Bib 42 - Mathématiques et biologie
Sous la direction de Daniel Justens
Présentation
Les mathématiques : outil fondamental des sciences du vivant ? C'est ce que suggèrent de nombreuses constatations : la présence dans la nature de structures mathématiques complexes (spirales, fractales, symétrie dans la nature...), les capacités cognitives des chimpanzés, les alvéoles des abeilles ou la géométrie complexe des toiles d'araignées...Des modèles théoriques, validés par l'expérience, permettent d'appréhender de nombreux phénomènes biologiques complexes, tels les équilibres entre proies et prédateurs ou l'étude du comportement collectif des oiseaux et bancs de poissons.
Enfin, le séquençage des génomes et le fonctionnement du cerveau semblent eux aussi suggérer que les mathématiques, loin d'être le propre de l'homme, seraient en fait le propre du vivant.
Note de lecture Tangente
Mathématiques et biologie : l'organisation du vivant
Les mathématiques, outil fondamental des sciences du vivant ?
C’est ce que suggèrent de nombreuses constatations : la présence dans la nature de structures mathématiques complexes (spirales, fractales, symétries) ou les modèles théoriques qui permettent d’appréhender des phénomènes biologiques extrêmement variés.
Quatre dossiers font le point sur le sujet.
Les animaux mathématiciens
Lhomme nest pas le seul à développer des concepts mathématiques : certains grands singes construisent des classes déquivalence et manipulent des nombres avec aisance.
Et pour comprendre le comportement de certains groupes doiseaux ou dinsectes, il faut également recourir à une modélisation mathématique.
Dynamique des populations
Lextraordinaire diversité du vivant nécessite une procédure de classement délicate : elle sapplique à un ensemble mouvant, dont les éléments sont en perpétuelle mutation.
Les mathématiques apportent loutil rigoureux assurant, entre autres, la description de lévolution des populations, ou permettant la compréhension des équilibres entre proies et prédateurs.
Biostatistiques et génétique
La compréhension de la structure fondamentale du vivant passe aujourdhui par une description fine, géométrique de lADN. Létude et la modélisation de la fréquence dapparition des gènes éclairent la théorie synthétique de lévolution dun jour nouveau, intégrant ce que lon appelle la « théorie naturaliste ».
Le séquençage du génome humain, La puissance de lexponentielle La théorie neutraliste de lévolution, La structure géométrique de lADN Robert Brown, Des mouches, des maths et des morts
Le cerveau
Sil est un organe dont nous sommes fiers cest bien notre cerveau. Ajuste titre, diront certains. Et il est vrai que létude des réseaux neuronaux a donné naissance à plusieurs modèles mathématiques non seulement esthétiques mais aussi utilisables concrètement.
Mais nos petites cellules grises ont bien dautres secrets à nous révéler...