Biologie des systèmes : L’organisation multiéchelle des systèmes vivants

Abstract

La complexité des systèmes biologiques vient non seulement de leurs propriétés émergentes mais aussi des rétroactions que ces propriétés peuvent exercer sur les structures et mécanismes élémentaires. Une approche systémique est indispensable pour décrire et comprendre cette organisation multiéchelle mise en place par sélection naturelle : il ne s’agit pas tant de prendre en compte tous les constituants élémentaires du système que de considérer simultanément plusieurs niveaux d’intégration. De nouveaux outils mathématiques sont alors nécessaires pour exprimer comment l’articulation cohérente de ces différents niveaux contrôle les fonctions biologiques.

Complexity of biological systems originates not only from their emergent properties but also from the feedbacks exerted by these properties on elementary structures and mechanisms. A systemic approach is required to capture this multiscale organization and its amonglevel feedback loops which have resulted from selective pressure during evolution: the scientific challenge is not to take into account all the relevant details but rather to consider jointly several integration levels. New mathematical tools are necessary to express how the consistency and interrelations among these different levels control biological functions.