Créationnisme et PasteurHenry Morris, le fondateur du créationnisme moderne, a écrit :
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Résumé
Ce que Louis Pasteur et les autres qui ont nié la génération spontanée ont démontré, c'est que la vie ne surgit actuellement pas de manière spontanée sous forme complexe à partir de la non-vie dans la nature ; il n'a pas démontré l' de la vie surgissant sous forme simple à partir de la non-vie par le biais d'une longue et favorable série d'étapes chimiques/sélections. En particulier, ils n'ont pas montré que la vie ne peut surgir une fois, puis évoluer. Ni Pasteur, ni aucun autre chercheur post-Darwin dans ce domaine, n'a nié l'âge de la Terre ou le fait de l'évolution.
Introduction
Un thème récurrent dans la littérature antievolutionniste est que si la science ne peut expliquer l'origine de la vie, l'évolution est fausse, et que la « génération spontanée » a été réfutée, donc l'évolution est fausse. Ce syllogisme échoue, car l'évolution (c'est-à-dire la descendance commune et la transmutation des espèces) se produit que la vie soit apparue par hasard, par loi ou par dessein ou non, mais il y a une autre erreur plus insidieuse ici. Il n'est pas vrai que la « génération spontanée » ait été écartée dans tous les cas par la science ; les affirmations réfutées étaient plus restreintes que cela.
D'où cet essai. Nous examinerons l'histoire de l'idée, puis les réfutations, et enfin la relation entre l'origine de la vie et la théorie de l'évolution en général. Comme toujours, nous commençons par les Grecs. Une fois que nous atteignons Pasteur, les implications du débat jusqu'à ce point pour l'évolution seront examinées. Ensuite, nous examinerons les développements modernes – post-Pasteur et post-Darwin – dans la recherche sur l'Origine de la vie.
Vues anciennes sur la génération spontanée
Le premier penseur occidental à suggérer que la vie est apparue spontanément fut probablement Anaximandre, un philosophe de Milet (dans ce qui est aujourd'hui la Turquie), qui écrivit aux VIe et Ve siècles avant Jésus-Christ (611-547 av. J.-C.). Il croyait que tout provenait de la nature élémentaire de l'univers, qu'il appelait l'"apeiron" ou "illimité". Dans le cadre de sa tentative globale d'offrir des explications naturelles à des phénomènes qui avaient auparavant été attribués à l'action des dieux, tels que le tonnerre, les cieux et la terre, il donna le compte rendu suivant de la vie.
Selon une source tardive, Hippolyte au IIIe siècle de notre ère, car les propres œuvres d'Anaximandre ne nous sont pas parvenues, Anaximandre affirmait que les êtres vivants étaient d'abord formés dans l'"humide" sous l'action du Soleil, et qu'ils étaient différents à cette époque qu'ils ne le sont aujourd'hui. En particulier, il affirmait que les humains étaient à l'origine une sorte de poisson, et que, basé sur l'observation selon laquelle les humains mettent beaucoup de temps à mûrir pour atteindre l'indépendance, les humains doivent avoir été autrefois nés matures comme les autres animaux, sinon ils n'auraient pas survécu. Ce n'était en aucun cas une théorie complète de l'évolution, bien que Haeckel et Osborn aient affirmé qu'il était un "prophète" de Kant, Laplace, Lamarck et Darwin. Anaximandre affirmait également que la génération spontanée continuait jusqu'à nos jours, avec des anguilles et d'autres formes aquatiques étant produites directement à partir de matière inanimée. {Lloyd 17-18, Osborn 33-35}
Anaximène, son élève (588-524), pensait que l'air était l'élément qui conférait la vie, le mouvement et la pensée, et supposait qu'il existait une boue terrestre primordiale, un mélange de terre et d'eau, dont la chaleur du soleil formait directement les plantes, les animaux et les êtres humains. {Osborn 35}
Xénophane (576-480), le fondateur de l'école éléatique, remonte l'origine de l'homme à la période de transition entre l'état fluide de la Terre et la formation des terres. Il croyait également à une génération spontanée de plantes et d'animaux entièrement formés sous l'influence du soleil. De même pour Parménide (b544).
Empédocle (495-435) acceptait la génération spontanée de la vie, mais soutenait qu'il devait y avoir des essais de combinaisons de parties d'animaux qui apparaissaient spontanément. Les combinaisons réussies formaient les espèces que nous voyons aujourd'hui, tandis que les formes non réussies ne parvenaient pas à se reproduire. Osborn {37-40} pensait qu'il s'agissait d'une forme de sélection naturelle, mais comme seule une forme est réussie pour chaque lignée et que les espèces restent inchangées par la suite, il est difficile de faire une telle analogie.
Démocrite (b450) et Anaxagore (500-428) ont également adopté une explication par la boue terrestre, bien qu'Anaxagore ait pensé que les germes (graines) des plantes existaient dans l'air dès le début, et ceux des animaux dans l'éther. {Osborn 42-43}
Aristote
Tous ces récits reposent sur les propriétés innées (ou naturelles ; le mot grec est phusis, d'où nous tirons "physique") des éléments de l'univers. La vie est le résultat des propensions du monde. Dans Aristote (384-322), nous trouvons la plus sophistiquée de toutes ces vues grecques. Il pensait qu'il existait quatre éléments et une cinquième essence, plus tard appelée "quintessence" ou "éther", qui ne se produisait que au-delà de la lune, dans les cieux. Les quatre éléments terrestres sont, bien sûr, la terre, l'air, le feu et l'eau, chacun étant un principe de chaud, froid, sec et humide {voir les discussions dans Toulmin et Goodfield 1962a et 1962b}.
Il pensait que les propriétés des organismes vivants étaient dues au mélange de ces principes et éléments dans chaque partie du corps, plus une force animatrice qu'il appelait « pneuma », qui fut traduite en latin par « anima », le mot pour « âme ». Il y avait, en effet, un certain nombre d'âmes, allant de la croissance, au mouvement, à la sensation, à la pensée, et enfin, chez les humains, à la raison.
Dans Histoire des animaux, Aristote dit à plusieurs reprises que certains animaux naissent directement des éléments et du pneuma de la matière :
"Ainsi, chez les animaux, certains proviennent d'animaux parents selon leur espèce, tandis que d'autres naissent spontanément et non de lignées apparentées ; parmi ces exemples de génération spontanée, certains proviennent de la terre en putréfaction ou de matière végétale, comme c'est le cas pour un certain nombre d'insectes, tandis que d'autres sont générés spontanément à l'intérieur des animaux à partir des sécrétions de leurs différents organes." 539a18-26
"En règle générale, tous les testacés naissent par génération spontanée dans la boue, se différenciant les uns des autres selon les différences du matériau : les huîtres naissent dans la vase, et les coquilles Saint-Jacques ainsi que les autres testacés mentionnés ci-dessus sur des fonds sableux ; et dans les cavités des rochers, l'ascidie et le balanus, ainsi que les espèces communes, telles que la patelle et le nerite." 547b18-22
"D'autres insectes ne sont pas issus d'une parenté vivante, mais sont générés spontanément : certains à partir de la rosée tombant sur les feuilles, ordinairement au printemps, mais non rarement en hiver lorsqu'il y a eu une période de beau temps et de vents du sud ; d'autres naissent dans la boue en décomposition ou dans le fumier ; d'autres dans le bois, vert ou sec ; certains dans la fourrure des animaux ; certains dans la chair des animaux ; certains dans les excréments : et certains à partir d'excréments après qu'ils ont été évacués, et certains à partir d'excréments encore à l'intérieur de l'animal vivant, comme les helminthes ou les vers intestinaux." 551a1-10
"D'autres micro-organismes en plus de ceux-ci sont générés, comme nous l'avons déjà remarqué, certains dans la laine ou dans des articles faits de laine, comme le ses ou le petit ver des vêtements. Et ces micro-organismes apparaissent en plus grand nombre si les substances en laine sont poussiéreuses ; et ils apparaissent en nombre particulièrement élevé si une araignée est enfermée dans le tissu ou la laine, car la créature absorbe toute humidité qui pourrait s'y trouver et assèche la substance en laine. Ce ver est également trouvé dans les vêtements des hommes.
Une créature est également trouvée dans la cire longtemps conservée, tout comme dans le bois, et c'est le plus petit des micro-organismes et est blanc de couleur, et est désigné sous le nom d'acari ou de punaise. Dans les livres également, d'autres micro-organismes sont trouvés, certains ressemblant aux vers trouvés dans les vêtements, et certains ressemblant à des scorpions sans queue, mais très petits. En règle générale, nous pouvons affirmer que de tels micro-organismes sont trouvés pratiquement dans tout, à la fois dans les choses sèches qui deviennent humides et dans les choses humides qui sèchent, pourvu qu'elles contiennent les conditions de la vie." 557b1-13
et
"Certains auteurs affirment même que les mullets naissent spontanément. Dans cette assertion, ils se trompent, car la femelle du poisson est trouvée pourvue d'œufs, et le mâle de lait. Cependant, il existe une espèce de mullet qui naît spontanément de la boue et du sable.
À partir des faits énumérés ci-dessus, il est prouvé que certains poissons naissent spontanément, sans être issus d'œufs ou de la copulation. De tels poissons, qui ne sont ni ovipares ni vivipares, proviennent tous de l'une des deux sources : de la boue, ou du sable et de la matière en décomposition qui remonte à la surface sous forme d'écume ; par exemple, la mousse dite des petits poissons provient du sol sableux. Ces petits poissons sont incapables de croissance et de se reproduire ; après avoir vécu un certain temps, ils disparaissent et une autre créature prend leur place, et ainsi, à l'exception de courts intervalles, on peut dire qu'ils durent toute l'année.
569a21-569b3 {listed in Lennox 233}
Il donne une explication théorique dans le Generation of Animals, livre 3, chapitre 11. Après avoir réitéré l'affirmation selon laquelle certaines, mais non toutes, des diverses classes d'organismes se génèrent spontanément à partir de la matière, il explique pourquoi c'est le cas :
"Tous ceux qui ne se détachent pas par bourgeonnement ou ne se 'reproduisent' pas par génération sont spontanément engendrés. Or toutes les choses formées de cette manière, qu'elles soient sur terre ou dans l'eau, se manifestent manifestement en connexion avec la putréfaction et un mélange d'eau de pluie. Car, comme le doux se sépare dans la matière qui se forme, le résidu du mélange prend une telle forme. Rien ne vient à l'être par putréfaction, mais par concoction ; la putréfaction et la chose putréfiée ne sont qu'un résidu de ce qui est concoqué. Car rien ne vient à l'être à partir de tout ce qui est, tout comme dans les produits de l'art ; si c'était le cas, l'art ne ferait rien, mais comme c'est, dans l'un l'art enlève la matière inutile, dans l'autre la Nature le fait. Les animaux et les plantes viennent à l'être dans la terre et dans le liquide parce qu'il y a de l'eau dans la terre, et de l'air dans l'eau, et dans tous l'air est la chaleur vitale, de sorte que dans un sens toutes les choses sont pleines d'âme. Par conséquent, les êtres vivants se forment rapidement chaque fois que cet air et cette chaleur vitale sont enfermés dans quelque chose. Lorsqu'ils sont ainsi enfermés, les liquides corporels étant chauffés, il se forme comme une bulle mousseuse. Que ce qui se forme soit plus ou moins honorable en genre dépend de l'embrassement du principe psychique ; celui-ci dépend à son tour du milieu dans lequel la génération a lieu et de la matière qui est incluse."
En bref, les choses surgissent de la matière non vivante parce qu'il existe une « chaleur vitale », un pneuma, qui est déjà présent, et que les proportions de celui-ci et des autres éléments enfermés par la structure en formation déterminent le type d'organisme.
Aristote a nié que l'univers et la Terre eussent un commencement, de sorte que ce processus se produit en permanence, et non seulement au début, comme chez les penseurs grecs plus anciens. Compte tenu de l'influence d'Aristote sur la pensée ultérieure, particulièrement tout au long du haut Moyen Âge, ses idées constituent une sorte de fond « par défaut » auquel les penseurs occidentaux étaient soumis, sauf s'ils s'opposaient consciemment à lui sur un sujet particulier. Par exemple, Francis Bacon a déclaré, dans son Nouvelle Atlantide (c. 1614), qu'il était possible pour son protagoniste « juif érudit » de
"... imiter et démontrer les météores -- comme la neige, la grêle, la pluie, certaines pluves artificielles de corps et non d'eau, les tonnerres, les éclairs ; aussi les générations de corps dans l'air -- comme les grenouilles, les mouches, et divers autres."
En résumé, la génération spontanée était même possible dans l'air. Mais dans toutes ces affirmations post-aristotéliciennes, seuls les corps simples et les organismes pouvaient se générer spontanément, et certainement pas les humains. Dans cette croyance, Théophraste (370-288 av. J.-C.) était d'accord, tout comme la plupart des auteurs tout au long du Moyen Âge jusqu'aux débuts de la biologie moderne au XVIIe siècle, y compris les premiers pères chrétiens Origène et Augustin.
Biologie moderne précoce et les défis à la génération spontanée
William Harvey (1578-1657) a publié son De Generatione en 1651, dans lequel il a forgé la phrase souvent citée "ex ova omnia" (tout [la vie] provenant des œufs). Cependant, malgré cette phrase, il a admis qu'il pouvait y avoir une vie générée spontanément {Gasking 18-19}. Par conséquent, malgré le mythe des manuels, Harvey n'était pas le premier à rejeter la génération spontanée, bien qu'il ait affirmé que de nombreux cas de génération spontanée apparente étaient dus à des graines invisibles étant dispersées et répandues dans l'air.
La génération spontanée de souris a été rapportée par Johannes Baptista van Helmont (1579-1644), un médecin et alchimiste. Il croyait que les souris apparaissaient lorsqu'un flacon de blé et de vieux chiffons était incubé dans un placard chaud et sombre. {Magner 267}
Francisco Redi (c1626-1697) a démontré en 1668 que les mouches ne surgissaient pas spontanément, contrairement à Aristote, mais d'œufs pondus par des mouches adultes. La viande recouverte de manière à ce que les mouches ne puissent pas y accéder était exempte de mouches, tandis que la viande accessible aux mouches en développait. Membre de l'Académie des Expériences à Florence, il a mené plusieurs expériences sur le sujet, suivant le développement des larves de mouches à partir d'œufs, sur différentes viandes incluant de la viande de lion, d'agneau, de poissons et de serpents. Les résultats ont été publiés dans Expériences sur la génération des insectes. Il a déclaré, en utilisant le terme « ver » pour désigner la larve :
"J'ai commencé à croire que tous les vers trouvés dans la viande provenaient des mouches et non de la putréfaction. J'ai été confirmé en observant que, avant que la viande ne devienne vermoulue, des mouches de cette espèce planaient au-dessus d'elle, qui se reproduiraient plus tard en elle. La croyance non confirmée par l'expérience est vaine. Par conséquent, j'ai placé un [mort] serpent, quelques poissons et une tranche de veau dans quatre grands flacons à large ouverture. J'ai fermé et scellé ces flacons. Ensuite, j'ai rempli le même nombre de flacons de la même manière, en les laissant ouverts. Des mouches ont été vues entrant et sortant constamment des flacons ouverts. La viande et les poissons dans ceux-ci sont devenus vermoulus. Dans les flacons fermés, il n'y avait pas de vers, bien que le contenu fût maintenant putride et fétide. À l'extérieur, sur les couvercles des flacons fermés, quelques larves cherchaient avidement une fente d'entrée.
"Ainsi, la chair des animaux morts ne peut engendrer de vers que si les œufs des vivants y sont déposés." {Cité de Singer 440}
Il a poursuivi les expériences en utilisant du gaze, avec les mêmes résultats.
Redi n'a pas réfuté la génération spontanée en tant que telle, comme le note Magner, mais ses expériences ont « réduit la bataille de la génération d'êtres macroscopiques au petit nouveau monde des infusoires et des animalcules découverts par van Leeuwenhoek » {Magner 267}. Malgré cela, il a continué à croire que les insectes pucerons étaient générés spontanément. Des chercheurs ultérieurs, tels que Antonio Vallisnieri (1661-1730), ont montré en 1700 que les guêpes pucerons pondaient leurs œufs dans les plantes avant que la galles ne se forme autour des larves, comme l'avait fait Marcello Malpighi (1628-1694) {Singer 441}, et Jan Swammerdam (1637-1680) en 1669, tandis que René Antoine Ferchault de Réaumur (1683-1757) dans ses Contributions à l'histoire des insectes (1737-1748) a montré que les insectes qui avaient été pensés comme étant générés spontanément provenaient en fait d'œufs. {Gasking 62-63}
Les défenseurs ultérieurs de la génération spontanée étaient généralement des épigénétistes dans les débats des générations, tandis que les opposants étaient généralement des préformationnistes. Il s'agissait de deux points de vue théoriques sur la nature de la génération de nouveaux organismes : les préformationnistes croyaient que le modèle de génération était inclus dans la graine, chaque embryon encapsulé dans son embryon parental jusqu'à la création, tandis que les épigénétistes croyaient, comme Aristote, que chaque embryon se forme à partir d'une matière indifférenciée par une forme organisatrice. Par conséquent, les préformationnistes devaient rejeter la génération spontanée, ex hypothesi.
Gottfried Willhelm Leibniz (1646-1716), un philosophe, mathématicien et scientifique célèbre, a affirmé qu'il existait des « molécules vivantes » fondamentales qu'il appelait des « monades », d'où toutes choses étaient issues. Bien qu'il adhère à une vision statique de la nature, il pensait qu'il existait une échelle de complexité et que les organismes très simples étaient constitués directement de monades. Ses vues ont influencé de nombreux biologistes après lui. {Nordenskiold 128, Magner 267}
Needham et Spallanzini
Le grand naturaliste français Georges Louis Leclerc, comte de Buffon (1707-1788, connu sous le nom de Buffon même par les Français) et un prêtre catholique anglais, l'abbé John Turberville Needham (1713-1781), un microscopiste accompli que Buffon rencontra lors d'un voyage en Angleterre, décidèrent vers 1738 de tenter de réfuter le travail de Louis Joblot (1645-1723). {Gasking 89-90} Joblot avait tenté de démontrer que les infusoires (organismes simples trouvés dans les infusions de matière organique, principalement des ciliés) n'étaient pas générés spontanément en faisant bouillir un milieu et en plaçant une partie dans un récipient scellé, l'autre dans un récipient ouvert. Celui scellé ne s'est pas trouvé infusé de ces organismes. Pour prouver que le milieu était toujours capable de soutenir la vie, il exposa le matériau scellé à l'air et il fut bientôt rempli de ces organismes.
Lorsque Needham répéta les expériences à l'instigation de Buffon, il constata que, bouillis ou non, scellés ou non, la vie apparaissait dans les récipients de bouillon. Il conclut qu'il existait une force végétative dans chaque parcelle de matière, tout comme la théorie de Buffon selon laquelle il y avait un « moule intérieur » (moule interieur) pour la génération d'organismes plus grands (c'est-à-dire une vue épigénétique) le prédisait. Les résultats furent publiés en 1748 dans le Philosophical Transactions of the Royal Society.
Abbott Lazzaro Spallanzani (1729-1799) dissenta et se mit à réfuter les résultats de Needham et de Buffon. Il était également professeur aux universités de Reggio, de Modène et de Pavie, et son travail expérimental était de haute qualité. Il raisonna que les organismes minuscules devaient avoir une phase initiale de croissance encore plus minuscule, et décida donc que le problème ne pouvait être résolu par l'utilisation d'un microscope. {Singer 442} En 1767, il publia son compte rendu réfutant Needham et Buffon, en disant :
"J'ai cherché à découvrir si une longue ébullition nuirait ou empêcherait la production d'animalcules dans les infusions. J'ai préparé des infusions avec onze variétés de graines, bouillies pendant une demi-heure. Les récipients étaient légèrement bouchés avec des bouchons. Après huit jours, j'ai examiné les infusions au microscope. Dans tous les cas, il y avait des animalcules, mais de différentes espèces. Par conséquent, une longue ébullition n'empêche pas en soi leur production". {Cité dans Singer 442}
Ainsi, il a tenté d'exclure l'air, en plaçant les infusions dans cinq séries de flacons. Une série a été laissée ouverte, les quatre autres ont été scellées et portées à ébullition, chaque série pendant 30 secondes de plus que la première. Après deux jours, la série ouverte était infestée, et la série de 30 secondes contenait des organismes plus petits, tandis que le reste en contenait presque aucun. Il avait montré que la durée de l'ébullition importait, car certains organismes étaient plus résistants à la chaleur que d'autres. En faisant bouillir des vaisseaux scellés pendant une demi-heure à trois quarts d'heure, Spallanzani a montré qu'aucune vie ne se développerait tant que le flacon restait scellé. {Singer 442-443}
Lorsque Needham objecta que la chaleur avait rendu les infusions elles-mêmes stériles – c'est-à-dire incapables de soutenir la vie –, Spallanzani brisa les collets des flacons, et les infusions montrèrent bientôt la vie habituelle. {Nordenskiöld 131}
Ce débat ne prit pas fin – d'autres répétèrent les expériences avec des résultats variables, tantôt réussis, tantôt échoués. Theodor Schwann (1810-1882), l'un des fondateurs de la théorie cellulaire, démontra en 1836-1837 que l'air chauffé ne provoquait pas de putréfaction dans un bouillon stérilisé, mais la raison était ambiguë ; il est possible que l'air chauffé (calciné) fût incapable de soutenir la respiration. Le chimiste français Joseph-Louis Gay-Lussac (1778-1850) montra que les expériences de Spallanzani comprenaient de l'oxygène, nécessaire à la fermentation et à la putréfaction, en prouvant qu'une grenouille pouvait y vivre. D'autres, tels que Franz Schultze (1815-1873), Heinrich Schroder (1810-1885) et Theodor von Dusch (1824-1890), tentèrent tous de résoudre la question, sans succès. {Singer 443, Magner 269-270} Les arguments continuèrent.
Malgré les arguments théoriques, un chef français, Nicholas Appert (1750-1841), a appliqué les résultats de Spallanzani au domaine commercial de l'alimentation, en plaçant les aliments dans des bouteilles propres, en les bouchant légèrement et en les faisant bouillir. Ces techniques ont été publiées en 1810 et ont fondé l'industrie de la conservation des aliments. {Magner 269} Une autre question industrielle est alors apparue au premier plan - la fermentation. L'homme qui a résolu cet aspect du débat fut Louis Pasteur.
Le XIXe siècle avant Pasteur
Tout au long du XIXe siècle, il y avait des croyants en la génération spontanée. Un grand croyant était Lorenz Oken (1779-1851), un disciple de Goethe, qui a proposé (1809) une théorie de « boue marine » sur les origines de la vie, tout comme Anaximandre. Il croyait qu'elle se produisait là où la terre et la mer se rencontrent, et que de minuscules bulles de mousse renfermaient trois principes de la vie : l'alimentation, la respiration et la digestion. Cependant, il n'était pas cohérent et a fait de nombreuses affirmations contradictoires - telles que l'Homme étant la descendance d'une côte chaude et douce en Inde. {Osborn 126-127}
Comme Oken, Jean Baptiste de Lamarck (1744-1829), élève de Buffon, croyait également à la génération spontanée, en contradiction avec son mentor, et pour la première fois en fit un pilier d'une théorie de la transmutation (1809). Cependant, contrairement à la théorie ultérieure de Darwin, Lamarck supposait que chaque espèce était le résultat d'un événement indépendant de génération spontanée, et qu'elles continuaient jusqu'à nos jours - chaque espèce était aussi avancée qu'elle l'avait été depuis son existence. Il écrivit :
"Dans les eaux du monde ancien, à l'époque actuelle, de très petites masses de matière mucilagineuse ont été collectées. Sous l'influence de la lumière, certains éléments, caloriques et électriques, ont pénétré dans ces petits corps. Ces corpuscules sont devenus capables d'absorber et d'exhaler des gaz ; des mouvements vitaux ont commencé, et ainsi une plante ou un animal élémentaire est apparu. Peut-être que des formes de vie plus élevées, telles que celles qui infestent les intestins, prennent naissance de cette manière. La nature crée ainsi toujours." {1802, cité dans Osborn 178}
Juste avant Lamarck, le propre grand-père de Darwin, Dr Erasmus Darwin (1731-1802), a écrit dans son poème scientifique The Temple of Nature (1802), très apprécié à l'époque mais peu après :
"Ainsi, sans parents, par une naissance spontanée,
Surgissent les premiers points de la terre animée."
et
"La vie organique sous les vagues sans rivages
Naquit et fut nourrie dans les grottes perlées de l'océan;"
et ainsi de suite. Ces formes initiales de vie sont primitives et minuscules, et des formes plus grandes évoluent plus tard. Dans Zoonomia (1794), il a émis des conjectures sur la première forme de vie :
"Devons-nous conjecturer qu'un et le même type de filament vivant est et a été la cause de la vie organique ?"
Cependant, ni Oken, ni Lamarck, ni Darwin n'ont eu beaucoup d'impact sur le monde académique de leur époque. En France, seul Étienne Geoffroy (1725-1810) a défendu ses idées, tandis qu'en Grande-Bretagne, seul Robert Grant, à Édimbourg, plus tard professeur et ami de Charles Darwin, a continué à présenter des vues évolutionnistes.
Pasteur, fermentation, contagion, et prouver un négatif
À la période suivant les vues de plus en plus évolutionnistes sur la vie, deux problèmes urgents devaient être résolus, touchant à la génération spontanée. Il s'agissait de deux questions d'hétérogenèse (vie apparaissant à partir des produits dégradés ou putréfiés d'autres vies) et non d'abiogenèse (un mot inventé beaucoup plus tard dans le siècle par T. H. Huxley, comme nous le verrons plus tard). L'hétérogenèse était un problème majeur à deux titres non liés à l'évolution : d'une part, la question de l'origine des maladies, et en particulier des vers parasites et des ténias ; d'autre part, la cause de la fermentation. La première est une question de santé publique, illustrée par les pandémies de choléra de 1831, 1848, 1853 et 1861 en Angleterre, tandis que la seconde était une préoccupation majeure dans l'industrie viticole et brassicole de France et d'ailleurs. Examinons d'abord la fermentation.
Il existait deux théories concernant l'origine des microorganismes dans les fermentations, ainsi que du processus de fermentation lui-même. La première fut avancée en 1836 par un ingénieur français, Charles Cagniard-Latour (1777-1859), selon laquelle la levure, reconnue comme l'ingrédient actif de la fermentation, était constituée de minuscules organismes qui provoquaient directement la fermentation par ce que nous appelons maintenant leurs processus métaboliques (un terme qui n'a été inventé que quelques années plus tard par Schwann, l'un des découvreurs de la théorie cellulaire). {Nordenskiöld 431, Singer 339} L'autre, proposée par le célèbre chimiste Antoine-Laurent Lavoisier en 1789 et défendue par Justus von Liebig (1802-1873), était que la fermentation était causée par un processus chimique - soit de l'action de l'air sur le jus de raisin (Joseph-Louis Gay Lussac, 1778-1850, en 1810) ; soit d'un « composé d'azote dans un état de putréfaction ou de décomposition » qui provoquait une condition similaire dans d'autres corps (Liebig, 1840) {Farley 49}. Bien sûr, l'explication chimique, bien que renforcée par le travail de l'élève de Liebig, Friedrich Wöhler (1800-1882), dans la synthèse du composé organique urée en 1828, présentait un problème : pendant la fermentation, on constatait que les microorganismes se développaient. Par conséquent, soit ils se développaient à la suite de la chimie, c'est-à-dire la génération spontanée, soit ils étaient des infections qui profitaient de ces produits.
En 1837-1838, trois chercheurs ont indépendamment découvert que la levure était un organisme vivant : Cagniard-Latour, Friedrich Kützing et Schwann. Les deux premiers ont établi que la levure provoque la décomposition du sucre lorsqu'elle est vivante, et non lorsqu'elle est morte. Schwann, cherchant à prouver que la génération spontanée ne se produisait pas sur la viande, a montré que l'air dans les flacons utilisés pour prouver que la viande ne se putréfiait pas lorsqu'elle était bouillie était encore « vital » en l'utilisant pour faire pousser de la levure sur du sucre de canne bouilli. Lorsqu'ils n'ont pas provoqué de fermentation, il a examiné la levure et a conclu qu'il s'agissait d'un « champignon articulé » et a conclu, sans véritable fondement, que la fermentation alcoolique se produit lorsque la levure (ou comme il l'appelait, « le champignon de sucre », ou Zuckerpilz) utilise du sucre et des substances azotées pour sa croissance, convertissant incidentellement ces éléments en alcool. Il avait raison, mais cela n'était pas connu à l'époque, et Liebig a rejeté ses preuves. Ainsi, bien qu'il y ait eu une opinion minoritaire selon laquelle la levure était un organisme vivant provoquant la fermentation, l'opinion majoritaire restait que la fermentation chimique se produisait et que la génération spontanée était la cause des cellules de levure.
En revanche, la contagion était tout aussi cruciale. On pourrait penser que le succès des techniques antiseptiques introduites par Joseph Lister (1827-1912) en 1865 prouvait que la contagion était causée par des pathogènes, lui-même l'admettant, bien qu'il ne soit pas d'accord pour dire que les « particules septiques » pourraient être des produits cellulaires et non des cellules. {Farley 83} En tout cas, cela était après Pasteur. Plus pertinent encore était le travail de John Snow (1813-1858) sur le traçage de la source du choléra à Londres en 1849 et 1855 vers certains puits. Bien qu'on pensât que l'épidémie était due à la transmission, la plupart des contagionnistes britanniques estimaient que la contagion était due à des « particules non organiques », une opinion qui remonte à Galen (130-200), qui pensait que les maladies étaient transmises par des « miasmes ». Tel était l'état des choses lorsque Pasteur entreprit ses recherches.
L'œuvre de Theodor Schwann, en particulier, avait affirmé que les cellules pouvaient se former à partir de produits cellulaires tels que le matériau extracellulaire qu'il appelait le « Cytoblastema », tandis que son co-théoricien Matthias Schleiden (1804-1881) pensait que toutes les cellules se formaient à partir de structures au sein des cellules existantes. Hugo von Mohl (1805-1872), bien qu'il pensât que les cellules étaient en général formées par division directe, a tout de même mentionné en passant que la formation libre de cellules pourrait se produire indépendamment de « la vie de la plante parente dans la création de champignons parasites, de cellules de levure, etc., tant dans le fluide de décomposition des cellules que dans les sucs excrétés ou exprimés ». {Farley 53}
Le célèbre pathologiste et cytologiste Rudolph Virchow (1821-1902) était d'accord avec Robert Remak (1815-1865) qui avait déclaré en 1852 que l'apparition de la formation libre de cellules était aussi improbable que la génération spontanée. Virchow considérait la génération spontanée comme une « hérésie, ou œuvre du diable » en 1855, et beaucoup plus tard, il affirma que Schwann avait relancé l'ancienne doctrine de la generatio aequivoca, comme on la connaissait sous le nom de génération spontanée. {Farley 199n} À sa place, Virchow affirma que toute forme de vie nécessitait une matrice, une organisation préalable :
"La vie ne réside pas dans les fluides en tant que tels, mais uniquement dans leurs parties cellulaires ; il est nécessaire d'exclure les fluides dépourvus de cellules du domaine du vivant, ainsi que la matière intercellulaire des fluides contenant des cellules. ... La vie restera toujours quelque chose d'à part, même si nous devions découvrir qu'elle est mécaniquement suscitée et propagée jusqu'au moindre détail." {cité dans Farley 54}
Virchow a célèbrement énoncé le dicton Omnis cellula e cellula (toutes les cellules proviennent de cellules), mais il n'a jamais pu fournir une « démonstration absolue » de ce « principe établi » ; pour une très bonne raison : on ne peut ni prouver un négatif universel ni un positif universel avec un ensemble fini ou limité d'observations. Même lorsque Virchow attaquait l'origine non cellulaire des cellules, la théorie cellulaire elle-même était modifiée pour accommoder l'idée d'un « protoplasme », qui deviendra important dans la période après Pasteur.
D'autres combattants dans le débat sur la génération spontanée à cette époque comprenaient Christian Ehrenberg (1795-1876 ; opposé) et Felix Dujardin (1801-1862, en faveur), entre autres. {Farley 55-56}. Un débat secondaire intéressant portait sur le fait que les vers parasites et les douves du foie se formaient par des irritations dans les tissus des malades ou en raison d'une infection. En Grande-Bretagne, environ 240 articles ont été publiés sur ce sujet, qui était obscurci par le fait que, comme il s'est avéré, de nombreux parasites de ce type présentent des formes distinctes dans des générations alternées, et les parasites infectants n'ont donc pas été reconnus comme appartenant à la même espèce. La découverte de l'alternance des générations a été faite par Japetus Steenstrup (1813-1897), un zoologiste danois, en 1842.
Pouchet et Pasteur
Le directeur du Musée d'Histoire Naturelle de Rouen, Félix Archimède Pouchet (1800-1872), commença à présenter une série de mémoires en 1855 à l'Académie des Sciences à Paris, prétendant prouver la génération spontanée, et à montrer non seulement qu'elle se produisait, mais dans quelles circonstances. Il nomma son sujet hétérogenèse, qui était le titre d'un volume massif qu'il publia en 1859. Comme Buffon et Needham, Pouchet pensait que l'hétérogenèse n'était pas accidentelle, mais due à la force vitale des matériaux, qui devaient être de la matière organique préexistante. Selon lui, les facteurs causaux impliqués étaient la matière organique, l'eau, l'air et la température appropriée. {Magner 270}
Les résultats de Pouchet montraient, selon lui, que si, dans le règne animal, toute la vie provenait d'œufs, ces œufs provenaient, à certains moments, de la génération spontanée. Il écrivit,
"La génération spontanée ne produit pas un être adulte ; elle se déroule de la même manière que la génération sexuelle, qui, comme nous le montrerons, est initialement un acte complètement spontané par lequel la force plastique réunit dans un organe spécial les éléments primitifs de l'organisme." {cité dans Farley 97}
En d'autres termes, Pouchet pensait que la génération sexuelle était un acte spontané causé par une force vitale, tout comme la génération spontanée. Il soutenait que cela se produisait par la providence divine plutôt que par le hasard. La génération spontanée avait été précédemment attaquée pour être irreligieuse, car l'événement était dû à la recombinaison fortuite de molécules. La version de Pouchet était guidée par Dieu. Il pensait que l'acte original de création était guidé par Dieu, tout comme les événements subséquents. Ainsi, Pouchet tentait de déloger la génération spontanée des mains des matérialistes. « La loi de l'hétérogénèse », écrivait-il, « loin d'affaiblir les attributs du Créateur, ne peut qu'augmenter la Majesté divine. » {Farley 98} Comme le note Farley, Pasteur et les comptes rendus subséquents du débat ont négligé le théisme orthodoxe et la piété de Pouchet.
De plus, le compte rendu de Pouchet était basé sur l'apparition de nouvelles vies à partir de la matière organique des anciennes vies, et non à partir de matière non vivante :
"La succession de la vie à la surface du globe lie la matière dans un cercle étroit d'où elle ne peut échapper. Elle est successivement attirée et repoussée par ces phénomènes incessants. Mais les particules organiques, parfois intimement unies pour former des organismes, et parfois libres dans l'espace, ne sont pas moins animées d'une vie latente, qui semble attendre seulement leur regroupement pour se manifester visiblement. Il semble que pour les molécules organiques, il n'y ait pas de mort... seulement une transition vers une nouvelle vie." {cité dans Farley 98}
L'exception évidente à cela est, bien sûr, la première création divine. Tout le reste nécessitait une « force plastique », une puissance modelante.
Mais Louis Pasteur (1822-1895) s'est opposé à l'idée de la génération spontanée. L'Académie française des Sciences a offert le Prix Alhumbert de 2500 francs à celui qui pourrait jeter « une nouvelle lumière sur la question de la soi-disant génération spontanée ». Pasteur l'a remporté en 1862 pour son célèbre essai de 1861, « Mémoire sur les corpuscules organisés qui existent dans l'atmosphère », publié dans leurs Annales l'année suivante. Dans celui-ci, il décrit une série d'expériences élégantes conçues pour réfuter la principale affirmation de Pouchet selon laquelle aucun organisme n'avait été introduit dans ses flacons. En convenant que ni l'air utilisé, ni l'eau ne contenaient de germes dans l'expérience de Pouchet, et qu'il avait suffisamment stérilisé le flacon et les matériaux à la chaleur, il se concentra sur un autre élément de l'expérience - le bac à mercure dans lequel Pouchet refroidissait le flacon. Dans celui-ci, Pasteur affirmait que la poussière, transportant des germes, s'était déposée et que cela avait introduit des germes dans le flacon scellé de Pouchet.
Pasteur ne pouvait, bien sûr, se contenter d'arguer que Pouchet aurait pu commettre cette erreur, il devait démontrer que, si l'expérience était correctement menée, aucun germe ne se développerait spontanément. Il fit donc réaliser des flacons de formes variées, conçus pour permettre le passage de l'air, mais non de la poussière qui transporterait les germes, dans le flacon contenant le bouillon stérilisé. Le liquide resta limpide pendant des mois. Comme le note un biographe,
"L'observateur avait le choix entre deux hypothèses uniquement : placer l'origine des germes soit dans des particules solides (fragments de laine ou de coton, amidons) flottant dans l'atmosphère, soit dans des spores de moisissures ou les œufs d'infusoires. Pasteur a dit : « Je préfère penser que la vie vient de la vie plutôt que de la poussière. » {Debré 161}
Les débats et expériences ultérieurs ont impliqué le prélèvement d'air depuis les plafonds des cathédraux par Pouchet, depuis un ballon par Pasteur, et depuis des sommets montagneux par les deux. Une compétition en juin 1864 entre les deux, supervisée par un comité de l'Académie favorable à Pasteur, a été remportée par Pasteur lorsque Pouchet a quitté la salle en affirmant qu'il y avait eu partialité et irrégularité de procédure. Pasteur a été considéré comme ayant démontré que la génération spontanée n'existait pas, et est devenu un héros de la société française. Mais avait-il vraiment démontré cela ?
À la rigueur, Pouchet avait montré que les infusions de foin se produisaient même après ébullition, car, comme il a été démontré un peu plus tard, le foin contenait des spores résistantes à la chaleur. {Geison 131} S'il avait continué à participer à la compétition, il aurait très probablement gagné (bien que pas parce qu'il avait raison sur la génération spontanée). Ce qui nous inquiète davantage, nous modernes, c'est qu'il apparaît, maintenant que les carnets de Pasteur sont accessibles (ils ont été rendus disponibles seulement dans les années 1970, et un index publié seulement en 1985), que Pasteur a répété ignoré les résultats positifs dans ses expériences, affirmant qu'ils étaient dus à des erreurs plutôt qu'à la génération spontanée ; en fait, seulement 10 % de ses expériences ont donné le résultat souhaité. {Geison 130}
Même ainsi, Pasteur avait raison : la vie moderne, y compris les champignons et les infusoires, n'est pas apparue à partir de matière non vivante, qu'elle soit organique ou élémentaire. Le débat sur sa technique expérimentale ne concerne que les historiens, bien que le livre de Geison de 1995 ait provoqué une énorme polémique en France, où Pasteur est considéré comme une sorte de saint laïc.
Dans ses dernières années, Pasteur fut contraint de modifier certaines de ses vues (pas concernant la génération spontanée). Il avait pensé que les micro-organismes conservaient indéfiniment leur virulence. Mais en 1881, il fut obligé d'admettre que la virulence pouvait s'atténuer spontanément (et il en fit la base de son vaccin antirabique). Debré dit : « Et maintenant, à l'âge de soixante ans, Pasteur se trouvait de nouveau face à des faits qui ne s'inséraient pas dans ses concepts. La virulence atténuée entrait en conflit avec sa philosophie biologique. Il dut renoncer à ses dogmes et entrer dans le débat sur l'évolution des espèces. » Il dut choisir entre la vision de Darwin selon laquelle la sélection était en opération, ou celle de Lamarck selon laquelle l'environnement influençait directement les espèces d'organismes, et choisit Lamarck. Mais il accepta la transmutation des espèces, comme le démontre son commentaire cité dans la biographie de Hilaire Cuny, de Pasteur {Cuny, 122, de Pasteur 434} :
"La virulence apparaît sous un jour nouveau qui ne peut que inquiéter l'humanité ; à moins que la nature, dans son évolution à travers les âges (une évolution qui, comme nous le savons maintenant, se poursuit depuis des millions, voire des centaines de millions d'années), ait enfin épuisé toutes les possibilités de produire des maladies virulentes ou contagieuses - ce qui ne semble pas très probable."
Même s'il fait ensuite référence aux « innombrables espèces de la Création », il est clair qu'il acceptait la réalité de l'évolution. De plus, il caractérisait l'interaction entre les microbes et les hôtes comme une « lutte pour l'existence » (une expression, il faut le rappeler, inventée par le botaniste suisse Alphonse de Candolle et empruntée par Darwin). Cependant, je doute qu'il ait accepté que l'évolution se produise par sélection naturelle, car les Français ne l'ont rarement fait avant les années 1950 et les écrits de Jacques Monod. Toutefois, il n'était pas créationniste, du moins à ce stade de sa vie.
De plus, beaucoup a été dit sur la foi de Pasteur. Il est souvent affirmé qu'il était un catholique fervent, mais il semble qu'il ait été très laxiste dans sa dévotion religieuse, lisant les offices religieux comme étudiant et ne fréquentant pas beaucoup l'église durant sa vie. Il faut dire qu'il s'est opposé à la mode philosophique du matérialisme radical en France, d'où est né le débat sur la génération spontanée, mais il n'était guère un croyant modèle. Néanmoins, malgré les affirmations faites par Farley et Geison selon lesquelles Pasteur laissait sa recherche être guidée par sa philosophie a priori, il s'est avéré correct que les proliférations de germes étaient causées par des germes préexistants, et que la fermentation était due à la levure.
Résumé à ce jour
Ainsi, nous devons nous demander - ce que Pasteur a-t-il prouvé ? A-t-il prouvé que la vie ne peut jamais provenir de matière non vivante ? Non, il ne l'a pas fait, et c'est parce qu'on ne peut pas réfuter expérimentalement quelque chose de ce genre, seulement théoriquement, et il n'avait pas de théorie de la biologie moléculaire pour établir cette affirmation. Ce qu'il a montré, c'est qu'il était très improbable que les organismes vivants modernes soient apparus à partir de matière organique non vivante. C'est une affirmation beaucoup plus restreinte que celle selon laquelle la vie primitive serait apparue à partir de matière non vivante non organique.
Jusqu'ici, nous avons vu que ni Redi, ni Spallanzani, ni Pasteur n'ont réfuté l'apparition de la vie dans tous les cas, seulement dans des cas particuliers. De plus, nous avons vu que les affirmations « toute la vie provient d'œufs », « toutes les cellules proviennent de cellules » et « toute la vie provient de la vie » sont des généralisations non entièrement soutenues par les preuves expérimentales disponibles au moment où elles ont été formulées.
Évolution et abiogenèse
[Note: à partir de ce point, les dates ne sont pas indiquées pour les scientifiques. Les détails biographiques peuvent être trouvés dans le livre de Farley, ou dans un ouvrage d'histoire tel que celui de Singer.]
La réaction à Pasteur fut presque unanime, du moins en France : l'hétérogénèse était une question close. Mais ce que Pasteur démontra et ce qui en fut déduit comme une leçon philosophique et morale étaient deux choses différentes. La science française, depuis l'époque des philosophes, avait une forte teinte matérialiste. Beaucoup s'y opposèrent, et Pasteur fut immédiatement mobilisé contre elle. En 1873, le père H. de Valroger considérait la génération spontanée comme une croyance nécessaire de l'athéisme, et écrivait que « l'action du Créateur a été nécessaire pour la production des premiers êtres vivants », tandis que, de l'autre côté, Félix Isnard écrivait en 1879 qu'« il faut se soumettre à une preuve rigoureuse du raisonnement et n'accepter comme vérité que ce qui est démontré par la science », et que la raison nous obligeait à accepter l'abiogenèse et à admettre que l'hétérogénèse était également encore possible. {Farley 119}
Dans d'autres pays, où l'Origine de Darwin, publiée la même année que les études de Pasteur, a eu une influence, laquelle n'a pas été le cas en France, l'abiogenèse était encore considérée comme une notion viable. Bien que Darwin ait ajouté la phrase « par le Créateur » dans son dernier paragraphe de la deuxième édition (1860), et que Huxley ait également déclaré publiquement que la vie aurait pu être à l'origine créée, cela n'a jamais été compris comme faisant partie de la mentalité évolutionniste, et il n'a pas fallu longtemps avant que les gens ne commencent à spéculer sur la manière dont la vie a commencé. Darwin lui-même l'a fait, dans une lettre à son ami botaniste Joseph Hooker en 1871, il écrivit :
« Il est souvent dit que toutes les conditions pour la première production d'un organisme vivant sont maintenant présentes, ou pourraient l'être. Mais si (oh ! quel grand si !) nous pouvions concevoir dans un petit étang chaud, avec toutes sortes d'ammoniaque et de sels phosphoriques, lumière, chaleur, électricité, etc., présents, qu'un composé protéique (sic) se formât chimiquement, prêt à subir encore des changements plus complexes, à l'heure actuelle, une telle matière serait instantanément absorbée, ce qui n'aurait pas été le cas avant la découverte d'êtres vivants. »
En revanche, dans ses écrits, il s'est abstenu de spéculer, notant que « la manière dont les facultés mentales se sont d'abord développées chez les organismes les plus simples est aussi désespérée que la manière dont la vie elle-même est apparue pour la première fois. Ce sont des problèmes pour le lointain avenir, s'ils sont jamais résolus par l'homme. » (L'Origine de l'homme, chapitre 2, 1871). Dans un essai publié dans l'Athénée en 1863, Darwin a écrit sur l'hétérogénie « comme on appelle maintenant la vieille doctrine de la génération spontanée », dans lequel il a noté qu'un « amas de boue avec de la matière en décomposition et subissant des changements chimiques complexes est un excellent lieu de dissimulation pour l'obscurité des idées ». Il a soutenu que, bien qu'il soit vrai qu'à un moment donné « il a dû y avoir un temps où seuls des éléments inorganiques existaient sur notre planète », « notre ignorance est aussi profonde sur l'origine de la vie que sur l'origine de la force ou de la matière », et il nie que la théorie de l'évolution exige que la vie se produise continuellement. Les formes de vie dites « primitives », comme les Foraminifères, sont bien adaptées à leurs conditions et ne constituent pas une preuve d'une hétérogénisation en cours : « la nature de la vie ne sera pas saisie en supposant que les Foraminifères sont générés périodiquement à partir de la boue ou de la vase. » {Barrett 2:78ff}
T. H. Huxley, bien qu'il soit d'accord avec Darwin selon lequel Pasteur avait démontré que l'hétérogénie ne se produisait pas en continu, a exprimé la croyance que la vie était formée à partir d'un fluide présent dans les cellules appelé « protoplasme », qui était l'argile dont la vie se modelait, pour ainsi dire {Huxley 1868}. Beaucoup pensaient qu'il entendait affirmer que la vie issue de la matière inorganique était une doctrine évolutionniste, bien qu'il ait nié cela. Cela fut vain. En 1870, il revint à la question et inventa le terme « abiogenèse » {Huxley 1870} pour le contraster avec la « biogenèse », la doctrine selon laquelle toute la vie provient de la vie. Il était d'accord avec Pasteur pour toutes les « formes de vie connues ». Il a noté que l'hétérogénèse et l'abiogenèse étaient souvent confondues l'une avec l'autre, mais que réfuter l'une ne réfutait pas pour autant l'autre. Encore une fois, il n'a pas plaidé en sa faveur.
En 1868, Huxley avait réexaminé certains boues océaniques remorqués en 1857 avec un microscope plus puissant que celui qu'il avait utilisé lors de son premier examen, et il pensait y voir « une nouvelle forme de … êtres animés simples » que Ernst Haeckel avait précédemment appelé Urschleim (mucus primitif), et il l'a nommé Bathybius Haeckelii. Les protoplasmatiques pouvaient désormais affirmer que le fond océanique était recouvert d'un Urschleim protoplasmique. Tout ce que Huxley aurait dit en 1870, cependant, était que l'abiogenèse était théoriquement possible, mais « que je ne vois aucune raison de croire que cet exploit ait été accompli jusqu'à présent ». {Farley 74f} Les darwinistes semblaient se ranger derrière Pasteur, sur cette question et d'autres (Huxley était médecin, et il acceptait la théorie de la contagion des maladies).
William Thompson, plus tard Lord Kelvin, dont les contributions physiques comprenaient un déni qu'il n'y avait pas eu assez de temps pour que la sélection naturelle provoque l'évolution (plus tard démontré faux par la découverte de la radioactivité), a déclaré dans son discours présidentiel à l'Association britannique pour l'avancement des sciences en 1871 :
"Je confesse être profondément impressionné par les preuves présentées devant nous par le professeur Huxley, et je suis prêt à adopter, comme un article de foi scientifique, vrai à travers tout l'espace et tout le temps, que la vie procède de la vie, et de rien que la vie.
"Comment alors, la vie a-t-elle pris naissance sur Terre ? En retracant l'histoire physique de la Terre vers le passé, selon des principes dynamiques stricts, nous arrivons à une boule rouge incandescente fondue sur laquelle aucune vie ne pouvait exister. Par conséquent, lorsque la Terre est devenue pour la première fois apte à la vie, il n'y avait aucun être vivant sur elle. ... La science est tenue, par la loi éternelle de l'honneur, à affronter sans crainte tout problème qui peut être légitimement présenté à elle. Si une solution probable, cohérente avec le cours ordinaire de la nature, peut être trouvée, nous ne devons pas invoquer un acte anormal de Puissance Créatrice."
Thompson a ensuite proposé la première idée scientifique de la panspermie, ou l'ensemencement de la vie sur Terre. {Basalla et al. 125-127}
Cependant, d'autres n'étaient pas aussi prudents. Henry Charlton Bastian (1837-1915), l'un des jeunes darwinistes, était convaincu que la vie s'était produite par abiogenèse et le fait toujours {Strick}. Il déclara que la croyance en l'abiogenèse ne commit pas à nier la théorie de la contagion des maladies, bien qu'il niait que la contagion fût causée par des formes vivantes, mais par des « fragments » organiques mais non vivants à partir desquels les formes vivantes surgissaient, une opinion admise comme légitime par Pasteur, bien que Pasteur n'y crût pas. Bastian fut opposé par, de toutes les personnes, Huxley et John Tyndall, deux des anciens darwinistes, et adhérents à la théorie de la contagion vivante. Tyndall était d'accord avec Lister que la contagion était causée par des organismes vivants, et que cela comptait médicalement. De nombreux autres évolutionnistes, tels que Herbert Spencer et William Thistleton-Dyer, s'opposèrent à la génération spontanée (abiogenèse) sur le fondement que même les organismes les plus simples et le protoplasme étaient trop complexes pour surgir directement de la matière inorganique. D'autres formes d'opposition vinrent des vitalistes tels que William Carpenter, que Darwin critiquait dans son papier sur l'hétérogénèse, et Lionel Beale. Les vitalistes s'opposèrent à l'abiogenèse, mais pas à l'hétérogénèse, en règle générale. John Tyndall, ami de Darwin et de Huxley, publia une série d'expériences en 1876 dans lesquelles il prétendit montrer que les résultats positifs tels que ceux de Bastian étaient dus uniquement à l'erreur expérimentale. {Farley chapitres 5, 7}
Ernst Haeckel, dont la philosophie moniste combinait Goethe et Darwin, affirmait que la génération spontanée au début de la vie était « un postulat logique de l'histoire naturelle scientifique », et il considérait l'hétérogénèse comme « d'intérêt secondaire dans l'histoire de la création ». Comme noté ci-dessus, il pensait que la matière vivante la plus simple était le protoplasme, et que les organismes les plus simples n'étaient guère que des sacs de protoplasme, de sorte que « la grande faille qui était formellement et généralement censée exister entre les corps organiques et inorganiques est presque ou entièrement comblée, et le chemin est pavé pour la conception de la génération spontanée » {Farley 75-77}
D'autres, tels que Heinrich Bronn, ont rejeté cette idée tant qu'elle ne pouvait être expliquée, et en général le débat était divisé entre les vitalistes, qui pensaient qu'il y avait quelque chose de spécial qui rendait la matière morte vivante, et les matérialistes, qui pensaient que la vie n'était qu'une chimie sous une forme différente. L'idée et le débat ont disparu, car aucun progrès réel n'a été réalisé, des années 1880 jusqu'à la deuxième décennie du XXe siècle, bien que la recherche sur la théorie de la contagion, ou théorie des germes comme elle est devenue connue, se soit poursuivie avec vigueur, ainsi que les études histologiques de la croissance, de la division et du comportement des cellules. La formation libre de cellules, l'hétérogénèse et la théorie de la contagion chimique ont toutes semblé disparaître. La seule doctrine qui semblait encore susciter un certain intérêt était l'abiogenèse, mais peu de choses ont été faites à ce sujet. Pasteur et Virchow semblaient avoir emporté la victoire, et les darwiniens étaient d'accord avec tout le monde, bien que Bastian ait publié une série de livres entre 1904 et 1911 toujours promouvant ses idées. L'idée que la vie la plus simple était aussi simple que Haeckel l'avait déclaré s'est révélée, pour les organismes unicellulaires modernes, être fausse. Ils étaient en fait très complexes, et l'écart entre la non-vie et la vie s'est rouvert. Puis il s'est refermé, alors que la biochimie se développait, conduisant Ben Moore, premier professeur de biochimie à l'Université de Liverpool, à remarquer en 1921 :
"Le territoire de cette production spontanée de la vie ne se situe pas au niveau des bactéries, ou des animalcules," mais plutôt il se situe "à un niveau de vie plus profond que tout ce qu'un microscope peut révéler, et possédant une unité inférieure à la cellule vivante" - en d'autres termes, il était chimique, et non organismique. {Farley 155}
Dans les années 1920, la théorie chimique du contagion a bénéficié d'un regain d'intérêt, lorsque des virus ont été découverts qui ne pouvaient pas être filtrés, même par des filtres en terre cuite. Des virus avaient été découverts dans les années 1890 lors de recherches sur la maladie du mosaïque du tabac et la fièvre aphteuse chez le bétail. Un intérêt croissant a également été porté à la chimie colloïdale (mélanges de produits chimiques qui ne se dissolvent pas les uns dans les autres) en tant que source possible de l'activité du matériel cellulaire, ou du protoplasme. Il a été découvert que les protéines formaient des colloïdes dans l'eau et qu'elles avaient un poids moléculaire supérieur à tout ce qui avait été découvert jusque-là. Les virus étaient considérés comme des protéines. Les enzymes, en particulier, qui catalysaient des réactions dans d'autres protéines, étaient considérées comme importantes. Certains, tels que le biochimiste de Harvard Leonard Troland, voyaient la première forme de vie comme une enzyme protéique autocatalytique, ou, en termes simples, une protéine qui provoquait des réactions générant plus de copies d'elle-même. {Farley 157-159}
Felix D'Hérelle a commencé ses études en 1917 sur la dysenterie, au cours desquelles il a découvert les bactériophages, des virus qui semblaient manger des cellules, capables de lyser, ou rompre, les bactéries de la dysenterie. Il a soutenu que les virus étaient des principes vivants, des parasites des bactéries, mais non cellulaires, ce qui semblait renverser en règle générale le dicton de Virchow. Il pensait lui-même que la première chose vivante était un virus, et qu'il était composé de protéines sous forme de « micelle » ou de fil. Il pensait que la vie végétale et animale était apparue séparément à partir de ces micelles. Cette vision a été influente. {Farley 160-162}
En même temps, la génétique prenait son essor, et Hermann Joseph Muller, le généticien américain, affirma en 1921 que les gènes et les virus étaient la même chose, les virus n'étant « rien d'autre que le gène ». En 1935, Wendell Stanley démontra que les virus, dans ce cas le même virus de la mosaïque du tabac étudié dans les années 1890, étaient une protéine autocatalytique qui utilisait la machinerie cellulaire pour la reproduction. Des travaux ultérieurs montrèrent qu'il ne s'agissait pas d'une protéine pure, mais d'un mélange de protéine et d'acide nucléique. Pour cela, il remporta le prix Nobel de chimie en 1946, démontrant qu'une substance chimique pure pouvait se comporter comme si elle était vivante. {Magner 318f}
En attendant, cependant, un jeune biochimiste russe nommé Aleksandr Oparin a donné une conférence sur l'origine de la vie en 1922, publiée sous forme de livret en 1924, qui devait avoir un impact majeur sur les recherches et les idées futures. Nous nous tournons maintenant vers ses idées et les travaux qui ont suivi jusqu'à nos jours.
Recherche sur les origines modernes de la vie
Le livre d'Oparin L'Origine de la vie en 1924, dans lequel il proposait une théorie chimique de l'origine de la vie, n'a été publié en anglais qu'en 1936. Avant cela, il avait été relativement peu influent, sauf dans son Union soviétique natale. Oparin (1894-1980) était personnellement très bien considéré en Union soviétique et a été élu tôt à l'Académie des Sciences. Il a également malheureusement été impliqué dans le débâcle lysenkoïste en génétique soviétique, et a déclaré ouvertement que ses vues étaient compatibles avec le "matérialisme dialectique" du leninisme soviétique. Cependant, malgré cela, il semble que l'influence plus importante ait été l'impact de la chimie colloïdale, qui faisait alors de grands progrès. {Farley 162-165}
L'hypothèse d'Oparin était la suivante : les gels se sont formés à partir de solutions colloïdales qui réagissaient d'une manière provoquant la formation de gels supplémentaires de la même constitution chimique. À mesure que le matériau dans le milieu aqueux environnant diminuait, « le combat pour l'existence s'intensifiait et s'envenimait davantage », de sorte que les gels devenaient soit « cannibalistes », soit évoluaient pour devenir des autotrophes (organismes qui métabolisent de la matière non vivante, telles que les algues). {Farley 163}
Il a raisonné que si l'atmosphère primitive était dépourvue d'oxygène libre, qui est un produit de la respiration végétale, les composés organiques simples formés par le volcanisme ou l'éclair, contenant les éléments chimiques constituant la vie - le Carbone, l'Hydrogène, l'Oxygène et l'Azote - ne seraient pas détruits, mais s'accumuleraient, formant un bouillon de molécules organiques. {Schopf 121}
Avant que le travail d'Oparin ne devienne connu, le biochimiste anglais J. B. S. Haldane, qui travaillait depuis 1923 sur les enzymes, rédigea son article en 1929, publié dans The Rationalist Annual, sur l'origine de la vie, dans lequel il affirmait que, grâce à la biochimie, « depuis la mort de [Pasteur], l'écart entre la vie et la matière a considérablement diminué », et, influencé par d'Hérelle, pensait que le bactériophage était une « étape au-delà de l'enzyme sur le chemin de la vie, mais il est peut-être exagéré de l'appeler pleinement vivant ». Les précurseurs de la vie ressemblaient à des virus, en raison de la fermentation anaérobie pendant des millions d'années. {Farley 163-164}
Malgré de nombreux arguments, principalement théoriques mais avec quelques travaux expérimentaux, la génération spontanée est restée une option viable pour l'origine de la vie - pour l'abiogenèse - mais c'était un domaine très confus. Ce qui a provoqué son changement et l'a rendue plus ciblée a été la publication le 23 avril 1953 de l'article de Crick et Watson dans Nature sur la structure de l'ADN. Trois semaines plus tard, un étudiant en doctorat à l'Université de Chicago nommé Stanley Miller a publié un article dans Science, le 15 mai, intitulé « Production d'acides aminés dans des conditions primitives possibles de la Terre ».
Miller était un étudiant de doctorat du lauréat du prix Nobel Harold C. Urey (un chimiste qui a découvert le deutérium), après avoir entendu une conférence donnée par Urey dans laquelle il a noté en passant que l'atmosphère primitive de la Terre, riche en hydrogène (réductrice), aurait été favorable à la formation de molécules organiques simples. {Schopf 123} Il décida, avec l'autorisation d'Urey, de tester cette hypothèse, en supposant une atmosphère de hydrogène moléculaire (H2), de méthane (CH4), d'ammoniac (NH3) et de vapeur d'eau (H2O). Ni Urey ni Miller ne savaient à ce moment que cela correspondait à l'hypothèse d'Oparin, mais alors qu'il préparait les expériences, Miller a lu Oparin et y a réfléchi, ainsi que les hypothèses d'Urey sur la formation du système solaire. {Schopf 125}
Il a fait passer l'atmosphère à travers un ballon de verre, la faisant circuler en continu pendant plusieurs jours, tout en l'exposant à la chaleur, aux étincelles électriques et au refroidissement. Après deux jours, l'"océan" (un ballon contenant de l'eau à travers lequel les gaz ont été fait passer) est devenu d'un jaune pâle, et l'analyse a révélé qu'il s'agissait de glycine, l'acide aminé le plus simple. Ils ont répété l'expérience pendant une semaine, et dans la solution finale jaune-brun, Miller a détecté sept acides aminés, dont trois (glycine, anine et acide aspartique) présents dans les systèmes vivants modernes. En trois mois et demi, Miller a confirmé les hypothèses de Urey et d'Oparin sur la formation des molécules précurseurs de la vie.
L'affirmation n'a jamais été que la vie avait été créée, mais seulement que les molécules nécessaires à la vie pouvaient se former spontanément. Depuis que Wöhler a synthétisé l'urée en 1828, cela devenait une conclusion inévitable - la nature moléculaire de la vie était de plus en plus largement acceptée et appliquée. Maintenant, il n'y avait plus besoin de penser que les molécules organiques devaient provenir de systèmes organiques. Des expériences ultérieures ont utilisé une atmosphère plus réaliste, remplaçant le méthane par du monoxyde ou du dioxyde de carbone (CO ou CO2), ou l'ammoniac par de l'azote moléculaire (N2), avec des résultats similaires.
Une alternative au modèle d'Oparin-Miller a été proposée par Günter Wächtershäuser, qui a suggéré que les oxydes de carbone libérés par les sources hydrothermales profondes pourraient se stabiliser sur des sulfures de fer, réagissant avec l'hydrogène moléculaire pour former des monomères organiques (unités moléculaires simples) à partir desquels la vie pourrait émerger. D'autres ont inclus les rôles des substrats argileux en tant que modèles catalytiques pour la formation de molécules avant l'apparition des gènes, la formation de molécules organiques dans l'espace (maintenant bien établie) ayant semé la Terre primitive, et un modèle formel par Manfred von Eigen sur la manière dont les réactions chimiques pourraient générer des copies d'elles-mêmes - l'hypercycle.
Sidney Fox a réussi à synthétiser des « cellules » coascervates (un coascervate est un mélange de colloïdes qui peut, comme les lipides dans les cellules modernes, former une couche qui enfermera des molécules, mais qui permettra aux monomères de la traverser). Ces structures se diviseront, dans certaines conditions, alors qu'elles « grandissent » pour former de nouvelles cellules.
Des progrès considérables ont été réalisés ces dernières années - les "références sur les origines modernes de la vie" fournissent des citations, mais il s'agit d'un domaine complexe et en évolution rapide.
Conclusions
- À l'époque initiale de la biologie, il était supposé que la vie était une substance spéciale et qu'elle pouvait engendrer directement des êtres vivants. À mesure que les recherches sur les cycles de vie des animaux, des plantes et des maladies ont progressé, il est devenu évident que les formes vivantes modernes étaient toujours observées se former à partir de formes vivantes existantes, et que les cellules provenaient toujours de cellules existantes.
- En même temps, il est devenu de plus en plus évident que l'écart entre les êtres vivants au niveau chimique et les molécules non vivantes diminuait, jusqu'à ce qu'il devienne clair au milieu du XXe siècle que tous les processus des êtres vivants étaient chimiques, et qu'aucun « principe vital » n'était nécessaire pour la vie.
- La opposition à l'abiogenèse a parfois été due à des principes philosophiques ou religieux, mais aussi à l'état des connaissances scientifiques à l'époque. Cependant, il n'est plus faisable maintenant, avec notre connaissance croissante de la chimie de la vie et de la Terre prébiotique.
- Aucune des personnes qui ont réalisé des expériences cruciales sur la génération spontanée n'a réfuté l'abiogenèse. Au mieux, elles ont fortement confirmé l'hypothèse selon laquelle les organismes modernes (souris, mouches ou germes) ne se sont pas produits dans les cas ordinaires à partir de matière non vivante. La plupart des expériences contre la génération spontanée visaient l'hétérogenèse, la doctrine selon laquelle la vie pouvait se former à partir des produits de décomposition des organismes vivants.
- Pasteur n'a pas réfuté l'origine de la vie par des moyens naturels, et le dicton « toutes les cellules de cellules » n'était pas destiné à couvrir la période initiale de la vie sur Terre. Darwin n'a pas proposé de théorie sur l'origine de la vie au début.
- La théorie de l'évolution n'a pas été proposée pour expliquer les origines des êtres vivants, seulement le processus de changement une fois que la vie existe. Cependant, beaucoup ont pensé que la théorie de l'évolution exigeait logiquement un début de la vie, ce qui est vrai. Parmi ceux-ci, beaucoup ont pensé qu'un compte rendu naturel de l'origine de la vie était nécessaire, et certains ont proposé des modèles qui ont résisté ou non à mesure que la recherche progressait.
Remerciements
Merci à Frank Lovell, John Pieret, Thomas Münster et Mark Isaak pour leurs contributions et corrections. Merci à Adrien Delcour pour la référence au commentaire de Pasteur.