement, les preuves expérimentales indiquent que s'il existe des préférences de liaison entre les acides aminés, ce ne sont pas celles que l'on trouve dans les organismes naturels. Il existe trois exigences fondamentales pour une protéine biologiquement fonctionnelle. Premièrement : elle doit avoir une séquence spécifique d'acides aminés. Au mieux, les expériences prébiotiques n'ont produit que des polymères aléatoires. Et beaucoup des acides aminés inclus ne se trouvent pas dans les organismes vivants. Deuxièmement : un acide aminé ayant une formule chimique donnée peut, dans sa structure, être soit "droitier" (acides aminés D), soit "gaucher" (acides aminés L). Les organismes vivants incorporent uniquement L-acides aminés. Cependant, dans les expériences prébiotiques où les acides aminés sont formés des nombres approximativement égaux de D- et L-acides aminés sont trouvés. C'est un "problème intraitable" pour évolution chimique (p. vi). Troisièmement : Dans quelques acides aminés il y a plus de positions qu'un sur la molécule où les groupes amino et carboxyl peuvent joindre pour former une liaison peptidique. Dans les protéines naturelles, seulement alpha les liaisons peptidiques (désignant l'emplacement de la liaison) sont trouvées. Dans les protéinoïdes, par contre, bêta, gamma et epsilon les liaisons peptidiques prédominent largement. C'est exactement le contraire de ce que l'on pourrait attendre si les préférences de liaison jouaient un rôle dans l'évolution prébiotique.
Des résultats similaires sont trouvés dans les expériences portant sur les nucléotides. Dans l'ADN, les nucléosides (base plus sucre) sont reliés aux groupes phosphates aux emplacements 3′-5′ des atomes de carbone des pentoses (sucres). Dans les expériences de simulation prébiotique, cependant, les liaisons 2′-5′ prédominent. Là encore, tout le contraire de ce que l'on pourrait attendre si les préférences de liaison jouaient un rôle dans l'évolution chimique. De même, dans l'ADN, seul le D-désoxyribose est présent. On ne trouve aucune préférence de ce type dans les expériences prébiotiques.
Les auteurs discutent également d'autres concepts d'auto-organisation. La faiblesse commune est qu'aucun ne fournit un moyen réaliste de coupler le flux d'énergie au travail d'entropie configurationnelle requis. Ils notent également le retour fréquent au hasard pour les solutions, en utilisant le modèle de Manfred Eigen (qu'ils passent en revue) comme exemple. Hans Kuhn fournit un autre exemple, plus imagé. Il écrit : "... nous pouvons reconnaître ce qui régit toujours l'auto-organisation : le jeu de la chance...conduit à la formation d'unités structurelles et fonctionnelles de plus en plus organisées" ("Self-Organization of Molecular Systems ; Evolution of Genetic Apparatus," Synthèse de la vie(Charles C. Price, Ed., p. 357, c'est nous qui soulignons). Mais nous devrions maintenant être en mesure de reconnaître qu'il s'agit là d'une simple déclaration de foi en la déesse Fortuna, une croyance non soutenue par les preuves.
D'autres chapitres examinent des questions supplémentaires concernant l'origine de la vie, telles que les questions sur l'atmosphère de la terre primitive, et la pertinence des "protocellules" produites dans les expériences aux vraies cellules vivantes. Dans l'épilogue, les auteurs discutent de diverses alternatives suggérées à l'évolution chimique, y compris la création spéciale.
Le style du livre est prudent et non polémique, mais il est très efficace pour élucider les problèmes majeurs de la théorie de l'évolution chimique. L'histoire inédite des expériences de simulation prébiotique n'est pas celle d'un succès mais d'un échec ! "Le défaillance uniforme à la lettre milliers des tentatives expérimentales de synthétiser des protéines ou de l'ADN dans des conditions prébiotiques, même discutables, témoigne de la difficulté d'atteindre un degré élevé de contenu informationnel, ou de complexité spécifiée, à partir de l'ADN. non orienté le flux d'énergie à travers un système" (p. 164). Les expériences ont mis en évidence une frontière entre "ce que l'on peut attendre de la matière et de l'énergie laissées à elles-mêmes, et ce qui ne peut être accompli que par ce que Michael Polanyi a appelé "une intervention profondément informative"" (p. 185). Ce que la science sait du développement et des fonctions biologiques est infime comparé à l'ignorance de l'homme à ce sujet. Mais il est important de se rendre compte "que le tranchant de cette critique n'est pas ce que nous...". ne pas mais ce que nous faire savoir" (p. 185). Les auteurs concluent : "Les progrès de la science elle-même remettent en question la notion selon laquelle la vie est apparue sur terre par des réactions chimiques spontanées..." (p. 185).
Un certain nombre de chercheurs ont conclu que l'origine spontanée de la vie ne peut être expliquée par les lois connues de la physique et de la chimie. Nombreux sont ceux qui cherchent de "nouvelles" lois pouvant expliquer l'origine de la vie. Pourquoi tant d'entre eux refusent-ils d'accepter simplement ce que les preuves indiquent : que la théorie de l'évolution elle-même est fondamentalement invraisemblable ? Dean Kenyon répond : "Peut-être ces scientifiques craignent-ils que l'acceptation de cette conclusion laisse ouverte la possibilité (ou la nécessité) d'une origine surnaturelle de la vie" (p. viii).
En fin de compte, tout se résume à une question de foi. Ceux qui sont prêts à croire à l'évangile, à se repentir et à obéir à Dieu trouvent facilement des preuves abondantes de la puissance et de l'intelligence de Dieu dans sa création. Mais apparemment, aucune preuve ne dissuadera ceux qui ont décidé à l'avance de rejeter le surnaturel et de placer toute leur foi dans une "méthode" totalement matérialiste d'approche de la connaissance. Ils rejettent le témoignage d'un témoin oculaire de la Création-Dieu. Et ils rejettent les preuves physiques qui corroborent le témoignage de ce témoin oculaire. Parce qu'agir autrement reviendrait à admettre que les méthodes de l'homme pour découvrir la connaissance ont des limites, que l'homme ne peut pas être une loi en soi, et qu'il dépend en fin de compte d'une puissance et d'un intellect plus grands.
Jésus dit à Thomas : "... parce que tu m'as vu, tu as cru. Heureux ceux qui n'ont pas vu et qui ont cru" (Jean 20:29). Croire en Dieu sans avoir à le voir comporte de grandes récompenses pour tout son peuple. Mais le jour vient où "tout œil le verra" (Apocalypse 1:7), alors même les irréductibles seront convaincus.
En attendant, le livre examiné contient des informations très utiles et éclairantes qui ont été délibérément supprimées par de nombreux vulgarisateurs de la théorie de l'évolution (voir Romains 1:18). Le livre peut renforcer votre compréhension de certains détails importants de la chimie et de la physique qui font de la théorie de l'évolution une absurdité.
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