Concept d'homéodynamique

Ideas of homeostasis derive from the concept of the organism as an open system. These ideas can be traced back to Heraclitus. Hopkins, Bernard, Hill, Cannon, Weiner and von Bertalanffy developed further the mecha- nistic basis of turnover of biological components, and Schoenheimer and Rittenberg were pioneers of experi- mental approaches to the problems of measuring pool sizes and dynamic fluxes.		Les idées d'homéostasie découlent du concept de l'organisme en tant que système ouvert. Ces idées remontent à Héraclite. Hopkins, Bernard, Hill, Cannon, Weiner et von Bertalanffy ont développé plus avant la base mécanique du renouvellement des composants biologiques, et Schoenheimer et Rittenberg ont été les pionniers des approches expérimentales des problèmes de mesure de la taille des piscines et des flux dynamiques.

From the second half of the twentieth century, a biophysical theory mainly founded on self-organisation and Dynamic Systems Theory al- lowed us to approach the quantitative and qualitative analysis of the organised complexity that characterises living systems. This combination of theoretical framework and more refined experimental techniques revealed that feedback control of steady states is a mode of op- eration that, although providing stability, is only one of many modes and may be the exception rather than the rule. The concept of homeodynamics that we introduce here offers a radically new and all-embracing concept that departs from the classical homeostatic idea that emphasises the stability of the internal milieu toward perturbation.		Dès la seconde moitié du XXe siècle, une théorie biophysique principalement fondée sur l'auto-organisation et la théorie des systèmes dynamiques nous a permis d'aborder l'analyse quantitative et qualitative de la complexité organisée qui caractérise les systèmes vivants. Cette combinaison de cadre théorique et de techniques expérimentales plus raffinées a révélé que le contrôle par rétroaction des états stationnaires est un mode de fonctionnement qui, bien que assurant la stabilité, n'est qu'un des nombreux modes et peut être l'exception plutôt que la règle. Le concept d'homéodynamique que nous introduisons ici offre un concept radicalement nouveau et englobant qui s'écarte de l'idée homéostatique classique qui met l'accent sur la stabilité du milieu interne face à la perturbation.

Indeed, biological systems are homeodynamic because of their ability to dynamically selforganise at bifurcation points of their behaviour where they lose stability. Consequently, they exhibit diverse behaviour; in addition to monotonic stationary states, living systems display complex behaviour with all its emergent characteristics, i.e., bistable switches, thresh- olds, waves, gradients, mutual entrainment, and peri- odic as well as chaotic behaviour, as evidenced in cel- lular phenomena such as dynamic (supra)molecular organisation and flux coordination.		En effet, les systèmes biologiques sont homéodynamiques en raison de leur capacité à s'auto-organiser dynamiquement aux points de bifurcation de leur comportement où ils perdent leur stabilité. Par conséquent, ils présentent des comportements divers; en plus des états stationnaires monotones, les systèmes vivants affichent un comportement complexe avec toutes ses caractéristiques émergentes, c'est-à-dire des commutateurs bistables, des seuils, des ondes, des gradients, un entraînement mutuel et des comportements périodiques et chaotiques, comme en témoigne cel- lular des phénomènes tels que l'organisation dynamique (supra) moléculaire et la coordination des flux.

These processes may proceed on different spatial scales, as well as across time scales, from the very rapid processes within and between molecules in membranes to the slow time scales of evolutionary change. It is dynamic organization under homeodynamic conditions that make possible the organised complexity of life.		Ces processus peuvent se dérouler à différentes échelles spatiales, ainsi qu'à travers des échelles de temps, des processus très rapides à l'intérieur et entre les molécules des membranes aux échelles de temps lentes du changement évolutif. C'est une organisation dynamique dans des conditions homéodynamiques qui rend possible la complexité organisée de la vie.