Le second principe de la thermodynamique et la sélection naturelle vus sous l’angle de la stabilité
Par Robert Pascal (www)
Une nouvelle analyse parue en ligne dans Chemical Communications (en accès libre : Stability and its Manifestation in the Chemical and Biological Worlds, par R. Pascal et A. Pross) propose de considérer l’évolution des systèmes physicochimiques et celle des systèmes vivants dans un même cadre commun en utilisant la notion de persistance (stabilité dans le temps).
Selon cette analyse, l’évolution de systèmes basés sur la persistance ne se produit que vers une plus grande stabilité jusqu’à atteindre idéalement un état ou plus aucun changement n’est possible. En thermodynamique, suivant Boltzmann, c’est l’évolution vers une plus grande probabilité de systèmes basés sur un grand nombre de particules qui est le moteur du changement et s’exprime en termes d’énergie par le second principe sous la forme d’une évolution vers l’état d’équilibre. Sans remettre en cause l’impératif du second principe dans le cas des systèmes vivants, la stabilité (considérée ici comme celle des populations) repose au contraire sur la cinétique de reproduction et le caractère non-soutenable de la croissance exponentielle (déduit de la logique mathématique de Malthus) et donne par conséquent lieu à la sélection naturelle des variants les plus efficaces à se reproduire (théorie de l’évolution de Darwin). La vision d’une évolution des systèmes vivants gouvernée, tout autant que celle des systèmes physico-chimiques, par un principe commun de persistance prend tout son sens lorsque l’on considère l’origine de la vie. Cette dernière peut alors être considérée sans nécessiter de discontinuité conceptuelle, réunissant par là même les deux domaines scientifiques dans un cadre commun.
Ce schéma représente le principe de persistance et les deux formulations mathématiques par lesquelles la stabilité/persistance s’exprime dans la nature : (a) la formulation probabiliste de Boltzmann, conduisant à la stabilité thermodynamique, et, (b) la formulation de la croissance exponentielle par Malthus, conduisant à la stabilité cinétique dynamique (DKS).
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