Ceci est une tradition relativement libre de l’entrée Biological Information de la Stanford Encyclopedia of Philosophy modifiée en 2016 par Peter Godfrey-Smith et Kim Sterelny.

Il manque ici des paragraphes entiers; je n’y ai pris que ce qui m’intéressait. (Je ne suis pas certain d’avoir le droit légal de traduire ça ici par ailleurs.)

Le concept d’information a acquis un rôle dans de nombreux secteurs de la biologie. Les hormones et les produits cellulaires par lesquels de nombreux systèmes physiologiques sont régulés sont généralement décrits comme des signaux. La description des gènes et des processus métaboliques qui dépendent d’eux impliquent des termes comme “transcription”, “traduction”, “édition”, “expression”. Le destin des cellules d’un organisme en développement est expliqué en terme de traitements “d’information positionnelle” envoyé par les cellules voisines ou d’autres facteurs. John Maynard Smith suggère que l’évolution procède par paliers, par transitions majeures d’un moyen de transmission de l’information à un autre plus efficace.

Il est maintenant couramment admis que cette façon de parler est une façon légitime, utile et pertinente en biologie. Dans ce sens, tout est source d’information, tous les composés sont porteurs d’une information en eux.

Introduction

Pour beaucoup de biologistes les processus caractéristiques du vivant les plus basiques doivent être interprétés en terme d’expression d’information : la réponse aux signaux, l’exécution de programmes et l’interprétation de codes. Donc bien que la biologie moderne soit un champ ouvertement matérialiste, elle en est venue à employer des concepts qui semblent intentionnels ou sémantiques; avec tout la longue histoire que ces visions ont pour les fondements matérialistes d’une science.¹

L’adoption de ces concepts sémantiques et informationnels est particulièrement marquée en génétique et dans d’autres champs fortement liés à la génétique — l’évolution ou la biologie du développement. Pour la plupart des biologistes, le rôle causal des gènes doit être compris en terme de l’information qu’ils portent à propos de leurs produits; peut-être également à propos des environnements dans lesquels ces produits maximisent la fitness.

L’un des plus important usage du langage informationnel est relativement non controversé, parce qu’il est ancrée dans des faits bien établis sur les rôles de l’ADN et de l’ARN dans la construction des protéines dans les cellules, un ensemble de faits résumés par le tableau bien connu du « code génétique », qui attribue un acide aminé à un triplet de base d’ADN. Les applications actuelles des concepts informationnels en biologie incluent :

• la description de traits phénotypiques d’un organisme entier (y compris les traits comportementaux complexes) comme spécifiés, déterminés ou codés par l’information contenue dans les gènes.
• le traitement des processus causaux dans les cellules, peut-être également dans la séquence du développement de l’organisme, en termes d’exécution d’un programme stocké dans les gènes.
• le traitement de la transmission des gènes (parfois d’autres structures) comme un flux d’information des parents aux descendants.
• l’idée que les gènes eux-mêmes, afin de théorisation évolutive, devraient être vus, en un sens, comme “faits” d’information. L’information devient un ingrédient fondamental dans le monde biologique.
• La caractérisation, d’une manière générale, de la dynamique de populations idéalisées comme changeant sous l’influence de la sélection naturelle.

L’information selon Shannon

(C’est le même Shannon que celui dont l’indice de diversité porte le nom.)

On commence souvent par décrire l’analyse de la notion d’information en biologie par la notion de conception causale ou corrélationnelle. La fumée d’un feu peut nous servir à comprendre au loin qu’il y a un feu quelque part; ça n’implique pas que la corrélation soit parfaite. (Il peut y avoir de la fumée pour un grand nombre de raisons, la principale étant souvent qu’il y a effectivement un feu.) Un signal porte une information à propos d’une source si l’on peut prédire l’état de la source à partir du signal. C’est cette notion qui est théorisée par Claude Shannon. Pour lui, toute chose est source d’information si elle a un nombre d’états alternatifs qui peuvent être réalisés en une occasion particulière. Toute variable contient une information à propos de cette source, porte une information à propos d’elle, si son état est corrélé à celui de l’état de la source. C’est un problème de degré; un signal contient plus d’information à propos d’une source si son état est un meilleur prédicteur de celui de la source.

Dans ce sens, on voit bien que la notion d’information n’est pas liée à des contraintes matérielles, elle est purement abstraite. Un signal peut porter de l’information à propos d’une source sans qu’il n’y ait un système biologique pour produire ce signal, ni qu’il y ait un usager de ce signal. (Je pense que ces notions expliquent bien les conceptions signifiant / asignifiant d’André Pichot.) Quand un biologiste emploie ce sens de l’information dans sa description de l’action d’un gène ou d’un autre processus, il adopte un cadre quantitatif pour décrire les connexions causales ou les corrélations à propos d’un système. C’est donc une chose de porter une information à propos d’une source; c’en est une autre d’expliquer les processus biologiques dans le sens de signalement. L’exemple souvent utilisé dans ce cas est celui des cernes d’un arbre. Quand il établit ses cernes, l’arbre établit une structure porteuse d’information — au sens de Shannon — sur son histoire. Mais en dépit de l’utilité de l’information pour le dendrochronologiste, on ne peut pas expliquer comment l’arbre fait ce qu’il fait en termes d’information. L’arbre en lui-même n’exploite pas l’information de ses cernes pour contrôler sa croissance ou sa floraison. De façon similaire, on peut noter que la façon dont la distribution d’ADN différents entre et au sein de populations biologiques “porte de l’information sur” les relations historiques entre ces populations, et les histoires des populations individuelles elles-mêmes. C’est l’utilisation de ces informations qui a permis aux biologistes de décrire une histoire du vivant plus fiable. (Ils citent Bromham 2008.) Par expemple, la plus grande diversité de l’ADN mitochondriale dans les populations afrécaines, en comparaison avec d’autres populations, est un indicateur d’une dispersion relativement récente depuis les populations africaines d’origine. En réalisant ces inférences, les concepts informationnels peuvent être utiles. Mais ça n’est qu’une version compliquée des cernes d’arbres ; le recours à l’information a un but inférentiel qui n’est en rien explicatif. Une grande proportion des descriptions informationnelles en biologie ont ce caractère.

[…]

Par conséquent, les philosophes ont parfois élevé la discussion en disant qu’il existe un recours à l’information en biologie, celui décrit originellement par Shannon, qui n’est pas problématique et qui ne requiert pas beaucoup d’attention philosophique. Ce concept est parfois désigné sous le terme d’information “causale”, qui correspond aux travaux de Grice sur le “sens naturel”. L’information dans ce sens existe dès lors qu’il y a contingence et corrélation. Donc on peut dire que des gènes contiennent des informations à propos des protéines qu’ils produisent, et également que les gènes contiennent des informations à propos du phénotype de l’organisme entier. Lorsqu’on dit ça, on ne dit rien de plus que lorsque l’on disait qu’il existe une connexion informationnelle entre la fumée et le feu, entre les cernes et l’âge d’un arbre. Les questions plus contestées ont trait à besoin de la biologie d’un autre concept d’information, plus riche également. L’information dans cette acception est parfois appelée « sémantique » ou « intentionnelle ».

Pourquoi penser que la biologie pourrait avoir besoin d’un concept plus riche ? L’une des pensées est le fait que les gènes jouent un rôle spécial, instructionnel dans le développement, expliquent à l’embryon comment croître. Il est vrai que les gènes portent des informations au sens de Shannon à propos du phénotype: le génome d’un œuf fertilisé prédit beaucoup du phénotype résultant. Chez les mammifères par exemple, la structure chromosomique prédit le sexe de l’adulte animal. Mais si une relation informationnelle entre gène et phénotype est sensée impliquer un mode de causation distinct, « instructionnel », alors ça ne peut être une information au sens de Shannon. Les facteurs environnementaux, pas seulement les gènes, « portent de l’information » sur le phénotype, au sens de Shannon. Dans son acception, il y a « parité » entre le rôle de l’environnement et les causes génétiques. Les relations informationnelles entre génotype et phénotype sont symétriques dans ce sens. Par exemple, lorsqu’un lecteur sait que les deux auteurs sont des hommes, il peut prédire que nous portons tous deux un chromosome Y. Certains discours à propos de l’information en biologie est en accord avec cette version de l’information de Shannon, d’autres non. En particulier, il est souvent admis qu’au moins certaines des applications du language informationnel aux gènes leur attribue des propriétés qui ne sont pas attribuables aux conditions environnementales, même lorsque l’environnement intervient dans la prédictibilité.

De plus, un message qui porte une “information sémantique” a la capacité de représenter précisément ou de distordre ce qu’il véhicule. Il y a possibilité d’erreur. L’information de Shannon n’a pas cet attribut; on ne peut pas dire qu’une variable porte de fausses informations à propos d’une source dans le sens de Shannon. Mais les biologistes veulent de toute évidence utiliser ce language pour décrire les gènes. Les gènes portent un message qui est sensé être exprimé, qu’il le soit ou non.

Ce sont généralement les signes qu’on trouvent dans la littérature qui montrent qu’un sens plus riche que celui de l’information de Shannon a été introduit en biologie. Mais la difference cruciale entre les applications plus ou moins contestées des concepts informationnels tient à ce que, dans le cas plus riche, l’utilisation de l’information est censée aider à expliquer comment les systèmes biologiques font ce qu’il font, comment les cellules fonctionnent, commen un œuf devient un adulte, comment les mécanismes de l’hérédité génétique permettent l’évolution de phénotypes complexes.

À ce moment, plusieurs choix s’offrent à nous. L’un consiste à nier que les gènes, les cellules et les structures biologiques traffiquent littéralement de l’information de façons telles qu’elles permettent d’expliquer leur comportement, mais à arguer qu’il néanmoins qu’il s’agit d’une analogie ou d’un modèle utile. L’idée est qu’il existe des similarités utiles entre les paradigmes des systèmes d’information et de représentation — des agents cognitifs sophistiqués, pensants et communicants les uns avec les autres — et les systèmes biologiques. Les hormones, par exemple, sont souvent pensées comme des messages puisqu’elles sont petites, stables, énergétiquement peu coûteuses et peuvent traverser de longues distances (relativement à leur taille) sans se dégrader, jusqu’à arriver à des localisations spécifiques dans lesquelles elles ont des comportements prédictibles et des effets importants. Mais s’il s’agit d’une façon de penser utile, peut-être que l’on ne devrait pas prendre ce discours de “message” trop sérieusement. Par exemple, nous ne devrions pas traiter d’une question telle que celle de la prolactine en tant que rapport de grossesse ou d’instruction des glandes mammaires comme si elle avait une réponse correcte. Arnon Levy a développé la version a plus sophistiquée de cette vision de l’information biologique.

Une deuxième option consiste à défendre que les gènes et les structures biologiques portent littéralement des informations sémantiques, et que leur caractère informationnel explique leur rôle distinctif dans les processus biologiques. Si nous pensons les gènes ou les cellules de cette façon, le problème devient : qui ou qu’est-ce qui compte comme producteur ou récepteur de ces messages ? Les cas paradigmatiques de structures porteuses d’informations sémantiques — les images, les phrases, les programmes — sont construits par les pensées et les actes d’agents intelligents. On doit alors montrer comment les gènes et les cellules — qui ne sont ni des systèmes intelligents en propre ni les produits d’une intelligence — peuvent porter de l’information sémantique, et comment l’information qu’il porte peut expliquer leur rôle biologique. Il nous faut alors une forme d’explication réductive des information sémantique. On peut trouver ce genre d’analyse dans la philosophie naturaliste de l’esprit.

Une troisième option est de prétendre que les informations causales par elles-mêmes peuvent expliquer des phénomènes biologiques, sans qu’un concept additionnel soit nécessaire. Les systèmes biologiques, dans ce sens, peuvent être adapté à l’émission ou la réception de signaux qui portent de l’information causale. L’élévation de la prolactine, par exemple, covarie bien avec la grossesse, et ça n’est pas un hasard. La production de lait est une réponse à dessein à la perception de ces niveaux plus élevés dans les glandes mammaires. Même s’il est vrai que la lactation porte autant d’information causale à propos des niveaux de prolactine que ceux-ci portent sur le flux lactatif, il y a une asymétrie physique, donc une directionnalité, entre la source et le récepteur. Les travaux de Brian Skyrms ont été très importants dans le replacement des informations causales au centre de la scène, en partie parce qu’ils montrent que les systèmes de signalement émetteur-récepteur n’ont pas besoin d’agents cognitivement sophistiqués. Émettre et recevoir de l’information causale peut émerger et se stabiliser au sein de systèmes simples; de façon certaine dans des systèmes pas plus complexes qu’une cellule.

téléosémantique et autres concepts riches

De nombreux philosophes et biologistes proposent qu’une part importante du discours informationnel à propos des gènes utilise un concept plus riche que celui de Shannon, mais que ce concept peut être analysé de façon naturaliste. Le but étaient de donner sens à l’idée que les gènes spécifient sémantiquement leurs produits normaux, en un sens similaire à celui d’autres cas paradigmatiques de phénomènes symboliques.

Si les gènes sont vus comme « porteurs d’un message » en ce sens, ce message en apparence a un contenu prescriptif ou impératif, par opposition à un contenu descriptif ou indicatif. La « direction de forme » de leurs effets est telle que si les gènes et leurs éventuels produits — le phénotype — ne correspondent pas, cela correspond à des instructions non réalisées plutôt qu’à des descriptions imprécises. Une autre façon de voir les gènes est celle qui consiste à leur faire « dire » au phénotype en développement l’environnement auquel il doit s’attendre. Le pool de gènes duquel ceux-ci sont issus a été criblé par la sélection. Dans les régions arides d’Australie, les gènes contribuant au développement des feuilles à forme et surface adaptées aux restrictions d’eau sont devenues communes. On peut alors voir les gènes comme « disant » aux arbres que les conditions sont arides.

Pour donner sens à ces idées, la façon usuelle de procéder a consisté à utiliser un concept de fonction biologique, selon lequel la fonction d’une entité dérive de son histoire et de la sélection naturelle. […] Quand une entité a été soumise et formée (au sens de mise en forme, informée) par une histoire de sélection naturelle, cela peut fournir la base d’une sorte de description orientée ou normative de la capacité causale d’une entité. Pour utiliser un exemple commun, la fonction du cœur est de pomper le sang, pas de faire des sons retentissants, puisque c’est le premier effet qui a été favorisé par la sélection. L’espoir est qu’une stratégie « téléo-fonctionnelle » pourrait aider à donner sens aux propriétés sémantiques des gènes, et peut-être à d’autres structures biologiques aux propriétés sémantiques.

[…]

L’une des façons de développer ces idées est de se concentrer sur les fonctions de la machinerie génétique vue comme un tout. Carl Bergstrom et Martin Rosvall utilisent cette approche, soulignant les structures hautement adaptées des flux inter-générationnels de gènes et la « transmission du sens de l’information. » Ils montrent que la machinerie du transfert inter-générationnelle est structurée de façon à permettre la transmission de séquences arbitraires (donc le message est relativement non-contraint par le milieu); l’information est stockée de façon stable et compacte; la « bande passante » est large et extensible à l’infinie. Les séquences dADN sont répliquées de façon fiable, avec une fidélité élevée; la transmission est précise, d’autant plus que la redondance du code semble optimisée pour réduire l’impact des erreurs qui ont pourtant lieu. En bref, il n’est pas nécessaire de connaître ce que le signal des générations parentales « dit » à la génération suivante pour comprendre que les caractéristiques de la réplication de l’ADN sont expliquées par ses capacités de porteur de l’information.

La route plus souvent empruntée, celle prise par Sterelny et Maynard Smith, consiste à se concentrer sur la sélection naturelle d’éléments génétiques particulaires. À cette vision se pose immédiatement un problème qui tient en ce que les éléments génétiques spécifiques ont une fonction évoluée n’est pas suffisante pour que les gènes portent une information sémantique. Les jambes servent à marcher, elles ne représentent pas la marche. Les enzymes catalysent des réactions, elle n’instruisent pas cette activité. Les enzymes et les jambes ont des fonctions supposées, mais ça ne les rend pas porteuses d’informations pour autant, au sens d’information étendue. Pourquoi devrait-il en être le cas pour les gènes ? Sterelny, Smith et Dickison (1996) suggèrent que les différences entre les gènes and les jambes sont dues à ce que les gènes ont été sélectionnés pour jouer un rôle causal dans le développement. Ils ajoutent cependant que n’importe quel élément non-génétique qui a un rôle développemental similaire et a été sélectionné pour le jouer doit avoir également des propriétés sémantiques. Ils veulent donc étendre les propriétés sémantiques à d’autres entités que les gènes. Certains facteurs non-génétiques ont alors le même statut. Mais dans ce cas, beaucoup de cas plausibles perdent leur statut informationnel : la prolactine n’a pas un rôle spécifique pendant le développement, donc on ne peut pas lui attribuer un rôle de porteuse d’information. C’est l’une des raisons pour laquelle Levy pense que ces discours sont essentiellement métaphoriques. Maynard Smith lui argue que les gènes seuls portent de l’information sémantique sur les phénotypes. Il suggère que les relations entre le gène adapté et le phénotype sont arbitraires, la relation gènes-trait est comme la relation mot-chose. Cette idée est intriguante mais il est néanmois difficile de lui donner corps. L’un des problèmes est que toute relation causale peut sembler « arbitraire » si elle opère par de nombreux liens, puisqu’il existe une grande variété d’interventions sur ces liens qui pourraient changer le produit de la chaine causale.

Nicholas Shea distingue la fonction biologique ordinaire de la fonction de représentation à partir de la théorie sémantique de Ruth Millikan. Pour Millikan, tout objet aux propriétés sémantiques joue un rôle impliquant une médiation entre deux « appareils coopérants », un producteur et un consommateur. Dans le cas d’un signal indicatif, la représentation est sensée affecter les activités du consommateur d’une façon qui ne devrait qu’augmenter les performances de ses fonctions biologiques. Dans le cas d’un signal impératif, la représentation est sensée affecter les activités du consommateur en le conduisant à provoquer un état de chose. Shea attribue aux messages génétiques les deux contenus ; ils dépendent à la fois des consommateurs et des producteurs. Lorsqu’on pense à l’hérédité et au développement, il est moins clair qu’il y ait des mécanismes identifiables indépendamment qui compteraient comme émetteurs et récepteurs, producteurs et consommateurs.

L’image générale présentée par l’approche téléosémantique a indéniablement des attributs structurants attirants. Si ce programme réussit, nous aurions une conception indiscutable de l’information, via Shannon, qui s’applique à toutes sortes de corrélations physiques. Cette image peut être développée en identifiant un sous-ensemble de cas dans lequel ces signaux ont été co-optés ou produits pour diriger les processus biologiques. De plus, peut-être qu’on peut faire appel aux propriétés sémantiques riches dans le cas où nous avons exactement le type d’histoire de sélection naturelle explicant le rôle distinctif des gènes, dans le développement. Les gènes et certains autres facteurs non-génétiques auraient ces propriétés ; la plupart des attributs environnementaux qui ont un rôle causal dans le développement biologique ne les auraient pas.

Le code génétique

Peter Godfrey-Smith et Paul Griffiths ont tous deux argué du fait qu’il y a un cas hautement restreint d’une notion de sémantique en génétique qui est justifiée. C’est l’idée que les gènes « codent pour » les séquences d’acides-aminés, en vertu des attributs particuliers de la transcription et de la traduction. Les gènes spécifient les séquences d’acides aminés par un processus de matrice qui implique une correspondance régulière entre deux sorte de molécules (les acides nucléiques et aminés). Cette correspondance est combinatoire et en apparence arbitraire. L’argument de Crick (1958) est que les mécanismes basaux rendent l’expression de gènes en un processus causal avec d’importantes analogies aux phénomènes symboliques paradigmatiques. (Suit tout un discours sur la correspondance parfois indirecte entre l’ADN, l’ARN messager, l’épissage des introns chez les eucaryotes et la protéine subséquente.)

[…]

systèmes signaux

Il est très intuitif de voir les hormones comme l’insuline, la testostérone ou l’hormone de croissance comme des sigaux, puisqu’ils sont produits dans une partie du corps, « voyagent » vers d’autres parties où ils interagissent avec des récepteurs de façons telles qu’elles modifient l’activité d’un nombre variés de structures. Il est courant de décrire les hormones comme des « messages chimiques ». Le cadre de Skyrms est bien adapté à ces conceptions pour trois raisons. La première, comme précédemment noté, est que ce cadre montre que le signal ne requiert pas une intelligence ou une compréhension intelligente de la signification du signal.

Deuxièmement, les cas les plus simples de modèles de signaux sont les cas où il y a intérêt commun. L’émetteur et le récepteur sont avantagés ou lésés par les mêmes effets. […]

Troisièmement, dans beaucoup de ces systèmes biologiques, la structure abstraite spécifiée par les systèmes de signaux — source environnementale, émetteur, message, récepteur, réponse — correspondent assez naturellement à des mécanismes biologiques concrets. Par exemple, Ron Planer voit le système d’expression de gène comme l’opération d’un système de signal. […]

Cependant, il est peu clair dans quelle mesure d’autres suggestions que ces systèmes s’accorde avec ce cadre. Dans le cas de la transmission d’information inter-générationnelle, qui est l’émetteur, qui est le récepteur ? Peut-être que dans le cas des organismes multi-cellulaires, le récepteur existe indépendamment et avant le message. Car un œuf est une système complexe et hautement structuré, avant que l’expression de gènes ait lieu dans le noyau fertilisé, et cette structure joue un rôle important dans l’orientation de l’expression des gènes.

[…]

Programmes génétiques

Il est courant de parler de « programmes » dans le représentations de la biologie et en biologie elle-même. Souvent, cette idée n’est qu’une façon imagée (qui porte peut-être à confusion) d’attirer l’attention sur le caractère ordonné, contrôlé et hautement structuré du développement. Dans ses résultats généraux, le développement est étonnamment stable et prévisible, en dépit de la complexité des interactions intra- et inter-cellulaires, et en dépit du fait que le contexte physique dans lequel il se déroule ne peut jamais vraiment être précisemment contrôlé. Lorsque les biologistes parlent, par exemple, de « mort cellulaire programmée », ils pourraient tout aussi bien dire que dans une classe important de cas, la mort cellulaire est prévisible, organisée et adaptative.

Certains ont essayé de développer des parallèles plus instructifs entre les systèmes de calculs et le développement biologique. Roger Sansom a travaillé sur le parallèle entre le développement et les modèles de computations connexionistes. Cette vision a le mérite de reconnaître qu’il n’y a pas de contrôle central du développement; les organismes résultent d’interactions locales entre cellules et au sein des cellules. Cependant, l’idée prometteuse à propos de ces parallèles nous semblent être celles qui montrent une analogie en apparence forte entre les processus au sein des cellules et les opérations bas-niveau des ordinateurs modernes. Un type essentiel de processus au sein des cellules est celui des cascades de régulation positives ou négatives dans les réseaux génétiques. Le produit d’un gène s’accroche et stimule ou réprime un autre gène, lui-même alors empêché — dans le cas de la répression — de synthétiser le répresseur d’un autre gène … Nous avons là une cascade d’événèments qui sont souvent décrits en termes de relations booléennes entre variables. Un événement peut survenir uniquement sous la conjugaison ou la disjonction de deux autres. La répression est une sorte de négation; il peut exister de doubles ou triples négations. Les réseaux de régulations ont souvent une structure de ce type suffisamment riche pour qu’on puisse les envisager comme pris dans une sorte de calcul. Les portes logiques des puces, celle des réseaux neuronaux et les puces génétiques ont des ressemblances frappantes.

Même s’il parle de réseaux de signaux plutôt que de programmes, Brett Calcott a montré que l’information positionnelle dans le développement de l’embryon de la Drosophile dépend de ce type de structure booléenne […]. Il montre que le fait de penser le développement en termes de réseaux de signalisation à la structure booléenne a une réelle valeur explicative; elle permet d’expliquer comment l’information positionnelle, par exemple, peut être réutilisé dans l’évolution. Les tâches des ailes peuvent évoluer très rapidement, car le réseau qui indique aux cellules où elles se situent sur l’aile existe déjà, donc l’évolution de la tâche demande simplement un changement mutationnel qui lie l’information positionnelle à la production de pigment. Ron Planer pense également que la régulation a cette structure Booléenne, et qu’on peut en effet représenter chaque gène comme l’instantiation d’une instruction conditionnelle. La partie if de la condition spécifie les conditions moléculaires qui « allument » le gène; la partie then spécifie la séquence d’acide aminée constituée par le gène. Ces instructions conditionnelles peuvent être et sont souvent liées ensemble pour construire un réseau complexe de régulation. Cependant, Planer s’oppose à la vision de ces réseaux de signalisation comme un programme d’ordinateur. Les combinaisons d’instructions n’ont pas d’ordre intrinsèque; on peut représenter chacun des gènes comme une instruction conditionnelle spécifique, mais il n’y a rien dans l’ensemble d’instruction en lui-même qui nous indique où l’instruction commence et où elle termine.

Information et évolution

L’information est également devenue un point de discussion générale sur les processus évolutifs, particulièrement ceux liés aux mécanismes d’hérédité. Tout un pan de cette discussion interprète mal l’information et son rôle dans les processus biologiques. En particulier, CG Williams argue que, par la réflexion sur le rôle des gènes dans l’évolution, on peut en déduire qu’il existe un « domaine » informationnel le long des domaines physiques de la matière et de l’énergie. Richard Dawkins défend une vision similaire, arguant que le chemin à long-terme de l’évolution est fait de changements graduels d’information héréditaire — une rivière qui « coule dans le temps plutôt que l’espace. » C’est l’extension de l’idée plus commune selon laquelle il existe des choses telles que des « gènes informationnels » qui doivent être vus comme distinct des « gènes matériels » qui sont fait d’ADN et localisé dans le temps et l’espace. C’est une erreur de croire qu’il existe deux choses différentes, à la fois une entité physique — une séquence de bases — et une entité informationnelle, un message. Il est vrai que d’un point de vue évolutif, les gènes sont souvent vus depuis leur séquence nucléotidique plutôt que depuis l’ensemble de leurs propriétés matérielles. Cette façon de penser est en essence une abstraction. On écarte certaine propriétés de l’ADN pour se concentrer sur d’autres. Mais c’est une erreur de traiter cette abstraction comme un extra-entité aux relations mystérieuses avec le domaine des choses.

D’autres façons de voir les choses paraissent plus prometteuses. Comme JM Smith, E. Szathmáry, M. Ridley et R. Dawkins l’ont souligné de différentes façons, les mécanismes de l’hérédité qui engendrent des phénomènes évolutifs importants doivent satisfaire plusieurs critères spécifiques. Maynard Smith et Szathmáry pensent par expmele que les systèmes d’hérédité doivent être illimités, infinis dans leur capacité à produire de nouvelles combinaisons, mais ils doivent également maintenir une haute fidélité de transmission. Ce fait à propos des relations entre les systèmes d’hérédité et les structures biologiques est souvent pensé comme révélateur de l’un des problèmes les plus urgents sur les origines de la vie. Si la reproduction dépend de la réplication d’un ensemble d’éléments essentiels pour « propulser » la génération suivante, ces ingrédients doivent être répliqués fidèlement. Pourtant cette réplication fiable dépend de mécanisme moléculaire complexes et de machineries intracellulaires elle-même produit d’un long régime d’évolution adaptative. Comment donc la reproduction a commencé ?

La vie elle-même dépend de l’évolution de mécanismes qui sous-tendent la fiabilité du flux d’information qui transite d’une génération à la suivante. Maynard Smith et Szathmáry pensent que les étapes cruciales dans les quatre milliards d’années d’évolution — les transitions « majeures » dans l’évolution — impliquent la création de nouvelles façons de transmettre l’information aux générations suivantes — des façons plus fiables, plus précises, plus puissantes de permettre la re-création de forme à travers des événements de reproduction. La transition d’un système d’hérédité basé sur l’ADN (probablement depuis un système basé sur l’ARN) est un exemple central. Mais ils suggèrent que la transition du style de vie sociale des grands singes à celle des humains est une autre transition majeure, essentiellement parce qu’ils voient le language humain comme une percée informationnelle révolutionnant les possibilités de transmissions de l’apprentissage culturel entre les générations.

Leur travail est une pierre d’angle de la pensée macro-évolutive — ils pensent à grande échelle l’histoire de la vie. Mais la dimension informationnelle de leurs travaux n’a pas été prise en compte en dehors de Sterelny (2009). Selon lui, la vie multicellulaire dépend non seulement de la transmission de davantages d’information mais également au contrôle de cette information pendant le développement, suggèrant que l’évolution de l’œuf — un environnement contrôlé, structuré, riche en information — a été capitale pour l’apparition de vivants complexes.

References

• Godfrey-Smith, Peter and Sterelny, Kim, “Biological Information”, The Stanford Encyclopedia of Philosophy (Summer 2016 Edition), Edward N. Zalta (ed.), URL = https://plato.stanford.edu/archives/sum2016/entries/information-biological/.