Qu'est-ce que la vie ?

En 2003, lors d'un atelier de la société internationale pour l'étude de l'origine de la vie, chaque participant s'est vu demander sa propre définition de la vie. Résultat : 78 réponses différentes. Le géobiologiste Radu Popa en a, de son côté, recensé « au moins trois cents, peut-être quatre cents » dans la littérature. Ce chapitre ne tranchera pas ce débat — personne ne le peut — mais il en présente les approches les plus solides, des plus concrètes aux plus spéculatives.

01 — BiologieSept critères, aucune définition

Faute de définition unique, les manuels de biologie s'accordent sur une liste de propriétés que partagent, ensemble, tous les organismes connus. Aucune, prise seule, n'est suffisante : un cristal croît et s'organise, le feu se « nourrit » et se propage, un mème se reproduit et évolue — mais rien, à part le vivant, ne réunit toutes ces propriétés à la fois.

Organisation

Une structure cellulaire, du niveau atomique à la biosphère.

Métabolisme

Captation et transformation continue d'énergie et de nutriments.

Croissance

Développement structuré dans le temps.

Reproduction

Capacité à produire de nouveaux individus.

Sensibilité

Réponse aux stimuli de l'environnement.

Homéostasie

Maintien actif de conditions internes stables.

Évolution

Adaptation du groupe par sélection naturelle.

En 2002, le biochimiste Daniel Koshland a proposé sa propre synthèse sous l'acronyme PICERAS — Programme, Improvisation, Compartimentation, Énergie, Régénération, Adaptabilité, Isolement (Seclusion). Il illustrait la fragilité de tout critère unique par un paradoxe volontairement absurde : si la reproduction seule définissait la vie, « alors un lapin est mort ; deux lapins — un mâle et une femelle — sont vivants, mais l'un ou l'autre pris seul est mort ».

C'est précisément ce genre de cas-limite — les virus en tête — qui rend tout critère unique intenable. Nous y reviendrons en détail dans la dernière section de ce chapitre. Pour l'astrobiologie, en revanche, il fallait une définition opérationnelle, utilisable pour concevoir les instruments des sondes spatiales. C'est de cette contrainte très concrète qu'est née la définition la plus citée du domaine.

02 — PhysiqueL'ordre contre l'entropie

Avant d'être un problème biologique, la vie est un problème physique. Le second principe de la thermodynamique veut que tout système isolé évolue vers un désordre croissant. Or un organisme est, à l'inverse, d'une complexité et d'un ordre vertigineux. En 1944, dans son court essai Qu'est-ce que la vie ?, le physicien Erwin Schrödinger propose le concept d'entropie négative (la « néguentropie ») : un organisme se maintient en extrayant activement de l'ordre à son environnement — il « se nourrit », au sens propre, d'entropie négative. Un être vivant n'est jamais isolé : il ingère des molécules riches en énergie libre et rejette des déchets à forte entropie (CO₂, eau, chaleur), respectant le second principe à l'échelle globale tout en construisant de l'ordre à l'échelle locale.

Le chimiste Ilya Prigogine a formalisé cette intuition avec la théorie des structures dissipatives : loin de l'équilibre, sous un flux d'énergie suffisant, de nouvelles formes d'ordre peuvent émerger spontanément — et se maintenir tant que le flux ne se tarit pas. La biosphère entière peut se lire comme une gigantesque structure dissipative, qui capte le rayonnement solaire à haute énergie et réémet de la chaleur infrarouge à basse énergie vers l'espace ; entre les deux, la vie canalise ce gradient pour construire de la complexité. C'est cette même logique qui, appliquée aux cheminées hydrothermales de la Terre primitive, sous-tend le scénario racontédans le chapitre Les origines de la vie.

03 — AstrobiologieLa définition de la NASA

Au début des années 1990, la NASA structure ses programmes d'exobiologie et doit guider la conception d'instruments capables de détecter la vie sur Mars ou les lunes glacées, sans présupposer une biochimie identique à la nôtre. Un groupe de travail dirigé par John Rummel, et dont fait partie le biochimiste Gerald Joyce, formule en 1992 une définition devenue le standard de facto du domaine :

« La vie est un système chimique auto-entretenu capable de subir une évolution darwinienne. »Groupe de travail NASA Exobiology, 1992

Chaque terme de cette phrase, d'apparence simple, porte un choix théorique fort.

Cette définition a une élégance réelle : elle place l'histoire évolutive, plutôt que le seul équilibre métabolique, au centre de l'ontologie du vivant. Mais elle bute sur un problème pratique : l'évolution darwinienne se joue sur des générations, un temps écologique que les quelques mois ou années de vie d'un rover martien ne permettent tout simplement pas d'observer. Des chercheurs comme Steven Benner (qui a synthétisé un système génétique élargi à douze lettres) ou Max Coleman, du JPL, plaident pour des définitions plus opérables, centrées sur la détection immédiate d'un métabolisme actif plutôt que sur une histoire évolutive à reconstituer après coup.

04 — CybernétiqueLa clôture opérationnelle : l'autopoïèse

Dans les années 1970, les neurobiologistes chiliens Humberto Maturana et Francisco Varela abordent la question sous un angle différent : non plus l'histoire du vivant, mais son fonctionnement au présent. Ils forgent le concept d'autopoïèse (du grec auto, soi-même, et poiesis, production) : un système vivant est un réseau de processus qui produit en permanence les composants mêmes qui, en retour, régénèrent ce réseau — et qui, ce faisant, trace sa propre frontière physique (une membrane cellulaire, par exemple).

L'idée clé est de distinguer l'organisation (les relations invariantes entre composants) de la structure (les atomes et molécules qui l'incarnent à un instant donné). Chez un être vivant, la structure change sans cesse — la paroi de l'estomac se renouvelle en cinq jours, et l'on estime qu'au bout d'un an, 98 % des atomes d'un corps humain ont été remplacés. Pourtant, l'organisation, elle, persiste. Un organisme est ainsi ouvert sur le plan matériel — il échange en permanence avec son environnement — mais clos sur le plan opérationnel : toutes ses opérations internes n'ont d'autre fin que de perpétuer cette clôture même. Cette théorie a essaimé bien au-delà de la biologie : le sociologue Niklas Luhmann l'a reprise pour décrire le droit ou l'économie comme des systèmes qui se reproduisent, eux aussi, par leurs propres opérations.

05 — MesureMesurer la vie : la théorie de l'assemblage

Un problème pratique restait entier : comment détecter la vie de façon indubitable à partir d'un simple échantillon chimique ? Les biosignatures classiques — oxygène, acides aminés, certains ratios isotopiques — souffrent toutes de faux positifs potentiels, produits par des processus purement géologiques. À partir de 2017, le chimiste Lee Cronin (Glasgow) et l'astrobiologiste Sara Imari Walker (Arizona State) développent une réponse radicalement différente : la théorie de l'assemblage.

L'idée centrale : ne plus décrire une molécule par sa seule structure, mais par le nombre minimal d'étapes nécessaires pour l'assembler — son indice d'assemblage. Une analogie simple : la chaîne de caractères répétitive « abrabrabrabra » a un indice faible, car on peut construire le bloc « abra » une fois puis le recopier ; à l'inverse, « abracadabra », de même longueur mais sans motif répétitif, exige une construction quasi lettre par lettre, donc un indice bien plus élevé. Plus une structure complexe est présente en de nombreuses copies identiques, plus il devient statistiquement improbable qu'un processus purement aléatoire l'ait produite — cette abondance devient la signature d'une mémoire, d'un gabarit, d'une sélection.

La force de cette théorie est d'être mesurable en laboratoire par spectrométrie de masse : en analysant la façon dont une molécule se fragmente, on peut estimer son indice d'assemblage sans connaître sa structure à l'avance. Sur des échantillons terrestres et météoritiques, les processus purement abiotiques ne produisent jamais de molécules dont l'indice dépasse un seuil critique, estimé autour de 15. Franchir ce seuil impliquerait la présence d'une mémoire moléculaire persistante — une biosignature potentiellement utilisable pour des chimies extraterrestres entièrement inconnues. La théorie reste débattue : certains mathématiciens lui reprochent de réinventer des outils déjà établis (l'entropie de Shannon, la compression algorithmique), et des biologistes évolutionnistes contestent son usage, jugé trop lâche, du mot « sélection ». Elle s'impose néanmoins comme l'un des cadres les plus actifs de la recherche astrobiologique actuelle.

06 — PhilosophieTrois philosophes, une même énigme

Pendant que biologie moléculaire et physique hors équilibre déconstruisent les rouages du vivant, la tradition philosophique s'interroge sur un autre plan : non pas ce que la vie fait, mais ce qu'elle est — le statut de l'organisme comme sujet d'existence.

Emmanuel Kant, dans la Critique de la faculté de juger (1790), bute sur un problème que la mécanique newtonienne ne sait pas résoudre : contrairement à une horloge, où la cause précède et explique l'effet, un organisme semble être à la fois sa propre cause et son propre effet — les parties existent pour le tout, mais le tout produit aussi ses propres parties. Kant qualifie l'organisme de Naturzweck, « fin naturelle » — non comme preuve d'un dessein divin, qu'il se refuse à affirmer, mais comme idée régulatrice indispensable pour que notre entendement puisse simplement saisir la complexité intégrative du vivant.

Un peu plus d'un siècle plus tard, le médecin français Xavier Bichat, père de l'histologie moderne mort à 31 ans après avoir disséqué des milliers de cadavres à l'Hôtel-Dieu, propose une définition plus âpre dans ses Recherches physiologiques sur la vie et la mort (1800) :

« La vie est l'ensemble des fonctions qui résistent à la mort. »Xavier Bichat, 1800

Chez Bichat, la vie n'est pas un état stable mais un combat permanent : la gravité, l'entropie, l'oxydation sont les forces aveugles et dominantes de la nature, et la mort n'est pas un accident extérieur, mais le moment où l'organisme cesse de leur résister.

C'est le philosophe germano-américain Hans Jonas, ancien élève de Husserl et Heidegger, qui pousse cette intuition le plus loin. Dans Le Phénomène de la vie (1966), il attaque le dualisme de Descartes entre substance pensante et substance étendue, et prend le métabolisme comme point de départ : pour se maintenir, l'organisme doit sans cesse échanger de la matière avec son milieu — sa substance est transitoire, mais sa forme, son identité, persiste. Dans cette tension, Jonas voit le tout premier acte de liberté de l'histoire cosmique, présent dès la bactérie.

Pour Jonas, la subjectivité n'apparaît donc pas soudainement avec le cerveau humain — elle est préfigurée, de façon infinitésimale, dès le premier métabolisme cellulaire. Une intuition qui rejoint, par un tout autre chemin, le sujet du chapitre La conscience.

07 — Cas-limitesAux frontières du vivant

Aucun de ces cadres ne clôt le débat, et les objets qui peuplent la frontière du vivant le rappellent sans cesse.

Les virus. Sous forme de virion — la particule libre en dehors de toute cellule —, un virus est démuni de métabolisme, de reproduction autonome, de toute activité respiratoire : un pur cristal d'information encapsulé. Mais juger de sa nature à cette seule forme, note le virologue Patrick Forterre (Institut Pasteur), revient à confondre une graine dormante avec l'arbre qu'elle peut devenir. Forterre propose le concept de « virocellule » : le virus acquiert sa pleine identité d'organisme vivant non pas dans le virion inerte, mais au moment précis où il reprogramme le métabolisme d'une cellule hôte tout entière à son service.

Les prions, responsables de maladies comme Creutzfeldt-Jakob, vont plus loin encore dans la dépouille : ce sont de simples protéines mal repliées, sans le moindre ADN ni ARN, qui se « multiplient » en convertissant par contact les protéines normales de leur hôte à leur propre conformation. Ils échouent à tous les tests classiques du vivant — pas d'évolution darwinienne, pas de métabolisme, pas de clôture autopoïétique.

La vie de synthèse. En 2016, l'équipe de J. Craig Venter a poussé le réductionnisme à son terme en construisant JCVI-syn3.0, un génome bactérien minimal de seulement 473 gènes — le plus petit connu d'un organisme autoréplicatif cultivable. Fait révélateur : les chercheurs ignoraient, à la publication, la fonction précise de 149 de ces 473 gènes, soit près d'un tiers des gènes jugés essentiels à la vie.

Les xénobots. La perturbation la plus vertigineuse vient sans doute des travaux du biologiste Michael Levin et de l'informaticien Joshua Bongard, qui ont assemblé en 2019 les premières « machines vivantes programmables ». Des cellules souches embryonnaires de xénope, dissociées puis laissées libres de se réorganiser selon une forme optimisée par intelligence artificielle, se comportent en collectif : elles nagent, s'auto-réparent après une coupure, et — découverte plus tardive — peuvent pousser des cellules libres en petits tas qui se développent à leur tour en nouveaux xénobots, un mode de réplication inédit dans tout le règne du vivant recensé.

Face à cette diversité de cas-limites, la conclusion la plus honnête est peut-être qu'aucune définition ne pourra jamais enfermer la vie dans une poignée de phrases. Elle ressemble moins à une catégorie aux frontières nettes qu'à une transition de phase graduelle — où viennent s'articuler la thermodynamique de la dissipation, l'histoire moléculaire de la sélection darwinienne, la clôture cybernétique de l'autopoïèse et, en dernier ressort, cette expérience si particulière d'être un sujet aux prises avec sa propre précarité.