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Mark Bedau

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Jeudi  24 Mai, à 16h  nous accueillons Mark Bedau.

La séance, organisée en collaboration avec PhilBio de l’ IHPST, se tiendra à l’IHPST dans la salle de conférences,  13, rue du Four 75006 Paris. Métro Mabillon. 

La séance sera commentée par Philippe Huneman (IHPST, Paris)

Minimal chemical life is a matter of degree

Mark Bedau

(Reed College, Portland, Oregon)

RÉSUMÉThis talk defends the thesis that minimal chemical life essentially involves the proper chemical integration of three chemical functionalities: information storage and processing (or, Program), harvesting of raw materials and energy from the environment (or, Metabolism), and concentration and protections of reagents (or, Compartmentalization). This PMC model of minimal chemical life is illustrated and explained with the help of Rasmussen diagrams, which depict key chemical dependencies among cellular components. The PMC model gains some support from the broad view of life as the process of creative evolution, which I have defended elsewhere (e.g., Bedau 1996, 1998), which I defend with an Aristotelian methodology that considers life only in the whole context in which it actually exists, looks at the characteristic phenomena involving actual life, and seeks the deepest and most unified explanation for those phenomena. Further support for the PMC model comes from how it resolves the puzzle about whether the life/nonlife distinction is a dichotomy or a matter of degree.

Eörs Szathmáry

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Mardi 15 Mai, à 17h  nous accueillons Eörs Szathmáry.

La séance, organisée en collaboration avec l’Institut des Systèmes Complexes, se tiendra exceptionnellement à l’Institut des Systèmes Complexes, 57-59 rue Lhomond 75005, Paris. Métro Censier-Daubenton, RER Luxembourg.

Pour préparer la séance:

Szathmáry E, Griesemer J, Preface, Gánti T « The Principles of Life. » Oxford University Press; 2003

Vasas V, Fernando C, Santos M, Kauffman S, Szathmáry E., Evolution before genes, Biol Direct. 2012 Jan 5;7:1

Basic organization of life

Eörs Szathmáry

(Dept of Plant Systematics, Ecology and Theoretical Biology, Budapest, Hongrie.)

RÉSUMÉ:  The quest for minimal life has been a long one. Tibor Gánti, a chemical engineer by training, first presented his ideas in the form of a book in Hungarian in 1971 in a popular science book disguise, an updated version of which was published (with valuable other material and comments included) by Oxford University Press in 2003 {1}. Gánti realized that the problem of life in general cannot be scientifically studied without a phenomenological and a more mechanistic level. At the phenomenological level, he has given a list of life criteria that should apply to any system that is usefully regarded as living. In contrast, a model of living systems that includes a description of chemical mechanisms must be tied to a certain level of the organizational hierarchy: cells and multicellular living systems cannot be given the same description; one reason being that the latter consist of components that are also alive (the cells). The chemoton model describes a spatially reproducing chemical supersystem consisting of three different autocatalytic systems: metabolism, template replication and membrane growth. This work is one of the main intellectual sources of the now emerging field of systems chemistry, which deals with the analysis and synthesis of coupled autocatalytic chemical systems {2,3}. Its main insight was recapitulated decades later in several forms (e.g. {4}). Nobody knows how the chemoton with all its three subsystems could be running without enzymatic aid, but it is an ultimate goal of systems chemistry to achieve this. Needless to say, such systems could have been of paramount importance for the origin of life. Right now systems chemistry is setting more modest goals, such as the synthesis of certain system doublets (out of metabolism, template replication and membrane growth one can compose three doublets), which could be regarded as infrabiological systems {3,5,6}). Remarkably, two of them have been anticipated in Gánti’s original work, along with a metabolically complex RNA world. The idea has grown into a full-blown theory at the interface of theoretical biology and chemistry {7,8}.

Références :

{1} Gánti T « The Principles of Life. » Oxford University Press; 2003.

{2} Hayden et al. Angew Chem Int Ed Engl 2008, 47:8424-8 [PMID:18780409].

{3} Griesemer and Szathmáry: « Gánti’s chemoton model and life criteria. » In: Protocells. Bridging Nonliving and Living Matter. S Rasmussen et al. (Eds). The MIT Press Cambridge, Ma, London, England; 2009, pp481-512.

{4} Rasmussen et al. Science 2004, 303:963-5 [PMID:14963315].

{5} Szostak et al. Nature 2001, 409:387-90 [PMID:11201752].

{6} Mansy et al. Nature 2008, 454:122-5 [PMID:18528332].

{7} Ganti T: « Chemoton Theory Vol. 1. Theoretical Foundations of Fluid Machineries. » Kluwer Academic/Plenum Publishers; 2003.

{8} Ganti T: « Chemoton Theory Vol. 2. Theory of Living Systems. » Kluwer Academic/Plenum Publishers; 2003.

François Nédélec

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Mardi 10 Avril, à 17h  nous accueillons François Nédélec.

Pour préparer la séance:

Loughlin, R., Wilbur, J.D., McNally, F.J., Nedelec, F.J. & Heald, R. (2011) Katanin contributes to interspecies spindle length scaling in Xenopus.  in Cell. 9;147(6):1397-407.

Loughlin, R., Heald, R. & Nedelec, F. (2010) A computational model predicts Xenopus meiotic spindle organization. in  J Cell Biol.  27;191(7):1239-49.

How to build a dynamic meiotic spindle in five easy steps.

François Nédélec

(EMBL Heidelberg, Allemagne)

RÉSUMÉ:  The vertebrate meiotic spindle is routinely studied using extracts prepared from the eggs of Xenopus frogs. In these extracts, thousands of microtubules are nucleated around the chromatin mass, and with time organize into a functional bipolar spindle. Remarkably, at metaphase a spindle can remain essentially unchanged for hours, despite the fact that the individual microtubules from which it is made have a lifetime of one minute. The spindle is thus a steady state assembly of dynamic components. Using simulations, we will introduce the key ingredients necessary to understand spindle dynamics: molecular motors, poleward flux, microtubule dynamic instability, nucleation and depolymerizing enzymes. We will illustrate how these elements are logically linked and then show how they collectively give rise to the metaphase steady state. We will finally present the advantages that such an organization can offer.

Références :

Loughlin R, Wilbur J, McNally F, Nedelec F, Heald R (2011) Katanin contributes to interspecies spindle length scaling in Xenopus in Cell 147:1397-1407

Loughlin R, Heald R and Nedelec F (2010) A computational model predicts xenopus meiotic spindle organization. in Journal of Cell Biology, vol. 191 no. 7 1239-1249;

Petry, S., Pugieux, C., Nedelec, F.J. & Vale, R.D. (2011) Augmin promotes meiotic spindle formation and bipolarity in Xenopus egg extracts. Proc Natl Acad Sci U S A. Aug 30;108(35):14473-8.

Renshaw, M.J., Ward, J.J., Kanemaki, M., Natsume, K., Nedelec, F.J. & Tanaka, T.U. (2010) Condensins promote chromosome recoiling during early anaphase to complete sister chromatid separation. in Dev Cell. Aug 17;19(2):232-44.

François Képès

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Mardi 3 Avril, à 17h  nous accueillons François Képès.

Pour préparer la séance:

Junier, I., Martin, O., and Képès, F. (2010) Spatial and topological organization of DNA chains induced by gene co-localization, in PLoS Computational Biology 6: 2.

Manceny, M., Aiguier, M., Le Gall, P., Hérisson, J., Junier, I., and Képès, F. (2009). Spatial Information to Restrict the Dynamics of Genetic Regulatory Networks, in BICoB 2009 – International Conference on BioInformatics and Computational Biology, LNBI 5462, 270-281.

Géométrie chromosome-centrée de la cellule vivante.

François Képès

(Issb Genopole – Université Evry-Val-d’Essonne, France)

RÉSUMÉ:  Qu’entend-on par l’Organisation Biologique ? Le morphologiste s’en émerveille et en abduit des hypothèses fonctionnelles privilégiées. Pour le biochimiste, ne s’agit-il pas d’une remarquable capacité du Vivant à coder des interactions entre partenaires moléculaires de manière à favoriser des rencontres chimiquement productives ? Nous allons examiner un cas dans lequel semble s’opérer une adéquation entre la conformation du chromosome, le plan du génome et l’expression de l’information génomique.

Références :

Junier, I., Martin, O., and Képès, F. (2010) Spatial and topological organization of DNA chains induced by gene co-localization. PLoS Computational Biology 6: 2.

Manceny, M., Aiguier, M., Le Gall, P., Hérisson, J., Junier, I., and Képès, F. (2009). « Spatial Information to Restrict the Dynamics of Genetic Regulatory Networks » – In BICoB 2009 – International Conference on BioInformatics and Computational Biology, LNBI 5462, 270-281.

Poudret, M., Arnould, A., Comet, J.-P., Le Gall, P., Meseure, P. and Képès, F. (2008). Topology-based abstraction of complex biological systems: Application to the Golgi apparatus. Theory in Biosciences 127, 79-88.

Yartseva, A., Klaudel, H., Devillers, R. and Képès, F. (2007). Incremental and unifying modelling formalism for biological interaction networks. BMC Bioinformatics 8:433.

Selected publications

Susan Stuart

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Mercredi 8 février , à 17h  nous accueillons Susan Stuart (attention au changement de jour!)

Pour préparer la séance:

Stuart, S. (2010) : Enkinaesthesia, Biosemiotics and the Ethiosphere, (2010) book chapter in Signifying Bodies: Biosemiosis, Interaction and Health, pp.305-30.

Stuart, S. (2011) : Enkinaesthesia: the fundamental challenge for machine consciousness, International Journal of Machine Consciousness, Vol. 3, No. 1, pp. 145-62

Using Enkinaesthesia to elaborate a notion of Anticipatory Affect within a Temporally Recursive Dynamics

Susan Stuart

(University of Glasgow, UK)

RÉSUMÉ: I will begin by developing a notion of lived experience which is characterised by sensations of a necessarily relational being-with other organisms and things in the world. I will argue that these sensations constitute the richly dynamic affective somato-sensory dialogue of the organism with its world. Moreover, this affective dialogue, the reciprocity and community between and within all organisms, persons and things, can be described most effectively as enkinaesthetic. Enkinaesthesia, I will maintain, is the original experience, intentionally saturated, with an anticipatory affective dynamics that enables the anticipation of the intentional trajectory of the Other. Yet, more importantly for this presentation, it enables the experientially recursive interrogation of our world. I will argue that it is the recursivity of this perpetual enkinaesthetic inquiry that typifies the temporal nature of our experience.

Références :

Stuart, S. (2012) Privileging Exploratory Hands: prehension, apprehension, comprehension,In: Radman, Z. (ed.) The Hand, MIT Press

Stuart, S. (2012) Enkinaesthesia: the essential sensuous background for co-agency,In: Radman, Z. (ed.) The Background: Knowing Without Thinking, Palgrave Macmillan

Stuart, S. (2011) Enkinaesthesia: the fundamental challenge for machine consciousness, International Journal of Machine Consciousness, Vol. 3, No. 1, pp. 145-62

Stuart, S. (2010) Enkinaesthesia, Biosemiotics and the Ethiosphere,book chapter in Signifying Bodies: Biosemiosis, Interaction and Health, pp.305-30

Michel Bitbol

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Mardi 17 Janvier, à 17h  nous accueillons Michel Bitbol.

Pour préparer la séance:

Bitbol, M. (2010) : Downward causation without foundation, in Synthese, doi: 10.1007/s11229-010-9723-5

Un modèle relationnel pour la causalité descendante.

Michel Bitbol

(CREA/Ecole Polytechnique Paris, France)

RÉSUMÉ: Le concept d’émergence suppose habituellement que l’on distingue entre un niveau fondamental, fait d’entités microscopiques dotées de propriétés intrinsèques, et des niveaux d’organisation « supérieurs » faits de réseaux relationnels emboîtés unissant ces entités. Mais dans cet exposé, l’émergence est interprétée dans un cadre de pensée excluant d’emblée ce genre de dualité conceptuelle. Aucune distinction ontologique entre le niveau de base et les niveaux supérieurs d’organisation n’est supposée, et ce qui la remplace est une distinction méthodologique des voies d’accès cognitives et expérimentales. De surcroît, ces modes d’accès ne sont pas compris comme de simples moyens de révéler des configurations intrinsèques caractérisant les niveaux d’organisation. On suppose au contraire que chaque mode d’accès est constitutif (au sens kantien) de l’un de ces niveaux. Les niveaux émergents d’organisation, ainsi que les actions causales d’un niveau à l’autre, ne sont dès lors ni illusoires ni « réels en soi »: ils sont objectifs au sens de l’épistémologie transcendantale. Cette approche néo-kantienne de l’émergence permet de surmonter de nombreux paradoxes associés au concept délicat de « causalité descendante », et permet de lui conférer un sens acceptable indépendamment de toute idée préconçue sur l’existence ou l’inexistence d’une hiérarchie de niveaux d’Être.

Références :

Bitbol, M. (2010) Downward causation without foundation. Synthese, doi: 10.1007/s11229-010-9723-5

Bitbol, M. (2010) De l’intérieur du monde, Pour une philosophie et une science des relations. Flammarion, Paris

Bedau, M. (2003) Downward causation and the autonomy of weak emergence. Principia vol. 6, pp 5–50

Mumford, S. (1998) Dispositions. Oxford University Press, Oxford

Mumford, S. Anjum RL (2001) Getting causes from powers. Oxford University Press, Oxford

Von Wright, GH. (1974) Causality and determinism. Columbia University Press, New York

Arnaud Pocheville

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Mardi 10 Janvier, à 17h nous accueillons Arnaud Pocheville.

Le concept de niche écologique.

Arnaud Pocheville

Laboratoire d’Ecologie (ENS Paris, France)

RÉSUMÉDans ce séminaire, nous retracerons l’histoire du concept de niche écologique et verrons comment ses acceptions oscillent au gré de la recherche d’une théorie de l’écologie. Nous verrons d’abord comment le concept de niche prend ses racines dans la vision darwinienne d’écosystèmes structurés par la lutte pour la survie et comment, à l’origine, la niche est perçue comme une place invariante dans l’écosystème, préexistant à l’assemblage de l’écosystème. Nous verrons ensuite comment le concept a glissé vers une acception où la niche n’est plus une structure écosystémique pré­existante, mais devient une variable éventuellement explicable par le principe d’exclusion compétitive et la coévolution des espèces. Nous verrons que ce concept, bien que plus opératoire d’un point de vue empirique que le précédent, souffre d’une définition mal fondée. Parallèlement, nous évoquerons les apports des modèles neutralistes de l’écologie, qui, parvenant à expliquer certains patterns sans faire appel à des explications en termes de niche, ont remis en question les vertus explicatives du concept de niche. Nous conclurons sur les difficultés de l’écologie à accoucher d’une théorie à la fois prédictive et explicative.

Références :

Elton Charles Sutherland (1927), Animal Ecology, New York, Macmillan Co.

Hutchinson George Evelyn (1957), « Concluding remarks », Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology, 22 (2):415–427.

Bell Graham, Lechowicz Martin J., Waterway Marcia J. (2006), « The comparative evidence relating to functional and neutral interpretations of biological communities, Ecology, 87(6):1378-1386

Maël Montévil

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Mardi 22 Novembre, à 17h  nous accueillons Maël Montévil.

La séance est organisée en collaboration avec PhilBio de l’ IHPST.

Pour préparer la séance, qui sera commentée par Arnaud Pocheville (Laboratoire d’écologie, ENS, Paris) :

Longo G. , Montévil M. (2011) From Physics to Biology by Extending Criticality and Symmetry Breakings.  Invited paper, special issue of Progress in Biophysics and Molecular Biology: 106(2):340 – 347

Rôle des symétries théoriques dans la mesure en biologie.

Maël Montévil

(Paris V – ENS, Paris)

RÉSUMÉ: Dans les théories physiques, la mesure a un statut précis, intrinsèque au cadre mathématique permettant l’objectivation des phénomènes. En biologie, cette question n’est que très peu traité, en particulier en lien avec le paradigme de programme génétique qui permet en principe une mesure exacte et complète. Partant de la notion de criticité étendue comme instabilité des symétries théorique, nous proposerons un statut théorique à la mesure en biologie comme participant directement des symétries théorique des objets étudiés. Dans cette approche, la constitution de l’objet dans l’acte théorique de mesure est alors plus « forte » encore qu’en physique quantique.

Références :

Longo, G., Montévil, M., « Protention and retention in biological systems » in Theory of Biosciences: Vol. 130, Issue 2, pp. 107-117, 2011.

Longo, G., Montévil, M., « From Physics to Biology by Extending Criticality and Symmetry Breakings » Invited paper, special issue of Progress in Biophysics and Molecular Biology: 106(2):340 – 347, 2011.

Longo, G., Montévil, M., « Randomness Increases Order in Biological Evolution » Invited paper, conference on  »Computations, Physics and Beyond », Auckland, New Zealand, February 21-24, 2012; to appear in a LNCS volume (Dinneen et al. eds), Springer, 2012.

Longo, G., Montévil, M., « The Inert vs. the Living State of Matter: Extended Criticality, Time Geometry, Anti-Entropy – an overview » Invited paper, for a special issue of Frontiers in Fractal Physiology, to appear, 2012.

Emmanuel Farge

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Mardi 18 Octobre, à 17h  nous accueillons Emmanuel Farge.

Pour préparer la séance:

Farge, E. (2009) : L’embryon sous l’emprise des gènes et de la pression,  in Pour la Science, vol. 379, pp. 42-49.

Fernandez-Sanchez, M., E., Serman, F., Ahmadi, P., Farge, E. (2010) : Mechanical induction in embryonic development and tumor growth integrative cues through molecular to multicellular interplay and evolutionary perspectives, in Methods Cell Biol., vol. 98, pp. 295-321.

Mechanical Induction in Embryonic Development and Tumour Growth: Integrative Cues through Molecular to Multi-cellular Interplay, and Evolutionary Perspectives.

Emmanuel Farge

Institut Curie (UMR 168 Physico-Chimie)

RÉSUMÉ: Embryonic development is a coordination of multi-cellular biochemical patterning and morphogenetic movements. Last decades revealed the close control of Myosin-II dependent biomechanical morphogenesis by patterning gene expression, with constant progress in the understanding of the underlying molecular mechanisms. Reversed control of developmental gene expression and of Myosin-II patterning by themechanical strains developed y morphogenetic movements was recently revealed at Drosophila gastrulation, through mechano-transduction processes involving the Armadillo/b-catenin and the down-stream of Fog Rho pathways. Here we present the theoretical (simulations integrating the accumulated knowledge in the genetics of earlyembryonic development and morphogenesis), and the experimental (genetic andbiophysical control of morphogenetic movements) tools having allowed the uncoupling of pure genetic inputs from pure mechanical inputs in the regulation of gene expression and Myosin-II patterning. Specifically, we describe the innovative magnetic tweezers tools we have set up to measure and apply physiological strains and forces in vivo, from the inside of the tissue, to modulate and mimic morphogenetic movements in living embryos. We discuss mechanical induction incidence in tumour development, and perspective in evolution.

Références :

Farge, E., « L’embryon sous l’emprise des gènes et de la pression », in Pour la Science, vol. 379, pp. 42-49, 2009.

Fernandez-Sanchez, M., E., Serman, F., Ahmadi, P., Farge, E., « Mechanical induction in embryonic development and tumor growth integrative cues through molecular to multicellular interplay and evolutionary perspectives » in Methods Cell Biol., vol. 98, pp. 295-321, 2010.

Pouille, P.-A. & Farge, E., « Hydrodynamic simulation of multicellular embryo invagination », in Phys. Biol., vol. 5, p. 15005, 2008.

Pouille, P.-A., Ahmadi, P., Brunet, A.-C., & Farge, E., « Mechanical Signals Trigger Myosin II Redistribution and Mesoderm Invagination in Drosophila Embryos », in Sci. Signal 2, ra16, 2009.

Gertrudis Van de Vijver

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Mardi 21 Juin, à 17h, nous accueillons Gertrudis Van de Vijver.

Pour préparer la séance: Van De Vijver, G. (2004). Auto-organisation, identité, autonomie : figures kantiennes, Revue internationale de philosophie, 2004/2 n° 228, p. 219-241.

De l’auto-organisation à l’auto-réflexion: un point de vue transcendantal

Gertrudis Van de Vijver

Centre for Critical Philosophy
Ghent University

RÉSUMÉ: Plusieurs penseurs ont souligné que toute réflexion sur l’autonomie ou l’auto-organisation requiert une prise en compte de l’observateur. La deuxième cybernétique en est sans doute l’exemple le plus marquant du vingtième siècle et a été source d’inspiration d’abord pour les sciences humaines et sociales, où la place de l’observateur est tout naturellement occupée par le sujet humain. Pour les sciences biologiques, l’idée de connecter de manière intrinsèque l’objet observé et l’observateur n’a pas vraiment eu le même effet. Toutefois, les auteurs adoptant cette voie soulignent tous la priorité de la question de l’organisation ou de la structure – comment un système dynamique tient-il ensemble et comment résiste-t-il à des perturbations internes et externes – et reconnaissent que l’auto-organisation est un problème d’organisation, qui mène à un problème de connaissance objective. La philosophie transcendantale, en particulier celle de Kant, est utile dans ce contexte pour situer les enjeux épistémologiques liés à l’auto-organisation.

Il s’agit en effet, comme le montre Kant dans sa troisième Critique, de saisir la signification de l’impossibilité de connaître objectivement les systèmes auto-organisationnels, en prenant en compte la nécessité d’ajouter un supplément subjectif, supplément qui prend la forme de la supposition de la finalité interne. Kant nous permet ainsi de montrer (i) comment l’auto-organisation nous mène à examiner le statut de la connaissance objective, dans sa relation avec la conditionnalité subjective, (ii) comment elle ouvre plus largement la question du point de vue à partir duquel quelque chose est qualifié d’auto-organisationnel, (iii) comment une approche transcendantale peut éviter un espace réflexif dualiste coincé entre objectivisme et subjectivisme.