Je suis physicienne à l'Arizona State University, et je me consacre à une question fondamentale qui me passionne : comment la vie est-elle apparue sur Terre, et plus largement, quelle est la nature profonde du vivant ? Pour répondre à cela, je crois qu’il est essentiel de revisiter nos concepts à travers le prisme de la théorie de l’information et de la physique fondamentale.
Lorsque nous regardons la vie, il devient clair que son essence ne se limite pas à la simple chimie des molécules. Ce qui la caractérise profondément, c’est la manière dont l’information s’organise et s’auto-maintient dans des systèmes physiques complexes. Je compare souvent cela à l’étude des trous noirs en astrophysique : tout comme comprendre la gravité à travers les trous noirs a révolutionné la physique, je suis persuadée que la vie est là où l’information devient la plus dynamique, la plus dense, et surtout quand elle commence à influencer la dynamique même de la matière.
La question des origines de la vie se divise pour moi en deux grandes problématiques. D’une part, il y a les éléments historiques : quand et comment la vie a émergé sur notre planète ? Les archives fossiles les plus anciennes, comme les stromatolites, datent d’environ 3,8 milliards d’années, mais ces preuves demeurent fragmentaires et laissent beaucoup de zones d’ombre. D’autre part, il y a la question plus fondamentale et expérimentale : comment la vie émerge-t-elle à partir de la matière non vivante ? Cette interrogation est au cœur de mes recherches théoriques et propose de dépasser les simples modèles moléculaires pour saisir l’émergence de l’information vivante.
Tous les êtres vivants sur Terre partagent une biochimie universelle, avec des briques communes telles que l’ADN, les ARN, les ribosomes, et les protéines. Cette universalité témoigne d’un ancêtre commun unique, que nous appelons le dernier ancêtre commun universel, ou LUCA. Mais attention, ce LUCA n’était pas nécessairement un organisme isolé ; il s’agissait plutôt d’une communauté génétique où les échanges horizontaux entre différentes formes de vie brouillaient la notion même d’individualité. Cela m’amène à penser que, dès ses débuts, la vie était un phénomène collectif, écologique, et dynamique.
Je remets aussi en question la vision classique selon laquelle la vie a commencé par un événement isolé, par exemple l’apparition d’une molécule auto-réplicative ou d’une cellule protocellulaire. Je propose plutôt que la vie ait émergé comme un phénomène global, planétaire, inscrit dans les cycles géochimiques de la Terre primitive. Certaines voies métaboliques clés, comme le cycle de l’acide citrique (appelé aussi cycle de Krebs), ont pu naître spontanément à partir de réactions chimiques thermodynamiquement favorisées, avant même que les premières enzymes ne soient disponibles. Autrement dit, la vie a pu surgir de la physique du système Terre entière.
À mes yeux, les attributs conventionnels du vivant — métabolisme, reproduction, compartimentation — sont loin d’être des phénomènes isolés. Ils sont plutôt l’expression d’un principe fondamental unique : l’organisation et le transfert d’information. L’ADN, par exemple, n’est pas simplement une molécule porteuse de gènes ; c’est un support fiable de l’information qui structure et régule les cycles métaboliques. La vie devient un système où l’information structure la matière à différents niveaux, organisant les flux énergétiques et les interactions moléculaires pour maintenir un état loin de l’équilibre.
Enfin, je tiens à souligner que la définition même de la vie et la compréhension de son origine sont inextricablement liées. Une théorie unificatrice de la vie devrait pouvoir expliquer pourquoi et comment l’information acquiert ce rôle organisationnel unique dans les systèmes vivants, ainsi que les mécanismes par lesquels ce contrôle informationnel émerge. C’est un défi interdisciplinaire — conjuguant physique, biologie, chimie et écologie — mais c’est aussi une opportunité de repenser la vie non seulement comme un phénomène biologique, mais comme un phénomène informationnel planétaire et écologique.
Ces réflexions nous poussent à envisager la vie sous un nouvel angle : non plus seulement comme une collection de molécules, mais comme un système complexe d’informations qui modifient la matière et créent de nouvelles formes d’organisation. C’est cette vision renouvelée qui, je l’espère, nous aidera à comprendre les origines les plus profondes du vivant, ici sur Terre et peut-être ailleurs dans l’Univers.
Années: 198? -
Epoque – Courant religieux: Récent et libéralisme économique
Sexe: F
Profession et précisions: physicienne théoricienne et astrobiologiste
Continent – Pays: Amérique du nord - Usa