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STRUCTURE, biologie

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L'étude de la relation entre les structures et les fonctions est au cœur même de la biologie. Cette relation s'exprime chez les êtres vivants par l'adaptation des premières aux secondes et pose une série de problèmes absolument fondamentaux, comme les rapports entre causalité et finalité, analogie et homologie, perfectionnement structural et niveau évolutif, etc.

Depuis toujours, les approches plus ou moins subjectives ou philosophiques au problème des relations entre structures et fonctions « colorent » de manière variée les opinions des naturalistes sur ce problème. Depuis quelques décennies, pourtant, un point de vue mécaniciste affiné, quelque peu « technologique », a renouvelé les perspectives ; l'exploration systématique des voies possibles de relations entre structures et fonctions biologiques ainsi que leur comparaison avec les réalisations techniques conduisent peu à peu à une véritable « science des formes fonctionnelles » tout à fait générale. Ainsi, les données et les principes de la biologie et de la technologie effectuent-ils peu à peu leurs synthèses, à un niveau plus ambitieux qu'un simple unitarisme mécaniciste de principe. Le développement de cette « science des formes » va de pair avec celui de la théorie de l'information qui, elle aussi, s'applique à la biologie (information génétique) comme à la technologie (communications électroniques, par exemple). Les développements récents de la bionique, de la cybernétique ou de l'engineering médical, par exemple, sont parmi les premières conséquences d'une réflexion « totale » sur les relations entre structures et fonctions, englobant aussi bien la biologie au sens large que les aspects les plus divers des techniques.

Structure et fonction dans la théorie des systèmes

Pour comprendre la nature des liens qui unissent la structure et la fonction d'un objet quelconque, il est nécessaire de préciser d'abord le contenu des concepts ainsi associés. On sait que la notion de structure est utilisée dans de nombreuses disciplines, dans des acceptions souvent différentes et parfois contradictoires. Pour éviter cet écueil, il semble utile de définir au préalable ce que l'on entend par système, car les deux concepts de système et de structure, qu'il est bon de ne pas confondre, ne peuvent pas non plus être totalement disjoints. En réalité, la notion de système englobe et recouvre celle de structure.

Qu'est-ce qu'un système ?

Le concept de système peut être défini comme correspondant à un ensemble d'éléments qui interagissent entre eux et, éventuellement, avec le milieu extérieur. Quant à celui de structure, on constate, en cherchant à dégager le substratum commun à ses diverses acceptions, qu'il correspond à ce que l'on peut appeler le principe d'organisation de l'objet considéré. Le terme même de principe indique bien qu'il ne s'agit pas de la description complète de l'objet, mais seulement des données qui permettent de dire que cet objet est organisé, qu'il n'est pas constitué de parties équivalentes et en quelque sorte indiscernables. Si donc on part de l'ensemble des données qui définissent complètement un système, la définition de la structure sera obtenue par réduction à partir de celle du système.

Les éléments constitutifs d'un système peuvent être répartis en classes, tous les objets d'une même classe étant considérés comme équivalents du point de vue de leur comportement dans l'ensemble du système. Chaque classe est définie par un ensemble de caractéristiques auxquelles doivent satisfaire les éléments qu'elle contient. Il existe bien entendu un lien univoque, explicité ou non, entre ces caractéristiques et le comportement des éléments ainsi définis. Pour décrire convenablement un système, il est nécessaire de prendre[...]

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Écrit par

  • Philippe COURRIÈRE : docteur ès sciences, docteur en pharmacie, biologiste hospitalier, professeur de biophysique à la faculté des sciences pharmaceutiques de Toulouse, université Paul-Sabatier
  • Pierre DELATTRE : chef du groupe de biologie théorique au Commissariat à l'énergie atomique, responsable de l'école de biologie théorique du C.N.R.S.
  • Armand de RICQLÈS : professeur au Collège de France, chaire de biologie historique et évolutionnisme

Classification

Pour citer cet article

Philippe COURRIÈRE, Pierre DELATTRE, Armand de RICQLÈS, « STRUCTURE, biologie », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le . URL :

Médias

Système de transformation

Système de transformation

Encyclopædia Universalis France

Système de transformation

Système de transformation.

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Acétylcholine

Acétylcholine

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Acétylcholine

Structure et activité muscarinique de l'acétylcholine.

Encyclopædia Universalis France

Acétylcholine : potentiel électrochimique

Acétylcholine : potentiel électrochimique

Encyclopædia Universalis France

Acétylcholine : potentiel électrochimique

Cartes de potentiel électrochimique de l'acétylcholine (a) et d'un de ses analogues muscariniques…

Encyclopædia Universalis France

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Autres références

  • ADAPTATION - Adaptation biologique

    • Écrit par Armand de RICQLÈS
    • 7 562 mots

    En biologie comme en technologie, le concept d'adaptation sert généralement à comprendre la relation qui existe entre les structures et les fonctions qu'elles remplissent. Dire d'un organe ou d'un outil qu'il est bien adapté signifie qu'il est efficace, autrement dit que les caractères de l'objet[...]

  • ADN (acide désoxyribonucléique) ou DNA (deoxyribonucleic acid)

    • Écrit par Michel DUGUET, E.U., David MONCHAUD, Michel MORANGE
    • 55 401 mots
    • 10 médias
    Le 25 avril 1953, l'Américain James D. Watson et le Britannique Francis H. C. Crick, récipiendaires, en 1962, avec le Britannique Maurice Wilkins du prix Nobel de physiologie ou médecine, proposaient, dans la célèbre revue scientifique anglaise Nature, une structure tridimensionnelle[...]

  • ANFINSEN CHRISTIAN BOEHMER (1916-1995)

    • Écrit par Georges BRAM
    • 1 660 mots

    Biochimiste américain né à Monessen (Pennsylvanie) et décédé à Boston (Massachusetts). Christian Boehmer Anfinsen fait des études de chimie à l'université de Pennsylvanie puis à l'École médicale de l'université de Harvard, où il obtient un doctorat en 1943 et où il reste comme assistant[...]

  • ANTIGÈNES

    • Écrit par Joseph ALOUF
    • 40 594 mots
    • 5 médias
    Les antigènes naturels englobent les trois types de macromolécules biologiques d'origines animale, végétale et microbienne : les polyosides, les protéines (y compris les polypeptides de 2 000 à 5 000 daltons) et les acides nucléiques. Leur immunogénicité dépend de l'espèce animale qui[...]

  • AQUAPORINES

    • Écrit par Pierre LASZLO
    • 12 885 mots
    Sans entrer davantage dans les détails, la protéine AQP1 s'ancre dans les membranes cellulaires par six pieux, formés principalement d'hélices α, placées grosso modo en parallèle, perpendiculairement à la surface de la membrane. De plus, la structure de cette AQP1, en sa disposition membranaire, ménage[...]
  • Afficher les 47 références

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