LA CONCEPTION ÉNERGÉTIQUE DE LA VIE

L'observation de la matière et de la forme nous a révélé la grande loi de l’évolution ; dans la recherche des causes notre pensée s'oriente vers une conception énergétique de l’origine de la vie et de la nature de l'hérédité. |

En physique, l’énergie régit la matière et la forme ; en physiologie, la fonction commande l'organe ; en mécanique animale, le mouvement commande et en un sens crée la forme des muscles et du squelette. Dans chaque cas, une espèce particulière d'énergie ou de travail précède chacune des espèces de forme ; il est donc probable que l'énergie précède etcommande l’origine et l’évolution de la vie.

L'opposition qui existe entre l'énergie et la forme est un second fait très frappant en faveur de notre conception; le caractère essentiel du germe héréditaire est dans le contraste entre sa dimension microscopique et la masse énorme des êtres qui peuvent en sortir. L'énergie électrique transmise le long d'un fil mince de cuivre est capable de mettre en mouvement de longs et lourds trains de véhicules. Les découvertes par Becquerel et Curie de la radioactivité et des propriétés du radium nous aident à accueillir une conception énergétique du germe héréditaire; car dans le radium l'énergie par unité de masse est énormément plus grande que la quantité d'énergie que nous sommes habitués à associer à la matière, tandis que, dans la plupart des machines construites par l'homme avec des roues et des leviers métalliques et dans certaines

(21) L'auteur atténue ici son affirmation (plus haut, p. 4) sur la « nouveauté » de la vie; voir plus bas, conclusion, p. 13-14. (Note du traducteur.)

parties de la machine animale construite avec des muscles et des os, le travail accompli est proportionné à la dimension des formes. La lente désintégration du radium est accompagnée par le dégagement d’une énorme quantité de chaleur, comme l’a montré Curie; Rutherford et Strutt déclarent que, dans une quantité infime de radium actif, l'énergie de désintégration domine et masque completement tous les autres modes de transformation d'énergie. Elle surpasse notamment de beaucoup l'énergie de gravitation, dont est amplement pourvu notre système cosmique, parce que les particules constitutives du radium se meuvent avec une vitesse incroyable, qui approche souvent. celle de la lumière : 300 000 kilomètres par seconde.

Mais l'énergie du radium diffère de l'énergie du germe héréditaire en ce qu elle est constamment dissipée et transformée en chaleur; son pouvoir en apparence illimité se disperse. Nous pouvons imaginer, au contraire, que l'énergie latente du germe héréditaire, considérable par unité de la masse matérielle qui la contient, est constamment en voie d’accumulation, de construction et de conservation plutôt que de dissipation.

Quoi qu'il en soit de la conception du germe héréditaire comme un complexe d'énergie, problème discutable, il n’est pas douteux que l'énergie ne soit utilisée dans toutes les opérations mécaniques,

chimiques et physiques de la vie. Depuis l’époque (1620) où Fran- |

çois Bacon prédisait que la chaleur doit consister en une sorte de mouvement ou d’agitation rapide des particules matérielles, il a été démontré peu à peu que l'énergie calorifique, lumineuse et électrique, l'énergie chimique, l'énergie de gravitation sont toutes utilisées par les substances vivantes comme elles le sont par les substances inanimées. Bien plus, comme nous l'avons remarqué plus haut, aucune forme d'énergie n’a été découverte jusqu'ici qui soit propre aux substances vivantes et qui ne dérive pas du monde inorganique.

D'une façon générale, toutes ces manifestations d'énergie sont soumises aux lois dynamiques de Newton (22), qui ont été formulées

(22) Je dois à mon collègue, M. J. Pupin, de précieuses suggestions sur la définition physique du principe de l'action et de la réaction. Il considère la troisième loi de Newton comme le fondement non seulement de la dynamique moderne au sens newtonien, mais encore dans son sens le plus général, comprenant les phénomènes biologiques La première loi de la thermodynamique est une forme particulière du

à l'égard du mouvement des corps célestes, mais qui dans un sens large s'étendent à tous les mouvements grands ou petits (23).

Newton a pressenti le principe mécanique de la conservation de l'énergie (24) ; Rumford (1798) a affirmé l'universalité des lois de l'énergie ; Joule (1843) a établi le principe particulier de la conservation de l'énergie, en démontrant l’équivalence exacte entre la quantité de chaleur produite et l'énergie cinétique détruite ; enfin, Helmholtz, dans son mémoire Ueber die Erhaltung der Kraft, a étendu la conception de la conservation de l'énergie à tout l’ordre des phénomènes naturels. Un exemple familier de ce qu'on appelle la transformation de l'énergie est la production de chaleur par l'arrêt brusque d'un corps froid en mouvement. Le principe de la conservation de l'énergie est le premier principe de la thermodynamique.

Vers la même époque est apparue la distinction entre l'énergie cinétique, énergie active du mouvement et de la chaleur, et l'énergie potentielle, qui s'accumule sous une forme ou d’une façon latente et peut être utilisée dans un travail, accumulation mécanique par exemple dans un ressort tendu, chimique dans la poudre à canon,

électrique dans la bouteille de Leyde.

Tandis que toute l'énergie mécanique (ou travail) peut être convertie en une quantité équivalente de chaleur, la transformation inverse de chaleur en travail mécanique implique plus ou moins une perte, une dissipation d'énergie utilisable. Ce principe est connu sous le nom de deuxième lot de la thermodynamique ; il a été découvert par Sadi Carnot (1824) et développé par Clausius et Kelvin. La notion si féconde de cycle, énoncée par Carnot dans son principe de la dissipation de l'énergie utilisable, impose une limite maxima à la quantité d'énergie calorifique utilisable pour des

principe de la conservation d'énergie appliqué à l'energie calorifique ; Helmholtz, qui énonça le premier le principe de la conservation d'énergie, le dérivait de la dynamique newtonienne. La seconde loi de la thermodynamique part d’un nouveau principe, le principe de Carnot, qui ne semble pas avoir de relation directe avec la troisième loi newtonienne. Cette seconde loi, dans sa forme la plus générale, ne peut prendre sa pleine signification que dans la mécanique statistique, qui est un rejeton moderne de la dynamique newtonienne.

(23) Les trois lois dynamiques de Newton ont été publiées pour la première fois par Newton, en 1687, dans ses Philosophiæ naturalis principia mathematica.

(24) L'énergie (en grec Evépyeua ; èv, dans, épyoy, travail) peut être cinétique (l'énergie de la chaleur ou du mouvement), ou potentielle (énergie latente ou emmagasinée); sous cette dernière forme elle est une capacité accumulée de produire du travail mécanique.

usages mécaniques. L'énergie cinétique utilisable du mouvement et de la chaleur, qui peut être transformée en travail ou en effet mécanique, appartient à tout système de deux ou plusieurs corps en vertu de la vitesse relative de leurs éléments, car la vitesse est essentiellement relative.

Ces deux grands principes mécaniques (de l’équivalence de la chaleur et du travail, et de la transformation limitée de chaleur en travail) ont été découverts par l'observation du mouvement de grandes masses matérielles, mais semblent également applicables aux mouvements des particules électriques — électrons, ions — (radioactivité, phosphorescence, etc...). Ces mouvements de particules infinitésimales paraissent être le support de toutes les lois physicochimiques qui ont été observées dans le monde vivant. Dans toutes les opérations physicochimiques qui, à l’intérieur de l'organisme ou au dehors, captent, accumulent, transforment ou mettent en jeu une énergie, les actions et les réactions sont égales “entre elles, conformément à la troisième loi de Newton. Les actions et les réactions ont trait en général à ce qui se passe entre les parties de l'organisme, dans leurs relations physiques, chimiques ou mécaniques, et sont soumises aux deux principes énergétiques mentionnés plus haut.

L'action et la réaction sont généralement simultanées, tandis que l’éënteraction (25) établit des corrélations entre des actions et des réactions qui ne sont pas simultanées. A titre d'illustration très simple, lorsqu'un cavalier tire sur les rênes, le cheval éprouve cette traction peu après le moment où elle a été effectuée ; il y a interaction entre les mains du cavalier et la bouche du cheval par l’intermédiaire des rênes. Un enzyme, une hormone et d’autres agents physicochimiques d'interaction circulant dans le sang peuvent modifier profondément le développement d’un grand organisme. Une impulsion, qui a son origine dans une cellule cérébrale microscopique, se transmet par l'interaction d'un nerf et peut produire une action et une réaction puissantes en un point éloigné. Les éinteractions sont relatives à l’action mutuelle de deux éléments matériels reliés par un ou plusieurs autres et ne peuvent être complètement

(25) Le mot d'interaction est pris par l’auteur dans le sens de corrélation fonctionnelle : corrélation d'origine nerveuse (neuro-chimique), corrélation d'origine humorale (chimique). (Note du traducteur.)

expliquées par les deux seuls principes de la thermodynamique. Dans l'interaction de deux corps éloignés, l'énergie cinétique qui détermine la réaction peut être minime, alors que l'énergie accumulée, l'énergie potentielle libérée à une certaine distance, peut être considérable.

A la lumière de ces principes, l'organisme vivant se présente comme la manifestation de séries d'actions et de réactions, obéissant aux lois dynamiques de l'énergie et coordonnées par l'interaction physicochimique.

L'hypothèse centrale de notre spéculation sur l’origine de la vie se résume donc ainsi: Toute action et réaction physicochimique impliquée dans la transformation, la conservation et la dissipation de l'énergie, produit en même temps, soit directement, soit médiatement, un agent physicochimique d'interaction, qui pénètre ou affecte l'organisme considéré comme un tout, ou seulement certaines parties spéciales, ou même une seule partie de l'organisme.

Nous pouvons faire un pas de plus dans notre hypothèse : puisque le germe héréditaire présente des analogies avec l'énergie latente ou potentielle, il est permis de supposer que le pouvoir directeur .de l’hérédité, qui commande l'origine et le développement subséquent des actions et réactions, qui donne les ordres, qui hâte le développement en un point et le retarde en un autre, est une élaboration de l'interaction (26).

Dans les organismes inférieurs, tels que les Protozoaires et les Bactéries, les interactions sont très simples. Dans les organismes plus élevés, tels que l'Homme, elles sont compliquées par l'évolution de glandes spéciales, dégageant des corps physicochimiques, dont quelques-uns ont été identifiés, mais dont beaucoup sont encore à découvrir.

Nous concevons ainsi l'apparition et le développement de l’organisme comme une évolution concomitante des actions, réactions et interactions. Les actions et les réactions sont empruntées au monde inorganique et développées par la production de nouveaux com-

(26) Cette théorie du pouvoir directeur de l’hérédité a été très combattue en France, notamment par Ÿ. DELAGE, L'Hérédité et ies grands problèmes de la biologie générale, Schleicher, 2°édit., 1903, p. 802 et suiv. Elle est souvent présentée sous une forme métaphysique assez obscure. Le rôle de l’hérédité dans le développement de l’individu ne doit en tout cas être invoqué que lorsqu'il a pu être positivement établi. Voir exemple de la cicatrisation plus bas, p. 88, note 36. (Note du traducteur.)

posés chimiques organiques. C’est l'évolution et le développement propres des interactions qui caractérisent les organismes vivants.

L'évolution de la vie sera écrite un jour en termes d'énergie, comme elle l’a été depuis longtemps dans le langage de la forme et de la structure anatomique et chimique. Tous les tissus, les organes et les structures sont plus ou moins les agents simples ou complexes des différents modes de l'énergie. L'un après l’autre, des groupes spéciaux de cellules et d'organes se forment et se coordonnent, qui captent l'énergie du milieu inorganique et du milieu vivant, qui l'accumulent, qui la transforment et la font passer de l’état potentiel à l'état de mouvement et de chaleur. D’autres agents, agents de contrôle, se développent, qui établissent un équilibre, une coordination, entre les divers organes et tissus, où l'énergie est dégagée, activée ou accélérée, ralentie ou retardée, arrêtée ou inhibée.

Dans les êtres les plus simples, l'énergie peut être captée pendant que l'organisme, dans son ensemble, est immobile ; mais déjà, dans les premiers stades de la vie, se développent des organes spéciaux de locomotion, qui vont quérir l'énergie, et des organes de préhension, qui peuvent la saisir. En même temps que ces organes moteurs, se développent diverses sortes d'organes offensifs et défensifs, qui protèsent l'énergie emmagasinée contre la prise de possession par d’autres organismes et contre leur invasion. Enfin se produit l'évolution la plus mystérieuse et la plus extensive, celle du germe héréditaire, qui reproduit dans un autre organisme tous ces modes multiples de l'énergie.

L'évolution des modes complexes d’actions, de réactions et d'interactions est décrite dans les premiers chapitres de ce volume et résumée au chapitre V à titre d'introduction à l'évolution des

Vertébrés.