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27.1 : Introduction - Biologie


Dans le chapitre précédent, nous avons abordé les techniques de raisonnement sur l'évolution en termes d'arbres de descendance. Les algorithmes que nous avons abordés pour la construction d'arbres, UPGMA et la jointure de voisins supposaient que nous comparions des sections de séquences entièrement alignées.

Dans cette section, nous présentons des modèles supplémentaires pour l'utilisation d'arbres phylogénétiques dans différents contextes. Ici, nous clarifions les différences entre les espèces et les arbres génétiques. Nous couvrons ensuite un cadre appelé réconciliation qui nous permet de combiner efficacement les deux en cartographiant les arbres de gènes sur les arbres d'espèces. Cette cartographie nous donne un moyen de déduire les événements de duplication et de perte de gènes.

Nous présenterons également une perspective phylogénétique pour raisonner sur la génétique des populations. Étant donné que la génétique des populations traite des événements de mutation relativement récents, nous proposons le modèle de Wright-Fisher comme outil pour représenter les changements dans des populations entières. Malheureusement, lorsque nous traitons des données du monde réel, nous ne sommes généralement capables de séquencer que les gènes des descendants vivants actuels d'un groupe. Pour remédier à cette lacune, nous couvrons le modèle Coalescent, que vous pouvez considérer comme un analogue de Wright-Fisher à temps inversé.

En utilisant la coalescence, nous obtenons un nouveau moyen d'estimer les temps de divergence et la taille des populations à travers plusieurs espèces. À la fin du chapitre, nous abordons brièvement les défis de l'utilisation des arbres pour modéliser des événements de recombinaison et résumons les travaux récents dans le domaine ainsi que les frontières ouvertes à l'exploration.


Présentation éditoriale : Relier les philosophies de la biologie et de la chimie

La question de savoir si la philosophie de la chimie finira par survivre et se développer dépend essentiellement de sa capacité à s'établir comme un domaine académique dans les universités avec ses propres chaires consacrées à ce domaine. Cela peut se produire soit s'il répond à des besoins pédagogiques essentiels, comme en éthique de la chimie, soit s'il développe des connaissances entièrement nouvelles sur la science qui sont d'importance générale, ou les deux. Être un lieu de rassemblement ou un refuge pour la philosophie de seconde classe de la physique, surfer toujours sur la vague centenaire, mais progressivement mourante, de la mécanique quantique, ne suffira pas à long terme. Ce ne sera pas non plus la discussion sur la question de savoir si les théories physiques peuvent expliquer certains phénomènes chimiques, ce qui, bien sûr, n'appartient pas aux philosophes, mais aux chimistes. La pandémie actuelle est à la fois un appel et une chance de se réveiller et d'avoir un regard plus large à la fois sur la chimie et la philosophie afin d'identifier ce qui compte pour les deux domaines à l'interface.

Cette revue a tenté d'identifier, de décrire et de promouvoir un large éventail de domaines et de sujets, dont beaucoup attendent toujours d'être traités par les futurs philosophes de la chimie, à travers ses nombreux numéros spéciaux depuis plus de deux décennies. En particulier, ses appels à communications ont décrit des dizaines de sujets qui n'ont toujours pas été abordés, y compris ceux des numéros spéciaux sur la modélisation, l'éthique, l'esthétique et la visualisation, la nanotechnologie, l'image publique, la mathématisation, les études de cas éthiques, et finalement notre appel à combler les fossé entre les philosophies de la biologie et de la chimie. L'idée sous-jacente a non seulement été de signaler des problèmes importants de la philosophie de la chimie, mais aussi de dissoudre l'ossification de la philosophie des sciences reçue, dominée par des physiciens qui se sont étrangement reproduits et retranchés depuis de nombreuses générations dans les départements de philosophie.

Alors que la philosophie de la biologie a émergé dans les années 1970 en tant que domaine indépendant de la philosophie des sciences/physique, avec un grand soutien des départements de biologie, la philosophie de la chimie a émergé une décennie plus tard et beaucoup plus lentement avec presque aucun soutien des départements de chimie. Même à un niveau superficiel, il existe de nombreux points communs scientifiques entre la chimie et la biologie, tels que l'accent mis sur la classification (des espèces chimiques et biologiques, respectivement), la pluralité des modèles d'explication et de prédiction (plutôt que le désir d'une théorie du tout) , et une pratique de laboratoire similaire et qui se chevauchent, ainsi qu'une théorie moléculaire qui rend parfois même difficile la distinction entre la biochimie et la biologie moléculaire sur des bases conceptuelles plutôt que socio-historiques. De plus, cela devient même une question de goût si certaines branches de la biologie synthétique, par exemple, appartiennent à la biologie plutôt qu'à la chimie. Dans le contexte de la pratique scientifique actuelle, les tentatives séculaires des physiciens de construire un pont merveilleusement direct de la physique à la biologie, qui omet complètement la chimie, apparaissent comme l'un des grands mystères de la « philosophie de la science ».

Le présent numéro spécial sur "Bridging the Philosophies of Biology and Chemistry" est né d'une conférence du même titre, initialement prévue par Jean-Pierre Llored, Michel Morange et moi-même, et qui a finalement eu lieu à l'Université Paris, France, 25-27 juin 2019. Lorsque Michel a malheureusement abandonné pour des raisons de santé, Quentin Hiernaux et Cécilia Bognon-Kuss ont rejoint l'équipe d'organisation. La présente collection n'est qu'une très petite sélection des articles de cette conférence, offrant juste un aperçu de ce qui est possible à l'avenir, et de ce qui a été esquissé dans notre appel à communications.

Les approches historiques entre la biologie et la chimie, si ce n'est des coïncidences littérales ou des chevauchements de recherche, sont si nombreuses qu'il y a amplement de matière pour des études de cas historiques. Un exemple précoce de la fin du XVIIe siècle, bien avant la distinction disciplinaire, est G.W. Le concept d'organisme de Leibniz, que Miguel Escribano Cabeza explore ici, à partir de sources primaires, pour illustrer une convergence entre, dans nos termes, les concepts chimiques et biologiques. En revanche, Ute Deichmann analyse une période où la chimie et la biologie, en tant que disciplines indépendantes, se sont rapprochées le plus possible, à l'aube de la biologie moléculaire du XXe siècle, lorsque la structure hélicoïdale de l'ADN a été élucidée, mais est ensuite allée dans des directions opposées, illustré par les différentes théories de Francis Crick et Linus Pauling.

Depuis, les biomolécules, en particulier les polynucléotides et les protéines, sont au carrefour de la biologie et de la chimie. Contre la distinction séculaire entre philosophie des processus et philosophie de la substance, Stephan Guttinger comble un fossé très important entre l'ontologie des processus des êtres vivants et celle des biomolécules, en se concentrant sur les pratiques de laboratoire qui transforment les processus en états temporairement stables. Grant Fisher élabore dans son article sur les cellules souches en tant que moyen prospectif pour les études toxicologiques des produits chimiques, un substitut aux expériences sur les animaux et les humains, pour souligner les nombreux obstacles, à la fois épistémologiques et éthiques, qui se poursuivraient à partir des débats précédents sur la recherche sur les cellules souches.

Massimiliano Simons trouve dans la biologie synthétique actuelle, axée sur la chimie, un mouvement vers une biologie universelle qui cherche à comprendre tous les êtres vivants possibles, plutôt qu'un inventaire des formes de vie actuellement disponibles. Cela correspond au paradigme du savoir-par-faire de la chimie de synthèse, dont Joachim Schummer montre qu'il est à l'œuvre depuis longtemps à la fois en chimie et en biologie afin d'initier une épistémologie comparative des sciences en retard.

Je termine cet éditorial non sans pointer un tome, Éthique de la chimie : du gaz empoisonné au génie climatique, qui vient d'être publié par World Scientific Publishing, et qui s'appuie sur des articles antérieurs de HYLE qui ont été composés pour fournir, enfin, du matériel pédagogique pour l'enseignement de l'éthique aux étudiants en chimie. Comme le commente Roald Hoffmann : "Ce livre est celui que la chimie attendait - un guide lisible et instructif pour réfléchir aux conséquences éthiques de l'action chimique."


Voir la vidéo: - Habitat en niche (Décembre 2021).