Modéliser la transition de l’inerte au vivant

Dans la recherche scientifique sur les origines de la vie, la frontière entre l’inerte et le vivant se conçoit de façon graduelle et il existe des entités ayant un degré de vie variable. Afin d’explorer cette transition, des chercheurs du Laboratoire de biochimie de l’ESPCI Paris fabriquent des prototypes de systèmes vivants supposés s’inscrire dans une progression vers la vie. Ces artefacts que l’auteur propose d’appeler protovies incarnent les conceptions de la vie de leurs créateurs et influencent en retour ces dernières par la manifestation de leurs propriétés, imbriquant processus techniques et processus vitaux. Un projet en particulier mobilise la technique de la microfluidique en gouttelettes pour mettre au point une protovie engagée dans une modélisation expérimentale de la transition de l’inerte au vivant. Par la production de gouttes d’eau microscopiques assimilées à des protocellules, les chercheurs imitent des cellules biologiques. L’établissement d’une population interconnectée de ces gouttes dans une dynamique de sélection naturelle aboutit alors à une modélisation de la vie selon les critères retenus. Au fur et à mesure des assemblages techniques, des résultats empiriques, des analyses et des discussions, les chercheurs perçoivent une élévation du degré de vie de leurs artefacts dans un exercice constant d’interprétation des propriétés émergentes du système. L’ethnographie mobilisée est l’aboutissement d’une observation participante menée par un scientifique du même laboratoire engagé dans un projet réflexif anthropologique. La recherche sur les origines de la vie et la synthèse de protovies gagnent à être resituées dans les contextes déterminants de cultures épistémologiques propres aux communautés scientifiques impliquées.In scientific research on the origins of life, the boundary between the non-living and the living is conceived as gradual and there are entities with varying degrees of aliveness. In order to explore this transition, researchers at the Laboratory of Biochemistry of ESPCI Paris are building prototypes of living systems that are supposed to progress towards life. These artefacts, which the author proposes to call protolives, embody their creators' conceptions of life and influence them in return by the manifestation of their properties, interweaving technical and vital processes. One project in particular involves the technique of droplet microfluidics to develop a protolife engaged in experimental modeling of the transition from the non-living to the living. By producing microscopic water droplets assimilated to protocells, the researchers are mimicking biological cells. The establishment of an interconnected population of these drops in a dynamic of natural selection then leads to a model of life according to the selected criteria. As the technical assemblies, empirical results, analyses and discussions progress, the researchers perceive an increase in the degree of aliveness of their artefacts in a constant exercise of interpreting the emerging properties of the system. The ethnography mobilized is the result of a participatory observation conducted by a scientist from the same laboratory engaged in an anthropological reflexive project. Research on the origins of life and the synthesis of protolives benefit from being resituated in the contexts of the determining epistemological cultures specific to the scientific communities involved

Modeling the transition from the inert to the living

Dans la recherche scientifique sur les origines de la vie, la frontière entre l’inerte et le vivant se conçoit de façon graduelle et il existe des entités ayant un degré de vie variable. Afin d’explorer cette transition, des chercheurs du Laboratoire de biochimie de l’ESPCI Paris fabriquent des prototypes de systèmes vivants supposés s’inscrire dans une progression vers la vie. Ces artefacts que l’auteur propose d’appeler protovies incarnent les conceptions de la vie de leurs créateurs et influencent en retour ces dernières par la manifestation de leurs propriétés, imbriquant processus techniques et processus vitaux. Un projet en particulier mobilise la technique de la microfluidique en gouttelettes pour mettre au point une protovie engagée dans une modélisation expérimentale de la transition de l’inerte au vivant. Par la production de gouttes d’eau microscopiques assimilées à des protocellules, les chercheurs imitent des cellules biologiques. L’établissement d’une population interconnectée de ces gouttes dans une dynamique de sélection naturelle aboutit alors à une modélisation de la vie selon les critères retenus. Au fur et à mesure des assemblages techniques, des résultats empiriques, des analyses et des discussions, les chercheurs perçoivent une élévation du degré de vie de leurs artefacts dans un exercice constant d’interprétation des propriétés émergentes du système. L’ethnographie mobilisée est l’aboutissement d’une observation participante menée par un scientifique du même laboratoire engagé dans un projet réflexif anthropologique. La recherche sur les origines de la vie et la synthèse de protovies gagnent à être resituées dans les contextes déterminants de cultures épistémologiques propres aux communautés scientifiques impliquées.In scientific research on the origins of life, the boundary between the non-living and the living is conceived as gradual and there are entities with varying degrees of aliveness. In order to explore this transition, researchers at the Laboratory of Biochemistry of ESPCI Paris are building prototypes of living systems that are supposed to progress towards life. These artefacts, which the author proposes to call protolives, embody their creators' conceptions of life and influence them in return by the manifestation of their properties, interweaving technical and vital processes. One project in particular involves the technique of droplet microfluidics to develop a protolife engaged in experimental modeling of the transition from the non-living to the living. By producing microscopic water droplets assimilated to protocells, the researchers are mimicking biological cells. The establishment of an interconnected population of these drops in a dynamic of natural selection then leads to a model of life according to the selected criteria. As the technical assemblies, empirical results, analyses and discussions progress, the researchers perceive an increase in the degree of aliveness of their artefacts in a constant exercise of interpreting the emerging properties of the system. The ethnography mobilized is the result of a participatory observation conducted by a scientist from the same laboratory engaged in an anthropological reflexive project. Research on the origins of life and the synthesis of protolives benefit from being resituated in the contexts of the determining epistemological cultures specific to the scientific communities involved

The Call for a New Definition of Biosignature

The term has become increasingly prevalent in astrobiology literature as our ability to search for life advances. Although this term has been useful to the community, its definition is not settled. Existing definitions conflict sharply over the balance of evidence needed to establish a biosignature, which leads to misunderstanding and confusion about what is being claimed when biosignatures are purportedly detected. To resolve this, we offer a new definition of a biosignature as This definition is strong enough to do the work required of it in multiple contexts-from the search for life on Mars to exoplanet spectroscopy-where the quality and indeed quantity of obtainable evidence is markedly different. Moreover, it addresses the pernicious problem of unconceived abiotic mimics that is central to biosignature research. We show that the new definition yields intuitively satisfying judgments when applied to historical biosignature claims. We also reaffirm the importance of multidisciplinary work on abiotic mimics to narrow the gap between the detection of a biosignature and a confirmed discovery of life

Breakthrough results in astrobiology: is ‘high risk’ research needed?

Astrobiology is a scientific endeavour involving great uncertainties. This could justify intellectual risk-taking associated with research that significantly deviates from the mainstream, to explore new avenues. However, little is known regarding the effect of such maverick endeavours. To better understand the need for more or less risk in astrobiology, we investigate to what extent high-risk / high-impact research contributes to breakthrough results in the discipline. We gathered a sample of the most impactful astrobiology papers of the past 20 years and explored the degree of risk of the research projects behind these papers via contact with the corresponding authors. We carried out interviews to explore how attitudes towards risk have played out in their work, and to ascertain their opinions on risk-taking in astrobiology. We show the majority of the selected breakthrough results derive from endeavours considered medium- or high-risk, risk is significantly correlated with impact, and most of the discussed projects adopt exploratory approaches. Overall, the researchers display a distribution of attitudes towards risk from the more cautious to the more audacious, and are divided on the need for more risk-taking in astrobiology. Our findings ultimately support the explicit implementation of a risk-balanced portfolio in astrobiology

Modéliser la transition de l’inerte au vivant

Image d’ouverture. Microscopie de gouttes d’eau dans une puce microfluidique. Après un temps d’incubation de quelques heures, les gouttes disposées dans la puce forment deux populations de tailles distinctes. © Cyrille Jeancolas. © Cyrille Jeancolas Cela fait maintenant trois heures que les gouttes d’eau incubent dans la puce microfluidique. Sur son écran de bureau connecté à distance au microscope, l’expérimentateur constate que leur volume ne varie plus. Deux populations se distinguent net..

Confidence of Life Detection: The Problem of Unconceived Alternatives

Potential biosignatures that offer the promise of extraterrestrial life (past or present) are to be expected in the coming years and decades, whether from within our own solar system, from an exoplanet atmosphere, or otherwise. With each such potential biosignature, the degree of our uncertainty will be the first question asked. Have we really identified extraterrestrial life? How sure are we? This paper considers the problem of unconceived alternative explanations. We stress that articulating our uncertainty requires an assessment of the extent to which we have explored the relevant possibility space. It is argued that, for most conceivable potential biosignatures, we currently have not explored the relevant possibility space very thoroughly at all. Not only does this severely limit the circumstances in which we could reasonably be confident in our detection of extraterrestrial life, it also poses a significant challenge to any attempt to quantify our degree of uncertainty. The discussion leads us to the following recommendation: when it comes specifically to an extraterrestrial life detection claim, the astrobiology community should follow the uncertainty assessment approach adopted by the IPCC

RNA diversification by a self-reproducing ribozyme revealed by deep sequencing and kinetic modelling

We demonstrate that a recombinase ribozyme achieves multiple functions in the same reaction network: self-reproduction, iterative elongation and circularization of other RNAs, leading to synthesis of diverse products predicted by a kinetic model. This shows that key mechanisms can be integrated and controlled toward Darwinian evolution in RNA reaction networks

Biomimétismes

Le biomimétisme est souvent présenté comme une solution à la crise écologique que traversent les sociétés humaines. Pour ses défenseurs, cette approche pourrait instaurer, ou restaurer, un rapport moins destructeur à l’environnement, en adoptant des démarches et des processus de fabrication imitant la nature. Mais au moment d’esquisser les idées directrices pour de nouveaux modèles d’actions individuelles et collectives, il convient de réfléchir aux conceptions de la nature, de la vie et de la technique associées à ces pratiques, et pas seulement dans les sociétés occidentales. Plutôt que de considérer l’imitation de la nature et de la vie comme un mécanisme universel, il s’avère crucial de réfléchir aux fondements anthropologiques du biomimétisme ou – pour insister sur la diversité des pratiques – des « biomimétismes ». Les textes rassemblés dans ce numéro explorent l’inventivité des sociétés, présentes et passées, lorsqu’elles cherchent dans leur environnement une source d’inspiration pour fabriquer des objets et organiser leur existence collective selon des finalités variées