Combinatoire et auto-assemblage

L’Univers présente une caractéristique singulière : il est constitué comme un Lego. Onze particules constituent toute la matière et les forces. Elle se réunissent en 92 atomes stables. Ceux-ci se combinent en plusieurs milliers de molécules minérales. Enfin, les polymères (des macromolécules en forme de chaînes) forment un Lego virtuellement infini, qui a permis l’émergence de la vie.

Toutes ces pièces semblent conçues pour s’assembler. On dit qu’elles constituent une combinatoire. C’est probablement la raison pour laquelle les mathématiques se prêtent si bien à décrire l’Univers.

Un bel exemple de l’assemblage dont les particules sont capables, est le flocon de neige. Ils se ressemblent et pourtant, il sont tous différents. Ils respectent tous une symétrie hexagonale et ont à peu près la même taille, mais si on les observe au microscope, on constate que chacun est une création en soi, pour ne pas dire une œuvre d’art.

Le vivant résulte de l’auto-assemblage de macromolécules : les protéines et les acides nucléiques. Ces polymères présentent une infinité de formes parmi lesquelles la nature a sélectionné les plus effectives et celles capables de s’auto-assembler. Ainsi, il suffit d’engendrer les bonnes macromolécules dans un milieu aqueux pour qu’elles se rejoignent spontanément et forment tous les organites des cellules, sans l’intervention d’un quelconque artisan. Par exemple, le flagelle qui permet à certaines bactéries de se déplacer, est un organe complexe formé de 7 protéines. Il constitue un véritable moteur électrique avec son stator et son rotor (eh oui, ce n’est pas l’Homme qui a inventé la roue !). Comment s’assemblent-elles ? Il suffit simplement que ces protéines soient présentes dans le milieu pour qu’elles se rejoignent dans le bon ordre et dans le bon sens, et fabriquent spontanément le flagelle comme le ferait un Meccano magique .

Il en va de même de l’ensemble de notre organisme : dans toutes nos cellules, les organites se dissolvent et se réassemblent en permanence. On estime que dans le corps humain, il n’existe pratiquement plus un seul des atomes qui le constituaient 10 ans auparavant. Tout a été détruit, recyclé et reformé à neuf par un processus incessant.