In this presentation we will discuss three theoretical principles for biology: the principle of organization, the principle of variation and the default state of cells. We will propose possible applications to understand hormone action.
Journal of biosciences
Lacking an operational theory to understand life cycles hinders progress in biology. We discuss elements towards such a theory, such as inertia and thermodynamics.
Lacking an operational theory to explain the organization and behaviour of matter in unicellular and multicellular organisms hinders progress in biology. Such a theory should address life cycles from ontogenesis to death. This theory would complement the theory of evolution that addresses phylogenesis, and would posit theoretical extensions to accepted physical principles and default states in order to grasp the living state of matter and define proper biological observables. Thus, we favour adopting the default state implicit in Darwin’s theory, namely, cell proliferation with variation plus motility, and a framing principle, namely, life phenomena manifest themselves as non-identical iterations of morphogenetic processes. From this perspective, organisms become a consequence of the inherent variability generated by proliferation, motility and self-organization. Morphogenesis would then be the result of the default state plus physical constraints, like gravity, and those present in living organisms, like muscular tension.
Keywords: Animals, Biological Evolution, Biophysics/methods, Cell Division, Mice, Models, Morphogenesis, Thermodynamics
We argue that a theory of biological systems should rely on organization and variation as theoretical principles. As such, these principles are fundamental for the biological domain: biological systems are organized natural systems that undergo (functional) variation. <br> In this paper, we provide a specific…
We developed 3D culture methods that reproduce mammary gland ductal morphogenesis in in vitro conditions. We are proposing a conceptual framework to understand morphogenetic events based on epistemological sound biological principles instead of the common practice of using purely biophysical approaches…
We argue that a theory of biological systems should rely on organization and variation as fundamental theoretical principles. Biological systems are organized natural systems that undergo functional variation. In this presentation we will provide a specific characterization of each principle while …
La relation entre biodiversité, variabilité, adaptabilité et résilience des systèmes vivants, soumis aux perturbations imprédictibles caractéristiques des systèmes complexes, quelles que soient leurs échelles, doit être questionnée, même en l’absence de mécanismes causalistes identifiables. La rencontre…
Le vivant critique et chaotique
Ce texte présente un modèle pour le temps biologique ainsi que des idées plus générales sur l’articulation entre mathématiques et objets biologiques.
Ce texte présente un modèle pour le temps biologique ainsi qu’un certain nombre d’idées plus générales sur l’articulation entre mathématiques et objets biologiques, fondées sur des propositions théoriques. Nous décrivons d’abord un modèle géométrisant le temps des mammifères, basé en partie sur la notion d’allométrie. Ce modèle permet de mettre en évidence la structure de la variabilité des rythmes biologiques et de discriminer cas sains et cas pathologiques. Nous utilisons cet exemple pour illustrer les principes permettant la mathématisation. Nous discutons comment s’articulent mathématiques et définition théorique des objets physiques. Nous mettons en particulier l’accent sur le rôle que jouent les symétries théoriques pour justifier ces définitions, tant au niveau de la constitution d’un espace de description que de l’obtention d’équations déterminant la trajectoire suivie par un objet. Nous abordons aussi les transitions de phases comme situations paradigmatiques où les symétries d’un système changent. Ceci nous amène à proposer que les objets biologiques (organismes, cellules) sont caractérisés par une instabilité de leurs symétries théoriques. Les objets prennent alors un sens différent de celui qu’ils ont en physique : ils font preuve de variabilité et sont fondamentalement historiques. Ceci n’empêche pas la présence d’éléments de stabilité chez le vivant, mais les symétries biologiques prennent un sens différent des symétries fondamentales de la physique.
Biophysical approaches to biological phenomena have provided fruitful insights, yet they generally suffer from the direct transposition of physical paradigms and methods in biology, without the deep justifications that exist in physics (as for the conservation of energy for example). In this context…
We propose a theoretical and formal way to account for the various levels of organization that biological systems may realize. Our key assumption is that levels of organization are to be understood as specific networks of interdependences among the functional constituents. More precisely, we will rely…
In this presentation, we will contrast the articulation between mathematics and phenomena that is performed in physical theorizing with the situation in biology.short, physical theorizing is grounded on stable mathematical structures, defined by theoretical symmetries and corresponding conservation…
