Fonction (biologie) - Function (biology)

En biologie évolutive , la fonction est la raison pour laquelle un objet ou un processus s'est produit dans un système qui a évolué par sélection naturelle . Cette raison est généralement qu'elle permet d'obtenir un résultat, par exemple que la chlorophylle aide à capturer l'énergie de la lumière du soleil lors de la photosynthèse . Par conséquent, l'organisme qui le contient a plus de chances de survivre et de se reproduire, en d'autres termes, la fonction augmente la forme physique de l'organisme . Une caractéristique qui aide à l'évolution s'appelle une adaptation ; d'autres caractéristiques peuvent être des écoinçons non fonctionnels , bien que ceux-ci puissent à leur tour être cooptés plus tard par l'évolution pour servir de nouvelles fonctions.

En biologie , la fonction a été définie de plusieurs manières. En physiologie , c'est simplement ce que fait un organe, un tissu, une cellule ou une molécule.

Dans la philosophie de la biologie , parler de fonction suggère inévitablement une sorte de finalité téléologique , même si la sélection naturelle opère sans aucun but pour l'avenir. Néanmoins, les biologistes utilisent souvent le langage téléologique comme raccourci pour la fonction. Dans la philosophie contemporaine de la biologie, il existe trois grands comptes de la fonction dans le monde biologique : les théories du rôle causal, l'effet sélectionné et la contribution au but.

En biologie pré-évolutive

En physiologie , une fonction est une activité ou un processus réalisé par un système dans un organisme , comme la sensation ou la locomotion chez un animal. Ce concept de fonction par opposition à la forme (respectivement ergon et morphê d' Aristote ) était central dans les explications biologiques dans l'antiquité classique . À une époque plus moderne, il faisait partie du débat Cuvier-Geoffroy de 1830 , où Cuvier affirmait que la structure d'un animal était motivée par ses besoins fonctionnels, tandis que Geoffroy proposait que la structure de chaque animal soit modifiée à partir d'un plan commun.

En biologie évolutive

La fonction peut être définie de diverses manières, y compris en tant qu'adaptation, en tant que contribution à l'adaptation évolutive, au comportement animal et, comme indiqué ci-dessous, également en tant que rôle ou objectif causal dans la philosophie de la biologie.

Adaptation

Une caractéristique fonctionnelle est connue en biologie évolutive sous le nom d' adaptation , et la stratégie de recherche pour déterminer si un caractère est adaptatif est connue sous le nom d' adaptationnisme . Bien que supposer qu'un caractère soit fonctionnel puisse être utile dans la recherche, certaines caractéristiques d'organismes sont non fonctionnelles, formées comme des écoinçons accidentels , effets secondaires des systèmes fonctionnels voisins.

Sélection naturelle

La molécule de chlorophylle a une fonction dans la photosynthèse .

Du point de vue de la sélection naturelle , les fonctions biologiques existent pour contribuer à la fitness , augmentant les chances qu'un organisme survive et se reproduise . Par exemple, la fonction de la chlorophylle dans une plante est de capter l'énergie de la lumière du soleil pour la photosynthèse , ce qui contribue au succès évolutif .

En éthologie

L' éthologue Niko Tinbergen a nommé quatre questions, basées sur les Quatre causes d' Aristote , qu'un biologiste pourrait demander pour aider à expliquer un comportement , bien qu'elles aient été généralisées à un plus large champ. 1) Mécanisme : Quels mécanismes font que l'animal se comporte comme il le fait ? 2) Ontogénie : Quels mécanismes de développement dans l'embryologie de l'animal (et sa jeunesse, s'il apprend ) ont créé les structures qui provoquent le comportement ? 3) Fonction/adaptation : Quelle est la fonction évolutive du comportement ? 4) Évolution : Quelle est la phylogénie du comportement, c'est-à-dire quand est-il apparu pour la première fois dans l'histoire évolutive de l'animal ? Les questions sont interdépendantes, de sorte que, par exemple, la fonction adaptative est limitée par le développement embryonnaire.

En philosophie de la biologie

« Comportement avec un but » : un jeune springbok s'élançant . Un philosophe de la biologie pourrait soutenir que cela a pour fonction de signaler aux prédateurs , d'aider le springbok à survivre et de lui permettre de se reproduire.

La fonction n'est pas la même chose que le but au sens téléologique , c'est-à-dire posséder l'intention mentale consciente d'atteindre un but. Dans la philosophie de la biologie , l' évolution est un processus aveugle qui n'a pas de « but » pour l'avenir. Par exemple, un arbre ne fait pousser des fleurs dans aucun but, mais le fait simplement parce qu'il a évolué pour le faire. Dire « un arbre fait pousser des fleurs pour attirer les pollinisateurs » serait incorrect si le « à » implique un but. Une fonction décrit ce que fait quelque chose , et non son « objectif ». Cependant, le langage téléologique est souvent utilisé par les biologistes comme un raccourci pour décrire la fonction, même si son applicabilité est contestée.

Dans la philosophie contemporaine de la biologie, il existe trois grands comptes de la fonction dans le monde biologique : les théories du rôle causal, l'effet sélectionné et la contribution au but.

Rôle causal

Les théories du rôle causal de la fonction biologique remontent à un article de 1975 de Robert Cummins. Cummins définit le rôle fonctionnel d'un composant d'un système comme étant l'effet causal que le composant a sur le plus grand système contenant. Par exemple, le cœur a le rôle causal réel de pomper le sang dans le système circulatoire ; par conséquent, la fonction du cœur est de pomper le sang. Cette explication a été contestée au motif qu'il s'agit d'une notion trop vague de la fonction. Par exemple, le cœur a également pour effet causal de produire un son, mais nous ne considérerions pas que produire un son est la fonction du cœur.

Effet sélectionné

Les théories des effets sélectionnés des fonctions biologiques soutiennent que la fonction d'un trait biologique est la fonction pour laquelle le trait a été sélectionné , comme le soutient Ruth Millikan. Par exemple, la fonction du cœur est de pomper le sang, car c'est l'action pour laquelle le cœur a été sélectionné par l'évolution. En d'autres termes, le pompage du sang est la raison pour laquelle le cœur a évolué. Ce compte a été critiqué pour être une notion trop restrictive de la fonction. Il n'est pas toujours clair quel comportement a contribué à la sélection d'un trait, car les traits biologiques peuvent avoir des fonctions, même s'ils n'ont pas été sélectionnés. Les mutations bénéfiques ne sont initialement pas sélectionnées, mais elles ont des fonctions.

Contribution à l'objectif

Les théories de la contribution aux buts cherchent à trouver un terrain d'entente entre les théories du rôle causal et les théories des effets sélectionnés, comme avec Boorse (1977). Boorse définit la fonction d'un trait biologique comme étant la contribution causale statistiquement typique de ce trait à la survie et à la reproduction. Ainsi, par exemple, on a parfois dit que les rayures zébrées fonctionnaient en déroutant les prédateurs . Ce rôle des zébrures contribuerait à la survie et à la reproduction des zèbres, et c'est pourquoi les prédateurs déroutants seraient la fonction des zébrures. Selon ce compte, le fait qu'un rôle causal particulier d'un trait soit ou non sa fonction dépend de la contribution de ce rôle causal à la survie et à la reproduction de cet organisme.

Voir également

Les références