1. Historicity and organization

    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 emphasizing their mutual relations. Organization provides the relevant kind of complexity for functional variation occur; and, in turn, variation enables the maintenance of organization over time, notably at the evolutionary scale.

  2. Colloque: Biodiversity resilience

    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 interdisciplinaires entre biologistes, immunologistes, écologues, philosophes, mathématiciens, physiciens, informaticiens permettra l’étude des concepts de diversité et de variabilité dans le vivant adaptatif et de leurs rôles dans la résilience des systèmes vivants multi-échelles et organisés. Le système immunitaire adaptatif en cognition de l’environnement moléculaire des êtres vivants a co-évolué pour permettre la tolérance ou destruction de tissus et du microbiote et présente une biodiversité cellulaire et moléculaire exceptionnelle. Ces systèmes représentent des modèles d’étude de l’organisation et variation de systèmes dynamiques multi-échelles tout comme les écosystèmes macroscopiques. Il s’agira donc à travers les échelles des systèmes étudiés d’établir les modalités de synergie entre biodiversité et résilience ou robustesse.

  3. Changements de symétrie, criticité et aléatoire : Mathématiques et objectivation du vivant

    Changements de symétrie, criticité et aléatoire : Mathématiques et objectivation du vivant

    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.

    Abstract

    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.

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  4. Chemins vers une théorie des organismes

    L'observation de cellules en culture montre qu'elles prolifèrent, se meuvent, changent de forme... Confrontés à des contradictions entre leurs résultats expérimentaux et les cadres d’interprétations en vigueur (l'idée que les cellules d'un métazoaire sont quiescentes par défaut), Anna Soto et Carlos Sonnenschein ont été conduits à se séparer à la fois de ces cadres déterministes, où tout phénomène est conçu comme l’exécution d'un programme, mais aussi de l'ontologie qui leur est associée, et ont postulé que la prolifération et la motilité font partie de l'état par défaut des cellules. Des problèmes de même ordre se rencontrent dans la modélisation mathématique en biologie, dont le principe a été largement importé depuis la physique sans encadrement théorique. Ces difficultés ont conduit à la mise en place progressive d'un programme de recherche, regroupant philosophes, biologistes et mathématiciens, visant à développer un cadre théorique solide pour la compréhension des organismes qui soit adapté à l'originalité des phénomènes biologiques.

  5. L’individuation biologique, aspects conceptuels, aspects mathématiques

    Dans cette présentation, nous allons revenir sur une énigme : il n’y a pas d’explication possible en biologie sans enchevêtrement de niveaux. La relation entre les états d’un système et sa structure, qui permet en physique de déterminer un point de vue du système distinct de celui de l’observateur semble ne pas pouvoir être aussi aisémentat testée en biologie. Nous nous demanderons quelle est la source de ce problème ? La réponse que nous proposerons est que l’organisation biologique est une organisation du second ordre, ou pour le dire autrement un redoublement d’organisation, dont nous essaierons de préciser certains aspects conceptuels et certains aspects mathématiques. Nous comparerons ce concept de redoublement, avec l’hypothèse de criticité étendue, proposée par Bailly et Longo, mais aussi avec celui de clôture organisationnelle proposépar Varela et les néovaréliens. Nous montrerons également le lien direct qu’il y a entre cette hypothèse et l’existence de la prolifération avec variations comme état standard pour l’ontogénie et le développement des organismes, ainsi que celui de descendance avec modifications, pour l’évolution.