Sciences, environnement, bioéthique et éthique médicale (23)

Sciences, environnement, bioéthique et éthique médicale

Stéphane SCHMITT, Histoire d’une question anatomique : la répétition des parties, Publications scientifiques du Muséum national d’Histoire naturelle, Coll. « Archives », 2004, 700 pages

Retracer sur 700 pages une histoire aussi singulière que celle de la répétition des parties chez les êtres vivants, par exemple d’animaux comme les annélides qui ont un corps segmenté et dont les métamères se répètent le long de l’axe antéro-postérieur, peut sembler une entreprise surprenante, ambitieuse et austère. Pourtant, Stéphane Schmitt, chercheur en épistémologie au CNRS, démontre, de façon convaincante et argumentée, que la question est centrale en biologie depuis la fin du XVIIIe siècle jusqu’à nos jours et qu’elle a mobilisé des disciplines aussi variées que l’anatomie, l’embryologie, la génétique et les sciences de l’évolution. Lorsque deux parties d’un organisme présentent des similitudes, on parle d’homologie sériée ; si les similitudes s’appliquent à des parties d’organismes différents, l’homologie est dite spéciale.
Comment interpréter cette répétition des parties, terme que l’auteur préfère utiliser plutôt que celui de métamérie ? Malgré le fil conducteur de la thématique, la progression de la science est complexe et non linéaire : les concepts, hypothèses, théories, avancées, erreurs se sont succédé et enchevêtrés. Stéphane Schmitt a choisi d’exploiter les textes publiés ou sources primaires plutôt que les sources brutes comme les carnets de laboratoire ou les correspondances. Pour lui, les ouvrages reflètent la diffusion des idées dans l’Europe scientifique européenne puis mondiale des XIXe et XXe siècles. Et vu le nombre impressionnant de documents consultés souvent dans la langue d’origine, il est plus proche de l’exhaustivité que de la sélection. Parmi les savants cités, il refuse le mythe du précurseur qui a tellement faussé jusqu’à la caricature notre vision de la science et il préfère évaluer l’influence des savants sur leurs contemporains et successeurs. Il analyse finement les filiations, divergences, ambiguïtés, les emprunts et les apports des générations de chercheurs.
Au XVIIIe siècle, la biologie se résumait à l’observation, la dissection et la description. Mais la découverte de la diversité végétale et animale à l’occasion des expéditions naturalistes, pousse les savants à rechercher des théories unificatrices et universelles pour le vivant, à l’image de celles qui sont établies pour la physique. Il ne suffit plus de contempler les merveilles de la nature et d’en remercier le créateur (théologie naturelle). C’est ainsi qu’à la fin du XVIIIe siècle, émerge la question de la répétition des parties. Même si le cadre est encore fixiste (les espèces sont immuables), il faut se préoccuper de la forme et de la fonction et trouver la logique des formes vivantes en étudiant les organismes adultes, puis les embryons durant leur développement ontogénique.
Le rationalisme du siècle des Lumières s’oppose au système de la Naturphilosophie allemande qui a créé un environnement favorable à l’essor des sciences expérimentales. La répétition des parties est une propriété considérée comme fondamentale de la morphologie des organismes. La forme est antérieure à la fonction et la nature a tendance à s’élever vers les formes parfaites. À ce courant se rattachent la notion de récapitulation et la correspondance entre le microcosme et le macrocosme. L’organisme récapitule tout l’univers organique au cours de son développement et l’adulte se récapitule lui-même en chacune de ses parties. Ces étapes retracent l’échelle de la nature et il devient possible de comprendre le monde vivant.
Ces explications conduisent à la morphologie idéale de Richard Owen (1804-1892) : pour lui, les segments ou modules qui se répètent, dérivent d’un modèle archétypal ancestral ; de la vertèbre type dérive l’ensemble du squelette archétypal des vertébrés. L’archétype est le garant d’un monde vivant stable, ordonné et hiérarchisé et une force matérielle conduit la matière vivante à s’organiser.
Un autre courant accorde le primat à la fonction : la forme n’est que la manifestation de la fonction ou de l’activité et la segmentation répond à des critères d’adaptation des organismes à leurs conditions de vie. Les courants formaliste, fonctionnaliste et matérialiste peuvent d’ailleurs se mélanger.
Stéphane Schmitt précise que, malgré les progrès des recherches en embryologie expérimentale, le passage du fixisme au transformisme (les espèces peuvent évoluer au cours du temps), la biologie moléculaire, les idées essentielles demeurent : thèmes de la similitude, de la récapitulation, de l’échelle de la nature, de la correspondance du tout et de la partie, l’archétype, etc. Certes, la pensée morphologique a évolué et, après l’embryologie expérimentale qui a explicité la construction des organismes, la génétique du développement est une nouvelle piste pour réexaminer les homologies entre les organismes. En 1995, trois généticiens, Edward B. Lewis, Christian Nüsslein-Volhard et Eric F. Wieschaus, ont obtenu le prix Nobel de biologie et de médecine pour leurs recherches sur le contrôle génétique précoce chez la drosophile.
On connaît maintenant la cascade d’événements moléculaires qui préside à la différenciation antéro-postérieure et la mise en place de la segmentation chez cet insecte : gènes à effet maternel, gènes lacunaires, gènes de parité segmentaire (primaires et secondaires), gènes de polarité segmentaire et gènes sélecteurs homéotiques. Ce système n’est pas cantonné à la drosophile et se retrouve chez les vertébrés. Ainsi, les homologies sont toujours d’actualité et l’on s’efforce de comparer les patterns (disposition spatio-temporelle de l’expression d’un gène). Les recherches des généticiens et des embryologistes se font dans le cadre d’une nouvelle discipline, l’evo-devo (evolution of development).
L’ouvrage de Stéphane Schmitt, un modèle du genre dans l’histoire des sciences pour l’ampleur du parcours effectué et au contenu solidement argumenté mais jamais ennuyeux, est aussi une très belle édition comme les précédentes parutions de la collection « Archives des publications scientifiques du Muséum national d’histoire naturelle ». Il faut mentionner la présentation classique et claire, la beauté des caractères typographiques, la qualité des illustrations et la facilité de consultation du glossaire et des index. Ce livre prendra une place de choix dans une bibliothèque et se consultera maintes fois avec toujours le même plaisir.


Thierry HOQUET, Les fondements de la botanique, Linné et la classification des plantes, Vuibert, 2005, 304 pages

Le naturaliste suédois Linné (1707-1778) illustre la science de l’Europe nordique et le bouillonnement intellectuel du siècle des Lumières. Afin de mettre de l’ordre dans le chaos de l’histoire naturelle, il propose une nomenclature taxonomique avec cinq échelons (classes, ordres, genres, espèces, variétés) et la classification binomiale encore utilisée de nos jours ; chaque animal ou chaque plante est doté d’un nom en deux parties : « Le nom générique doit être appliqué à chaque espèce. Il faut que le nom spécifique suive toujours le nom générique. »
Linné peut rebuter par son style austère : « J’ai exprimé mes idées avec aussi peu de mots que j’ai pu, plus soucieux du poids de mes mots, que des fleurs pompeuses et éloquentes de la langue latine. » En effet, les Fundamenta botanica (1736) se composent de 365 aphorismes d’une rigueur implacable. Pour ce savant, la botanique doit devenir une science exercée par les vrais botanistes professionnels capables d’utiliser un vocabulaire technique, ce qui relègue les « botanophiles » au second plan. Jean-Jacques Rousseau (1712-1778) loue les « bonnes et brèves définitions » linnéennes, mais Buffon (1707-1788) est un adversaire acharné, hostile à tout système de classification ; il précise que « la méthode de Linnaeus est de toutes la moins sensée et la plus monstrueuse » et ajoute que classer, c’est ne rien comprendre à la nature et à la complexité des êtres vivants.
Bien que la cadre de la pensée de Linné soit fixiste, essentialiste et créationniste (comme tous ses contemporains), son organisation des plantes laisse place à des interrogations qui sont autant de petites failles dans son fixisme. « D’espèces, nous en comptons autant qu’il y a eu au commencement de formes créées » : ces formes créées par le Dieu créateur sont pour lui des individus fertiles prêts à se reproduire. En effet il affirme que la reproduction est un élégant système dont dispose les êtres vivants et il rejette la génération spontanée. Et même si aucune espèce nouvelle n’est possible, chaque œuf donne un produit semblable aux parents. Mais Linné a beaucoup réfléchi à la multiplication des êtres vivants qui se répandent sur la terre et sont soumis à des variations de conditions physiques ayant pour conséquences un changement de leurs caractéristiques. Les plantes se disséminent et « une variété est une plante changée par une cause accidentelle. » Est-ce la voie vers de nouvelles espèces ? Linné ne franchit pas la frontière du fixisme et selon lui, les différences sont réversibles. Il distingue des caractères fluctuants qui déterminent les variétés et des caractères constants qui caractérisent les espèces.
Comment classer les objets naturels alors que le vivant est incontestablement complexe ? Il est beaucoup plus facile d’organiser des collections d’animaux et de plantes en sélectionnant quelques caractères. Pour les plantes, Linné adopte le système sexuel (nombre et disposition des étamines et des pistils) tout en admettant le côté artificiel de son choix. Même s’il admet que « la méthode naturelle est et restera le but ultime des botanistes », le temps n’est pas encore venu.
En France, Antoine-Laurent de Jussieu (1748-1836) n’est pas hostile au système linnéen, mais il élabore une méthode naturelle qui prend en compte davantage de caractères et qui regroupe les plantes selon leurs affinités. Dans son Genera plantarum (1789), il présente une hiérarchisation des critères de classification : les caractères les plus stables ont une valeur plus élevée que ceux qui varient d’espèce en espèce. Donc les caractères ont un poids relatif et il convient de les subdiviser selon leur constance. Il développe la subordination des caractères amorcée par Linné et sa méthode est à la base des classifications phylogénétiques et évolutionnistes actuelles.
Donc, à la fin du XVIIIe siècle, les savants français sont partagés ; ils veulent s’émanciper de la pesante influence de Buffon, trouvent la classification linnéenne pratique mais insuffisante et comprennent l’utilité de la méthode naturelle. En même temps, les plantes exotiques ramenées des expéditions scientifiques s’accumulent et les espèces découvertes se multiplient. À nouveau la botanique est menacée de dégénérescence. Des voix s’élèvent pour revenir à une stricte nomenclature linnéenne. Après la Révolution, les sociétés linnéennes fleurissent à Paris et dans les villes de province. On assiste même à un culte ostentatoire de Linné avec célébrations de fêtes champêtres (herborisations, lectures et banquets). Ce néolinnéisme met en accusation la méthode naturelle. Ensuite la nomenclature zoologique puis botanique se dota de règles internationales d’harmonisation.
L’ouvrage coordonné par Thierry Hoquet (Université de Paris X-Nanterre) fait appel aux meilleurs historiens des sciences spécialistes des XVIIIe et XIXe siècles, dont Pascal Duris spécialiste incontesté de Linné. Les contributions sont complétées par des textes de Linné inédits en France : Fundamenta botanica (1736) et le Ratio operis du Genera plantarum (1737). Outre le plaisir de consulter ces sources primaires, la dernière partie regroupe un glossaire des termes de l’art (parties des pantes), des planches, le système sexuel de classification qui distingue les mariages publics des 23 classes de phanérogames (les organes sexuels de la plante sont visibles) et les mariages secrets de la classe des cryptogames (les sexes sont cachés et les mariages clandestins).
Les analyses vont beaucoup plus loin que la caricature d’un Linné rationaliste et aristotélicien strict, opposé à un Buffon empiriste et esprit libre. Les savants des Lumières ont engagé les débats essentiels à la compréhension du vivant et la période est à revisiter avec bonheur pour comprendre les révolutions scientifiques ultérieures en particulier l’évolutionnisme.


Bernard DUJON, Comment évoluent nos gènes ? Éd. Le Pommier/Cité des sciences et de l’industrie, coll. « Le collège de la Cité », 2005, 186 pages

Les chromosomes sont constitués par la molécule d’ADN (acide désoxyribonucléique) et des protéines ; ils portent les gènes ou unités fonctionnelles qui, grâce à la réplication, transmettent l’information génétique au fil des générations. L’ensemble des gènes d’un organisme est le génome. Cependant « la formation du semblable par le semblable » est trompeuse et beaucoup d’événements peuvent affecter les gènes. La découverte d’une structure morcelée des gènes a été une surprise ; ceux qui codent pour des protéines ont des exons codants, non codants et mixtes que l’on retrouve dans les transcrits et qui s’intercalent avec les introns qui en sont exclus.
Le séquençage des génomes a révélé leur complexité et leur gigantisme par rapport au nombre de gènes actifs, c’est-à-dire ceux dont les produits finaux sont des protéines : l’homme possède 20 à 25 000 gènes et parmi les 3 milliards cent millions de nucléotides (unités chimiques élémentaires de l’ADN constituées d’un sucre, d’une base et d’un phosphate), plus de 95% du génome n’est pas impliqué dans les produits de nos gènes. Il y a donc beaucoup de matériel dont on peut se demander l’utilité. En plus des introns, il existe de nombreux pseudogènes aussi nombreux chez l’homme (20 000) que les gènes actifs ; ce sont des copies de gènes dégénérés. Ces « reliques » sont plus ou moins dégradées et il est possible qu’ils puissent redevenir actifs. Les pseudogènes constitueraient une sorte de réservoir pouvant être utile pour une évolution future.
Lorsqu’on cherche à comprendre les mécanismes de l’évolution capables d’expliquer la diversification et la complexification des organismes depuis l’origine de la vie, la génétique moléculaire est précieuse. À chaque génération, les séquences des génomes subissent des changements, il existe une dérive génétique due au hasard (une des séquences peut l’emporter sur les autres), et la sélection naturelle est positive si les mutations sont bénéfiques, négative dans le cas contraire. Les gènes peuvent donc conserver leurs fonctions ancestrales ou aller dans le sens d’adaptations à de nouvelles fonctions. Ce phénomène de divergence est l’une des causes de l’évolution.
Un autre moteur de l’évolution est la duplication des gènes qui affecte soit les génomes entiers, soit des chromosomes complets ou des portions chromosomiques ou enfin des gènes. Par exemple, un gène ancestral donnera deux gènes paralogues dans le même génome. Lorsque la duplication est récente, les gènes se ressemblent, ensuite ils peuvent diverger. Chez l’homme, la moitié des gènes appartient à des familles de paralogues. Cette particularité est à l’origine d’innovations et de perfectionnements. Lorsqu’une des deux copies subit une mutation qui l’inactive, on parle de non-fonctionnalisation ; si les deux copies restent fonctionnelles, il est possible de distinguer la néo-fonctionnalisation lorsqu’une nouvelle fonction apparaît ou la sub-fonctionnalisation lorsqu’une fonction se spécialise.
En plus de la divergence et de la duplication des séquences génétiques, il y a aussi des pertes de gènes par mutations des copies de gènes dupliqués (pseudogènes) ou de gènes non dupliqués. Par exemple, les espèces parasites ont perdu un grand nombre de gènes, mais la sélection naturelle leur permet de poursuivre leur vie sans autonomie. Dans le sens inverse, le gain de gènes est plus surprenant : on constate que des gènes dits « orphelins » sont spécifiques d’un organisme ; leur expression est normale et régulée. On pense qu’ils se sont formés à partir de séquences existantes qui n’étaient pas fonctionnelles auparavant (utilisation du matériel surnuméraire des génomes) ou ils ont été acquis à partir d’organismes non apparentés ; en effet la barrière des espèces n’est pas totalement étanche, et même si ce cas demeure rare, c’est le transfert horizontal.
On peut s’émerveiller des réussites de tous ces bricolages moléculaires, mais il ne faut cependant pas oublier que lorsque la nature commet des erreurs, les conséquences peuvent être délétères et conduire à des maladies génétiques et à des cancers.
L’aventure des génomes relatée par Bernard Dujon, professeur à l’Université Pierre-et-Marie-Curie et directeur du département « structure et dynamique des génomes » à l’Institut Pasteur, est passionnante. Le monde vivant n’a pas fini de nous livrer ses secrets et selon la formule de Theodosius Dobzhansky (1900-1975), généticien et l’un des pères de la théorie synthétique néodarwinienne : « Rien n’est compréhensible en biologie, sauf à la lumière de l’évolution ». Laissons-lui le mot d’une fin très provisoire.


Maurice ABIVEN et al., Pour une mort plus humaine. Expérience d’une unité hospitalière en soins palliatifs, Masson, 2004, 3e éd., 208 pages

Selon le Dictionnaire historique de la langue française, « palliatif » a une origine latine palliare qui veut dire « couvrir d’un manteau », puis devient un terme de médecine ancienne (1740). Dans le sens moderne, et d’après le Larousse, le sens de palliatif se précise : « se dit d’un traitement ou d’un remède qui vise à diminuer ou à supprimer les symptômes pénibles d’une maladie, sans agir sur la maladie elle-même ». Tout est dit : il s’agit de soulager des souffrances physiques et psychiques intolérables, essentiellement cancéreuses (50% des cancers dépistés sont fatals), sans pouvoir enrayer la progression du mal reconnu incurable. Les médecins hospitaliers se sont demandé que faire lorsqu’il n’y a plus rien à faire et comment accompagner au mieux le malade en fin de vie.
C’est en 1987 que le docteur Maurice Abiven a ouvert la première USP ou Unité de soins palliatifs, à l’Hôpital international de l’Université de Paris, unité qui a été transférée à l’Hôpital des Diaconesses (XIIe arrondissement de la capitale). Une USP est un endroit particulier, un lieu de vie qui ressemble à un cocon : 12 à 15 lits, des chambres individuelles avec des équipements adaptés, des pièces de discussion, un appartement pour les familles et une grande souplesse de fonctionnement : pas d’horaires de visites et pas de limite d’âge pour les jeunes visiteurs. Dans ce cadre, les patients séjournent en moyenne une vingtaine de jours : des soins compliqués leur sont prodigués. Chaque malade est juge de sa douleur, il peut exprimer sa souffrance, ses angoisses, ses doutes, réclamer de l’aide ou la refuser. Il passe par des phases de déni, d’acceptation de la vérité et il reçoit l’information qu’il réclame au moment le plus approprié.
Avec beaucoup d’attention, d’humilité, de remise en question permanente, l’équipe soignante travaille en synergie avec les bénévoles et la famille. On tient compte de la vie passée du patient, de ses réussites, de ses goûts, de ses passions et aussi de ses échecs ou des blocages familiaux douloureux et jamais résolus. Une personne pourra se réconcilier avec un ex-conjoint et rejeter le compagnon actuel, ou retrouver le calme lorsqu’un enfant qui avait coupé les ponts vient au chevet de sa mère mourante. Les efforts de l’équipe sont tous orientés vers l’apaisement qui conduit à une mort plus sereine. Ensuite, le corps est préparé et cette toilette funéraire est particulièrement importante pour effacer les stigmates de la maladie sur un corps martyrisé et retrouver la beauté qui existe en chaque être humain. La famille gardera une image plus douce de son proche et elle est très reconnaissante de ces marques de respect.
Il existe actuellement une centaine d’unités de soins palliatifs en France, ce qui est trop peu par rapport aux 150 à 200 000 patients relevant des soins palliatifs (2002). Le docteur Abiven souhaite que ces USP ne soient plus des structures en marge, mais soient intégrés aux services hospitaliers où les patients sont soignés. Il faut, selon lui, développer la formation et déjà des diplômes universitaires de soins palliatifs et d’éthique sont proposés aux membres des équipes d’accompagnement dans les universités de Paris IX et Paris XIII. Ces enseignements permettront une prise en charge des patients condamnés et en fin de vie, à condition d’adapter les locaux pour mieux accueillir les familles et d’assouplir les règlements.
Ce livre collectif autour de l’initiateur des USP, le docteur Abiven est une leçon d’espoir pour tous ceux qui ont connu ou connaîtront l’épreuve d’une échéance de vie programmée en souhaitant que tout malade incurable puisse en profiter.


Sandrine GOMBERT et al., Pollution atmosphérique par les métaux – Biosurveillance des retombées, EDP Sciences/ADEME, 2005, 108 pages

Les émissions de métaux dans l’atmosphère ont pour origine des sources naturelles (embruns marins, volcans, croûte terrestre, feux de forêt) ou anthropiques (industries, transports, agriculture, élevage). Les particules dispersées sont de taille variable ; les plus grosses restent peu de temps dans l’air avant de se déposer sur les sols dans un rayon de 10 km et les plus fines sont transportées par les vents sur des distances beaucoup plus longues, jusqu’à 1 000 km. Même s’il est avéré qu’une pollution atmosphérique par les métaux lourds affecte les écosystèmes terrestres et aquatiques et la santé humaine, il est difficile d’évaluer les perturbations dues à des causes naturelles et anthropiques. Cependant, la qualité de l’air est devenue une préoccupation majeure dans nos sociétés. En 1979, la Convention de Genève sur la pollution atmosphérique transfrontière à longue distance a fixé un cadre de surveillance et s’est attaquée à la réduction des émissions polluantes. En complément, en 2003, le Protocole d’Aarhus (Danemark) a proposé la limitation des émissions anthropiques de métaux lourds en raison de leur nocivité sur l’environnement et la santé.
Il existe en France plusieurs réseaux de surveillance des dépôts atmosphériques, mais le document présenté ici par l’ADEME (Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie), le Muséum national d’Histoire naturelle et plusieurs universités et organismes, concerne la deuxième campagne (2000) du réseau « Mousses – Métaux ». Ce dispositif est le seul qui permette d’estimer les variations des retombées atmosphériques métalliques en pollution de fond (mélange assez homogène dans l’espace et le temps de pollutions d’origines variées). Plus de 500 sites en pollution de fond sont suivis ; ils ont été choisis en zones rurales et sont éloignés de sources polluantes intenses. Tous les végétaux sont des accumulateurs de métaux, mais les mousses (cinq espèces sélectionnées) ont des capacités particulières de bioaccumulation et peuvent concentrer sans perturbations, des éléments minéraux à des doses toxiques pour d’autres plantes.
Les métaux recherchés dans les échantillons de mousses sont fixés par le programme européen : Arsenic (As), Cadmium (Cd), Chrome (Cr), Cuivre (Cu), Fer (Fe), Mercure (Hg), Nickel (Ni), Plomb (Pb), Vanadium (V), Zinc (Zn). Les résultats sont présentés sous la forme de cartes nationales et de statistiques et graphiques régionaux. Certes, les variations temporelles des niveaux de dépôt sont difficiles à interpréter, mais la biosurveillance livre une tendance de ces dépôts en France. Le but est de définir des stratégies pour réduire les émissions polluantes.
Les métaux As, Cr, Fe, Ni et V ont une origine essentiellement terrigène en zone méditerranéenne (contamination locale et d’origine saharienne), mais l’étang de Berre est responsable de contaminations anthropiques pour les Cr, Fe, Ni et V. Des origines anthropiques sont également connues pour le Cr et le Fe dans le nord-est de la France (industries métallurgiques) et pour le Ni et le V dans le nord-ouest (industries pétrochimiques). Les Cd, Cu, Hg, Pb et Zn sont plutôt anthropiques (étang de Berre, Picardie, Rhône-Alpes). En région rurale, le Cu concerne les régions de vignobles (Poitou-Charentes, PACA) et le Zn les régions d’élevage – le lisier épandu est riche en Zn – (Pays-de-la-Loire et Limousin).
Tout en reconnaissant les limites de la méthode, l’amélioration de ces niveaux de dépôt en métaux semble être le reflet d’une baisse des émissions dans l’air en France et en Europe, en particulier pour le Pb et le Cd. En revanche, le Hg ne baisse pas et le Zn augmente ; on peut penser que les responsables sont le trafic, les activités industrielles et les apports transfrontières. En 2005, une nouvelle campagne de biosurveillance du réseau « mousses-métaux » permettra d’affiner les tendances d’évolution sur les zones exposées aux niveaux élevés et de préciser l’origine des sources contaminantes.
Ce livre peut paraître modeste aux yeux des citoyens convertis récemment aux thèses environnementales ; pourtant la prise de conscience nationale et européenne est réelle, les programmes de recherche existent et les données scientifiques comparatives vont s’affiner. La science semble toujours aller lentement pour ceux qui n’en sont pas les acteurs. Ensuite, il faut que les résultats soient pris en compte par les politiques et que les industriels et les agriculteurs poursuivent leurs efforts pour polluer moins.


Didier HAUGLUSTAINE, Jean JOUZEL et Hervé LE TREUT, Climat : chronique d’un bouleversement annoncé, Le Pommier/Cité des sciences et de l’industrie, coll. « Le Collège de la Cité », 2004, 188 pages

Tempêtes, inondations, canicule…, les catastrophes dites « naturelles » ne sont-elles pas les conséquences des activités humaines ? Les bouleversements climatiques alimentent nos peurs et, pour répondre à nos interrogations, il faut consulter les archives climatiques (les glaces polaires ou les récifs coralliens ou la dendrochronologie, les cernes des arbres), s’orienter vers les observations satellitaires et utiliser les technologies informatiques pour recueillir, traiter et modéliser les données.
Les principaux phénomènes climatiques qui nous inquiètent se déroulent dans la troposphère, région de l’atmosphère située entre la surface terrestre et 10 km environ d’altitude. La planète reçoit le rayonnement solaire et les couches inférieures de l’atmosphère retiennent les radiations infrarouges : c’est l’effet de serre. Actuellement l’augmentation des gaz à effet de serre entraîne un échauffement anormal des basses couches atmosphériques et ceci depuis deux siècles. Ces gaz sont d’origine naturelle (végétation, sols, océans) ou d’origine anthropique. Ce sont pourtant des constituants très minoritaires (0,1% de l’atmosphère) comme la vapeur d’eau H2O, le dioxyde de carbone CO2, le méthane CH4, l’oxyde nitreux N2O et l’ozone O3 qui contribuent à l’aggravation de l’effet de serre. L’augmentation de ces gaz et leur durée de résidence dans l’atmosphère sont liées aux activités humaines. Si le cycle de la vapeur d’eau est très rapide (quelques semaines), depuis le début de l’ère préindustrielle, le CO2 a augmenté de 30% (durée de vie 120 ans), le CH4 fluctue (durée : 10 ans), le N2O a crû de 15% (durée : 114 ans). L’ozone est essentiel dans la chimie atmosphérique par sa capacité à absorber le rayonnement solaire et le rayonnement terrestre infrarouge, il permet la vie sur terre et assure l’équilibre climatique de la haute atmosphère.
La couche d’ozone a été mise en danger par les CFC (chlorofluorocarbones), constituants uniquement anthropiques ; selon leur nature, leur durée de vie va de 4,8 ans à 640 ans pour le CFC-13 ! Alors que tout semblait rentrer dans l’ordre avec l’utilisation de substituts, les HFC, qui sont des composés halogénés, ces constituants de remplacement se révèlent eux-mêmes de très redoutables gaz à effet de serre dont les effets restent à découvrir. Les particules en suspension ou aérosols ont également une forte incidence sur le bilan radiatif (variation du rayonnement atmosphérique) et conduisent également à un échauffement du système climatique. Donc, le rejet massif de polluants en raison des activités industrielles et agricoles a déjà fortement modifié la composition chimique de l’atmosphère et les perturbations vont se poursuivre durant le XXIe siècle et au-delà.
Des scénarios prennent en compte la croissance démographique et le développement économique des peuples. Selon l’utilisation massive et mal contrôlées des énergies fossiles ou le choix d’énergies non fossiles ou un équilibre entre les deux ou enfin l’adoption de technologies propres dans une perspective de développement durable, les résultats seront différents. Cependant, quels que soient les scénarios proposés, la température moyenne à la surface terrestre augmentera de 1,4°C à 5,8°C et l’élévation du niveau de la mer se situera entre 9 et 88 cm.
Malgré les réunions internationales qui se font l’écho des alarmes justifiées des scientifiques et les efforts pour réduire les émissions polluantes de certains pays, il est urgent de stabiliser l’effet de serre, sinon la machine climatique risque de devenir incontrôlable. Mais les États-Unis se refusent à diminuer leur consommation énergétique et les pays à forte croissance comme l’Inde ou la Chine polluent massivement.
Les trois auteurs, spécialistes des sciences du climat et de l’environnement et de la météorologie dynamique, achèvent leur exposé très clair et implacable en précisant le rôle des scientifiques, des politiques et des citoyens. En revanche, ils dénoncent l’ambiguïté des experts et des pseudo-scientifiques au statut flou et aux intérêts particuliers. Les questions dérangent et les réponses invitent à l’action.


François MOUTOU, Pourquoi les mammifères ne pondent-ils pas d’œufs ?, Le Pommier, coll. « Les petites pommes du savoir », 2005, 64 pages

La question peut sembler incongrue, tant il est évident que la poule, elle, pond des œufs protégés par une coquille. Nous savons que les oiseaux et les reptiles sont des ovipares, contrairement aux mammifères qui mettent bas des petits vivants et sont des vivipares. Cependant, parmi les mammifères, certains pondent des œufs : ce sont les monotrèmes ou protothériens (ornithorynques et échidnés). Les autres, les marsupiaux ou métathériens (kangourous, opossums, wombats, koalas) et les euthériens ou vrais mammifères ne semblent pas pondre pas d’œufs au sens traditionnel. S’interroger sur l’œuf, c’est se souvenir qu’il est le produit de la reproduction sexuée et au cours de la fécondation un spermatozoïde ou gamète mâle rencontre un ovule ou gamète femelle. Cependant, certains œufs se développent à l’extérieur de la femelle et d’autres à l’intérieur du corps de la mère. Cette différence répond à notre interrogation de départ.
Après l’accouplement, la fécondation est interne et la reproduction présente de multiples variantes afin d’assurer la meilleure survie possible de chaque œuf. Il y a des saisons favorables à la reproduction, des cycles saisonniers et hormonaux et des comportements de séduction entre partenaires. Après la fécondation, l’œuf poursuit son développement et s’implante dans la muqueuse utérine, c’est la nidification ; le placenta permet les échanges entre la mère et l’embryon. La durée de la gestation varie beaucoup entre les animaux et même entre des espèces voisines, mais les naissances sont souvent concomitantes des périodes de l’année riches en ressources nutritionnelles environnementales.
À la naissance, on distingue les espèces nidifuges (les petits sont d’emblée très mobiles) et nidicoles (les petits sont fragiles et ne peuvent acquérir leurs capacités comportementales que dans un abri protecteur). Les mères allaitent leurs petits. Les mamelles sont localisées de façon variable et leur nombre dépend de l’importance de la portée. Le lait est un mélange d’eau, de lactose, de lipides, de protéines dont les proportions diffèrent d’une espèce à l’autre et même d’une race d’un animal domestique à l’autre. De la richesse nutritionnelle du lait dépend une croissance plus ou moins rapide du jeune.
À partir de cette astucieuse « Petite pomme du savoir » sur l’œuf, c’est toute la diversité biologique des mammifères qui défile et comme d’habitude, la collection informe de façon ludique. L’auteur, François Moutou est vétérinaire, épidémiologiste à l’AFSSA (Agence française de sécurité sanitaire des aliments) et responsable d’associations naturalistes.


Claire LAURENT, Cyril FEIDT et François LAURENT, Contamination des sols. Transferts des sols vers les animaux, EDP Sciences/ADEME, 2005, 216 pages

Lorsque des dioxines se retrouvent dans le lait des vaches qui paissent à proximité d’un incinérateur, la sécurité alimentaire est menacée. La filière agroalimentaire cherche alors des solutions et la législation devient plus rigoureuse.
Le présent ouvrage qui est un bilan le plus complet possible en l’état actuel des connaissances, traite de la contamination des sols par des polluants organiques et métalliques et leur transfert vers l’animal d’élevage puis vers le consommateur d’aliments contaminés avec les conséquences sur la santé humaine. Les polluants organiques se décomposent en dioxines (PCDD ou polychlorodibenzo-para-dioxine et PCDF ou polychlorodibenzo-para-furanne), les PCB « dioxines like » (polychlorobiphényle), les HAP (hydrocarbure aromatique) et HAPC (hydrocarbure aromatique polychloré). Ces molécules ont de multiples configurations chimiques différentes, les congénères, ce qui change leurs propriétés ; elles sont lipophiles, toxiques et persistantes dans les organismes vivants. L’origine des contaminations est essentiellement anthropique. Les polluants métalliques ou ETM (éléments traces métalliques : arsenic, cadmium, chrome, mercure, platine, plomb, zinc) ne sont pas lipophiles ; leur toxicité est variable, certaines molécules sont nécessaires à l’organisme, d’autres sont nuisibles. Les contaminations sont surtout naturelles à partir de l’érosion des roches mères, du lessivage des sols, et secondairement d’origine anthropique.
Les transferts des polluants organiques vers les animaux s’effectuent par ingestion involontaire de sol par les ruminants au pâturage ou par les fourrages contaminés. On connaît les mécanismes de l’absorption intestinale, de la diffusion dans la voie lymphatique puis dans la circulation générale, de la distribution tissulaire des polluants (tissu adipeux et foie), enfin de l’excrétion. La rétention dans les tissus dépend de la dose de PCDD/F et l’on connaît moins bien la distribution des PCB et HAP. Les polluants métalliques ont pour organes cibles les reins, le foie, les muscles et les os.
Il n’est pas aisé de modéliser le transfert de polluants via les animaux ou les produits animaux à partir de l’ingestion de sol, phénomène pourtant bien réel. Il faudrait connaître avec précision la composition de la matrice (le sol), la biodisponiblité des polluants (aptitude d’une substance présente dans l’environnement à être prélevée et absorbée par un organisme vivant) et le phénomène de l’ingestion elle-même. Il faut donc admettre que l’utilisation de tels modèles doit inciter à la prudence. Même si les études sont éparses et pour beaucoup remontent aux années 1990, la présence de polluants dans les aliments est une réalité, variable selon les départements, les pays, la proximité d’un site industriel, les années… Beaucoup de paramètres restent difficiles à appréhender, mais les conséquences sur la santé humaine peuvent être lourdes selon les groupes d’aliments et leur mode de consommation (crue ou cuisinée). Une annexe recense en termes de santé la présence de polluants organiques chez l’homme (études de 1973 à 2000). Les PCDD/F peuvent induire des cancers, augmenter la fréquence des diabètes et des maladies cardiovasculaires, des troubles neurologiques et musculaires… Les PCB provoquent des irritations de la peau, des troubles métaboliques, neurologiques et des cancers du foie. Les HAP sont très actifs sur le retard cognitif et le développement des enfants.
Les auteurs, Claire Laurent, Cyril Feidt et François Laurent, sont enseignants-chercheurs à l’École nationale d’agronomie et des industries agroalimentaires de Nancy. Ils offrent avec cette nouvelle publication EDP Sciences/ADEME (Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie) une remarquable synthèse sur ce thème des sols et transferts, qui s’appuie sur l’analyse de quelque 600 sources bibliographiques internationales de 1958 à 2005. Malgré les études qui restent à faire ou à actualiser, cet ouvrage est un document indispensable d’aide à la décision pour les spécialistes de l’environnement.


Didier RAOULT, Les nouveaux risques infectieux : Grippe aviaire, SRAS, et après ?, Éd. Lignes de repères, 2005, 272 pages

Les grandes épidémies ponctuent l’histoire des êtres vivants qui cohabitent avec des micro-organismes (virus, bactéries, parasites) à l’origine de maladies aiguës ou chroniques. Chez l’homme, les micro-organismes pénètrent par les muqueuses (œil, nez, bouche, organes génitaux, anus), se multiplient dans le corps en se heurtant aux réactions immunitaires de l’hôte et sortent (toux, tube digestif, urines, peau, muqueuses génitales) pour contaminer d’autres individus et se propager.
Les maladies infectieuses peuvent toucher des cas isolés, puis s’amplifier et devenir des épidémies, voire des pandémies. Beaucoup de facteurs interviennent dans la diffusion des maladies infectieuses comme les déplacements (les pèlerinages de masse à La Mecque sont à l’origine de méningites à méningocoque), l’urbanisation et la vie précaire, les changements climatiques, les contacts avec les animaux de compagnie domestiques ou exotiques, la consommation de produits toxiques, les piercings ou tatouages, les risques alimentaires.
Il est utile d’étudier les épidémies anciennes pour comprendre l’ampleur des catastrophes sanitaires historiques : la tuberculose date de 16 000 ans, la peste remonte à l’Empire romain, la lèpre a dû accompagner l’armée d’Alexandre le Grand d’Asie en Europe, le typhus a décimé l’armée napoléonienne, le virus de la grippe espagnole a tué plusieurs millions de personnes en 1918.
Les maladies émergentes peuvent être identifiées rapidement en raison des nouvelles technologies : il a fallu 6 mois pour identifier le coronavirus responsable du SRAS (Syndrome respiratoire aigu sévère) et démarrer le travail sur un vaccin. Les épidémies récentes comme le SRAS ou la grippe aviaire font l’objet d’une mobilisation mondiale avec détection dès les aéroports des personnes fiévreuses et qui toussent, leur isolement et une prise en charge hospitalière. Bien entendu, toutes ces précautions sont nécessaires, sans toutefois déclencher de véritables paniques comme avec les maladies à prions (Creutzfeldt-Jakob, vache folle) qui ont eu un faible impact.
Tout en surveillant et en recensant toutes les maladies qui inquiètent les populations (le bilan dans cet ouvrage est très complet), l’auteur dénonce l’utilisation abusive des antibiotiques, en particulier en France, entraînant des multirésistances qu’il devient très difficile de surmonter. Ainsi des maladies qui semblaient éradiquées comme la syphilis, la tuberculose, les pneumonies et les infections aux staphylocoques réapparaissent. Le cas de l’hôpital est particulièrement grave ; dans cet écosystème particulier, les malades sont affaiblis et vulnérables et les soignants, ainsi que les visiteurs sont porteurs de germes. Les maladies nosocomiales sont responsables de 5 000 morts par an en France. Des précautions sont nécessaires et simples à appliquer comme la décontamination des mains à l’alcool avant et après les soins à chaque malade, éviter le rasage des opérés pour empêcher toute lésion cutanée et ne pas abuser des cathéters et sondes.
Parmi les découvertes fondamentales des dernières années, on sait maintenant que de nombreux cancers (20% des cas mortels) sont associés à des micro-organismes comme l’Helicobacter pylori responsable de l’ulcère gastroduodénal et du cancer de l’estomac et les Papilloma virus humains (HPV) à l’origine du cancer du col de l’utérus. Ces connaissances sont primordiales pour le dépistage, le traitement et les vaccins. Cette voie de recherche s’annonce des plus fructueuses dans l’avenir.
Enfin, l’auteur aborde le sujet brûlant du bioterrorisme. Les maladies infectieuses sont de redoutables armes et certains pays possèdent des sources virulentes de variole (contamination majeure) et de charbon (spores infectantes par la voie respiratoire), malgré le traité de désarmement de 1972. En plus des risques cités, il faut ajouter la toxine du botulisme qui peut être injectée dans les aliments. Sans sombrer dans la psychose, il faut maintenir une recherche scientifique de bon niveau sur les micro-organismes susceptibles d’être utilisés par les terroristes. En France, nous possédons un seul laboratoire P4 qui permet la manipulation d’agents mortels transmis à l’homme et sans traitements actuels.
Didier Raoult est professeur de médecine à Marseille, directeur de l’unité de recherche des Rickettsies (CNRS UMR 6020). Cet excellent spécialiste des maladies infectieuses et du bioterrorisme publie ici un livre complet, didactique, d’une lecture agréable ponctuée de conseils simples aux voyageurs, aux personnes méfiantes vis-à-vis des vaccinations, aux personnels médicaux. Il est très bien placé pour resituer le débat sur le terrain scientifique tout en se plaçant à un bon niveau de vulgarisation. En plus, cet ouvrage paraît chez un nouvel éditeur dont il faut saluer le choix éditorial.


Corinne IDA LASMÉZAS, Qu’est-ce qu’un prion ?, Le Pommier, Coll. « Les petites pommes du savoir », 2005, 60 pages

Depuis le XVIIIe siècle, les éleveurs savent qu’un mouton qui titube, se gratte, tombe et ne se relève plus, est atteint de la tremblante. En revanche, l’agent responsable de cette maladie infectieuse neurologique demeurait inconnu ; dans les années 1970, le coupable commence à livrer ses secrets et il se révèle bien étrange : bien plus petit qu’un virus, résistant aux détergents et aux décontaminants hospitaliers, rebelle aux radiations ionisantes sauf à des dosses massives. On parle alors de virus lent non conventionnel.
C’est l’Américain Stanley Prusiner qui devient le spécialiste de la tremblante. Ses travaux sont couronnés par le prix Nobel de médecine en 1997. Il découvre une protéine infectieuse qu’il nomme prion : c’est une remise en question des mécanismes classiques de transmission d’une maladie par une bactérie ou un virus, tous deux dotés d’acides nucléiques. Autre constatation surprenante : il existe une protéine normale que nous possédons en nous, donc une molécule codée par des gènes et une protéine anormale pathogène dont la configuration spatiale est modifiée ; son repliement est différent.
En 1920, deux médecins, Creutzfeldt et Jakob, décrivent une maladie neurologique humaine très rare qui touche une personne sur un million, évolue sur 40 à 50 ans et se traduit par l’apparition de plaques dans le cerveau du patient âgé, puis par une destruction des neurones et, enfin, des vacuoles. On nomme cette pathologie ESST ou encéphalopathie subaiguë spongiforme transmissible. La maladie est-elle spontanée, accidentelle, génétique ?
À partir de 1985, l’affaire de la vache folle suscite une immense émotion : 180 000 bovins sont atteints en Grande-Bretagne, un millier en France. Au-delà de l’absurdité qui consiste à nourrir des herbivores avec des farines animales (qui ont été contaminées) et en raison d’un franchissement de la barrière des espèces, de jeunes adultes meurent d’une variante de la maladie de Creutzfeldt Jakob. Leur cerveau est envahi par des plaques florides (en forme de fleurs). Il faut se rendre à l’évidence, il existe différentes souches à l’origine des maladies à prions, humaines et animales.
Dans le cas d’une contamination alimentaire, les prions franchissent la barrière intestinale ; passent dans le sang et se multiplient dans la rate, les ganglions lymphatiques et le cerveau. Pourquoi le système immunitaire ne s’oppose t-il pas à cette invasion ? En l’absence de test pour repérer les prions dans le sang, des recherches sont orientées vers le repérage de la bonne et de la mauvaise protéine et vers le blocage de la multiplication des prions pour sauver les neurones. On ignore toujours le facteur ou la molécule qui pousse la protéine à mal se replier : est-ce une autre protéine de l’organisme ou une molécule étrangère ou un acide nucléique ?
L’auteur de ce petit livre très instructif, Corinne Ida Laszémas, est neurovirologue et vétérinaire au Commissariat à l’énergie atomique. Avec simplicité et clarté, elle fait le point sur la question et reconnaît que le prion demeure l’une des énigmes de la science contemporaine.


Jean BAUDET, Penser le vivant. Une histoire de la médecine et de la biologie, Vuibert, 2005, 396 pages

Est-il possible de proposer une histoire de la médecine et de la biologie, sans oublier l’agronomie en quelques centaines de pages ? Vouloir tout traiter est illusoire, tenter une large exploration est dangereux ; d’emblée se pose le problème de la forme : faut-il s’en tenir à une chronologie stricte ou faut-il sélectionner des thèmes majeurs, autant d’étapes essentielles dans la construction des connaissances scientifiques ? Et puis « Penser le vivant » suppose une analyse épistémologique éclairée dont peu de spécialistes sont capables.
En fait, Jean Baudet, enseignant et chercheur dans le domaine de l’histoire des sciences et des techniques, s’est constamment piégé. Après des chapitres chronologiques allant du commencement de l’humanité à la Renaissance (dont seulement cinq pages sur le Moyen Âge durant lequel « rien d’à la fois positif et neuf » ne se passe dans les sciences de la vie) et des sciences naturelles à la biologie, il propose un bric à brac qui effleure les civilisations, cite quelques Grecs et Romains illustres, divers peuples, évoque les végétaux et les animaux, survole les étapes évolutives, les grandes fonctions…, le tout avec d’inévitables redites et une sensation de confusion et de tournis. L’auteur se rend compte à la page 118 de l’impasse dans laquelle il se trouve : « Jusqu’à présent, j’ai tenté de suivre scrupuleusement la chronologie, au risque de passer d’un événement concernant la syphilis à un autre concernant la reproduction végétale ou la chaleur animale. Maintenant, ce n’est vraiment plus possible. Même en me limitant aux grands événements de l’histoire de la biologie, de l’agronomie et de la médecine, si je devais énumérer les découvertes et les inventions chronologiquement, j’obtiendrais une liste véritablement illisible ». Devant cette tardive prise de conscience, le lecteur qui était déjà persuadé de l’illisibilité du texte reprend espoir et se sent prêt à s’intéresser à la sélection thématique censée recentrer le débat : la cellule, les microbes, l’évolution, le métabolisme, la génétique et de l’atome à l’écosystème. Mais l’énumération chronologique revient au galop, ponctuant des exposés superficiels, des redondances, et l’absence de synthèses. Le texte est d’ailleurs parsemé de remarques décourageantes comme : « Arrêtons l’énumération », page 165, « Continuons notre chronologie », page 187, ou de banalités : « Pour penser à la vie, il faut l’observer, et donc il faut observer des êtres vivants », page 211, suivies d’un aveu d’impuissance : « Mais est-il possible en deux ou trois cents pages – de dire l’essentiel de l’histoire de la biologie ? », page 281.
Il n’est pas dramatique pour un biologiste d’abandonner le livre, mais le lecteur qui souhaitait aborder l’histoire du vivant et en retirer des idées claires pour comprendre les enjeux de la science actuelle risque de ne plus retenter l’expérience. À juste titre, il sera perturbé, découragé et pensera que décidément la biologie demeurera pour lui un domaine étranger. Quant à la conclusion, elle ne peut que laisser perplexe. L’auteur évoque les menaces sérieuses pour l’avenir de l’humanité et il écrit : « Mais le plus grand danger est l’explosion démographique. Car c’est la principale leçon nous semble-t-il de la biologie, le vivant tue le vivant ». Le combat cessera faute de combattants et cela évitera de « Penser le vivant »…