MEDIAPART

Je serai à Grenoble le 3 octobre pour un séminaire inter-laboratoires DYSCO.

http://www-ljk.imag.fr/membres/Emmanuel.Maitre/DYSCO/doku.php?id=start

Le résumé de la communication est :

Physique de l’embryogenèse et évolution : les transitions céphalochordés/crâniates, anamniotes/amniotes, poissons/tétrapodes, quadrupèdes/bipèdes, s’expliquent-elles par la progression à un degré de liberté d’un écoulement générique ?

Vincent FleuryLaboratoire Matière et Systèmes ComplexesUniversité Paris-Diderot La formation des embryons de vertébrés est un phénomène physico-chimique qui transforme rapidement une sphère (ou un disque) en un animal reconnaissable. Le passage d’une sphère à un animal requiert d’amples mouvements. Lorsqu’on suit précisément les mouvements des jeunes embryons (2 jours du poulet) on s’aperçoit que leur topologie globale est très simple. Il s’agit d’une brisure de symétrie hyperbolique, qui est passée physiquement de la petite vers la grande échelle par un écoulement visco-élastique à bas Reynolds. L’établissement de cet enroulement prend environ une demi-heure. Bien que des détails profonds restent à élucider, l’écriture de la loi de conservation div(V)=0 suffit déjà à comprendre certaines tendances générales de ces animaux, y compris l’ordre dans lequel ces animaux évoluent (céphalochordés=> crâniates, anamniotes=> amniotes), voire même l’apparition de la bipédie. Les céphalochordés sont des animaux « primitifs », sans tête ni cœur. Les anamniotes (poissons, grenouilles) ont une tête et un cœur, les amniotes (oiseaux, reptiles, mammifères) ont une tête, un cœur, et de surcroît ils se développent dans un sac. L’ordre d’apparition de ces animaux peut sembler le fruit du hasard, et l’impression d’un sens de l’évolution une dangereuse illusion rétrospective. Cependant, une observation fine de l’écoulement des tissus au stade où l’animal est quasiment plat, et le champ de vitesse quasi 2D, indique que les différents traits en question (tête, cœur, pattes, chorion), apparaissent dynamiquement, dans le sens du mouvement des tissus, en sorte que la flèche de l’évolution serait, physiquement, le sens de l’écoulement. Dans ce cas, l’évolution consisterait à explorer stochastiquement une dynamique morphogénétique fléchée (par un quadrupôle). La mesure des déplacements et des contraintes se révèle donc primordiale pour comprendre ce phénomène en détail. La mesure des déplacements est plus facile que celle des contraintes, in vivo. Je présenterai, outre des films de morphogenèse embryonnaire démontrant l'existence de tourbillons et d'un point col hyperbolique, des mesures de contraintes effectuées avec un tonomètre à jet d’air qui confirment le caractère visco-élastique des embryons de vertébrés tétrapodes, et l’existence de gradients de pression dans les jeunes embryons, congruents avec les mouvements morphogénétiques observés. Il existerait donc un sens physique des mouvements embryonnaires, non trivial (hyperbolique), qui expliquerait le sens apparent de l’évolution : les plans d’organisation des animaux sont les attracteurs d’un système dynamique, et, en renforçant le mouvement dans le sens générique, l’évolution « va chercher » dynamiquement, toujours plus loin, les nouveaux traits des animaux associés aux grandes bifurcations observées