La physique aristotélicienne établit une différence de nature intrinsèque entre repos et mouvement liée à l’existence d’un ordre cosmique en vertu duquel chaque objet possède dans l’Univers une place, un « lieu » qui lui est propre — car il est conforme à sa nature —, vers lequel il tend à revenir s’il en est écarté, et où il reste immobile si rien ne vient l’en déloger. La tendance au repos est en quelque sorte constitutive de la matière. Le mouvement, par contre, est conçu soit comme un retour à l’ordre (c’est ce qu’Aristote appelle mouvement naturel, car le corps y réalise sa tendance naturelle au repos en son lieu naturel), soit comme une rupture contre-nature de cet ordre qui ne peut être provoquée que de façon violente (et que pour cette raison Aristote appelle mouvement violent). Repos et mouvement sont donc conçus comme des notions contraires, s’excluant l’une l’autre : un même corps est soit au repos, soit en mouvement ; mais s’il est au repos, il l’est absolument.
S’il en est ainsi c’est qu’il existe un lien direct entre le mouvement d’un corps et sa constitution interne. Le mouvement est une transformation qui affecte la nature intime du corps ; il n’est donc pas équivalent, pour un même corps, d’être au repos ou d’être en mouvement. De ce point de vue, le mouvement aristotélicien se compare tout à fait à ce que la physique moderne nomme un changement d’état et dont l’évaporation, passage, pour un même corps, de l’état liquide à l’état vapeur, constitue le prototype. Dans les deux cas, il y a passage d’un état physique à un autre : passage de l’état liquide à l’état gazeux dans le cas de la vaporisation ; passage de l’état de repos en un certain lieu à un état de repos dans un autre lieu, dans le cas du mouvement selon Aristote. Dans les deux cas, ce passage est corrélatif d’une modification de la structure interne du corps, modification qui doit être provoquée par un agent extérieur.
On sait que dans le cas de la transformation liquide-vapeur, l’agent, « moteur » de la transformation, est constitué par une source de chaleur extérieure, laquelle en augmentant l’agitation des molécules constitutives du corps rompt leurs liaisons ; à une structure interne ordonnée des molécules dans l’état liquide fait ainsi place une structure désordonnée caractéristique de l’état gazeux. De même, chez Aristote, le changement que constitue le mouvement ne peut se concevoir sans cause, sans moteur. Dans le cas du mouvement naturel, ce moteur est la nature même du corps qui tend à le ramener à sa place naturelle ; dans le cas du mouvement violent, le moteur est externe, exerçant une action continue par contact — soit pression, soit traction — sur le corps en mouvement. Quoi qu’il en soit, le mouvement du corps se marque par une modification de structure interne.
D’où il s’ensuit que le type de mouvement dont un corps est capable dépend de sa composition physique. La physique aristotélicienne distingue quatre éléments constitutifs de la matière : eau, terre, feu, air. « Les éléments et les mouvements se correspondent chacun à chacun » (Aristote, Traité du Ciel, chap. I). Ainsi la Terre, constituée de l’élément terre dont la nature est d’être attiré par le centre du Monde, s’y trouve-t-elle rassemblée tout entière ; et immobile de surcroît, puisqu’elle occupe alors son lieu naturel. Les astres, par contre, d’essence éternelle et immuable comme tout ce qui est dans les Cieux, ne peuvent se réaliser qu’en tournant indéfiniment autour de ce centre. Quant aux corps sublunaires (c’est-à-dire terrestres), corruptibles et altérables par essence, ils sont — par essence également — soumis au changement, donc au mouvement. Mouvement qui non seulement les transporte d’un lieu en un autre, mais les modifie également, jusqu’à ce qu’ayant rejoint leur lieu naturel, ils se soient enfin réalisés. Le repos, on le voit, est pensé, non pas comme un mouvement nul, mais comme son terme et sa finalité. En ce sens, il en diffère radicalement, absolument. Il ne peut y avoir équivalence entre eux.
C’est une conception toute différente qui est défendue par Salviati dans le texte (Galilei, 1632) cité ci-dessus. « Le mouvement est mouvement et agit comme mouvement en tant qu’il est en relation avec des choses qui en sont privées. » Le mouvement, donc, n’est pas un changement, corrélatif d’une transformation. C’est une modification des relations, des rapports entre les choses ; ce n’est que cela. Car cette modification laisse les choses elles-mêmes complètement indifférentes. Qu’elles soient en mouvement ou au repos ne les affecte nullement dans leur être ; le mouvement est un état au même titre que le repos ; pas plus que le repos, le mouvement n’est un changement d’état. Les choses sont extérieures à leur mouvement. Ainsi se trouve affirmée l’équivalence entre repos et mouvement. Ou dit d’une autre façon : le mouvement d’un corps n’est pas l’indice d’une structure interne particulière.
Par contre, le mouvement — et le repos — sont l’indice d’une tout autre chose : l’évolution des rapports entre les corps. Ce qui revient à dire que le mouvement ne concerne jamais un seul corps isolé ; contrairement au changement qui n’affecte qu’un seul corps, le mouvement — et le repos — ne se conçoivent qu’à deux. Lorsqu’on bouge (ou reste au repos), ce n’est pas par rapport à soi-même, mais par rapport aux autres. Mouvement et changement sont dissociés. |
Un vrai moteur à quatre temps
Le fonctionnement du moteur mérite qu’on s’y arrête, car il rappelle ceux que nous avons inventés. Chaque cellule est formée de nombreuses fibrilles accolées les unes aux autres et qui ont toutes la longueur du muscle. Chacune est constituée d’un empilement de disques contractiles minuscules (2,5 microns d’épaisseur) — les sarcomères, — séparés les uns des autres par des cloisons. Au centre des sarcomères on trouve des filaments épais, composés de molécules de myosine. Ils sont entourés à chaque extrémité par un manchon de filaments minces d’actine, attaché à la cloison. La contraction musculaire survient lorsque les manchons glissent sur le filament épais entraînant les cloisons du sarcomère qu’ils rapprochent l’une de l’autre. Le mécanisme moléculaire de ce phénomène est relativement simple.
Lorsque le nerf moteur en donne l’ordre, un flux de calcium entre dans la cellule et un moteur à quatre temps se met en marche. Il démarre parce que de petites protéines spécialisées fixent le calcium qui les active et viennent modifier légèrement la structure de la myosine. Du coup, elle devient capable de réagir avec l’actine. Ce sont les têtes des molécules de myosine qui assurent les mouvements. Elles hérissent la surface du filament épais, ce qui les fait entrer en contact avec les filaments d’actine sous un angle de 45°. Lorsque la contraction s’enclenche, elles fixent une autre molécule, l’ATP (un accumulateur d’énergie, une sorte de ressort tendu à fond par l’empilement de trois molécules de phosphates) et elles se séparent de l’actine (temps 1). Puis elles clivent l’ATP qui est le carburant de ce moteur, c’est-à-dire qu’elles séparent le troisième phosphate du reste de l’ATP, libérant l’énergie du ressort. Cela ramène la tête de la molécule de myosine au contact d’un filament d’actine, mais cette fois sous un angle de 90° (temps 2) et elle tire ce filament en revenant à son angle normal de 45° (temps 3). Les manchons d’actine se resserrent donc sur les filaments épais, contractant tout le sarcomère. Les molécules de myosine se séparent alors de ce qui reste de la molécule d’ATP usée (temps 4). Elles sont de nouveau prêtes à fixer de l’ATP et à recommencer le processus. Le système fonctionne dans le détail comme une clé à molette. En effet, les filaments épais sont torsadés et des sillons hélicoïdaux formant l’équivalent d’une vis sans fin sont dessinés à leur surface par les têtes des molécules de myosine. Ces sillons vont guider les filaments minces dans leur glissement. Le filament épais se comporte donc comme la vis sans fin, les filaments minces comme le mors mobile de la clé à molette, et l’ATP, qui est le carburant du moteur, remplace le doigt qui fournit l’énergie à la clé. |
Tous les mouvements sont assurés par des chariots sur rails et la reconnaissance d’étiquettes
Il se pose dans la cellule, comme dans toute usine, le problème du transport d’un poste de travail à un autre et celui du tri et de l’orientation des produits en cours ou en fin de fabrication. Le transport est assuré par de petites vésicules qui se forment par bourgeonnement à la surface de chaque citerne en se chargeant de leurs produits finis. Ce bourgeonnement se constitue parce que des protéines spécialisées qui nagent dans le cytosol viennent s’assembler sur la citerne. Comme elles s’organisent naturellement en structures sphériques rigides, elles entraînent dans ces structures la surface molle de la citerne et une partie de son contenu. Les bourgeons se referment en vésicules closes qui se déplacent jusqu’à la citerne suivante et s’y déchargent en fusionnant leur membrane avec la sienne. Pour ce faire, elles sont recouvertes de protéines spécialisées qui en permettent l’orientation correcte. Le tri et l’orientation sont réglés par un système de récepteurs qui reconnaissent certains motifs chimiques sur les molécules en fabrication et sur les citernes cibles. En fonction de cette reconnaissance, le système dirige les vésicules sur telle ou telle citerne ou tel compartiment cellulaire. Ainsi, certaines protéines, lorsqu’elles sont achevées, sont destinées à travailler dans le réticulum endoplasmique au début de la chaîne : à la fin de leur maturation, une série de quatre acides aminés constituant une véritable étiquette permet de les identifier et de les renvoyer en arrière pour être déversées dans ce réticulum. D’autres doivent être expédiées dans des petites citernes très particulières où s’accumulent les enzymes qui servent à dégrader les molécules, venues de la cellule ou de l’extérieur, qui doivent être détruites : les lysosomes. Ces molécules sont reconnues par un récepteur de la face intérieure de la dernière citerne du Golgi, parce qu’elles portent un sucre particulier le mannose-6-phosphate, et transportées par vésicules spéciales vers leur lieu de travail. De la même façon, la cellule identifie ce qu’elle va expulser dans le monde environnant grâce à des vésicules recouvertes de protéines particulières qui vont aller se vider à sa surface, alors qu’elle dirige vers des sacs de stockage les produits qui ne devront être libérés qu’à la réception de messages particuliers venus de l’extérieur.
Tous les déplacements se font sur des rails formés par le cytosquelette qui rayonne dans toute la cellule. Il est constitué de microtubules (de tubuline) et de microfilaments (d’actine) sur lesquels se fixent des molécules qui constituent des moteurs, comme la kinésine ou la dynéine. Portant par un bout la charge qu’elles doivent tirer, fixées par l’autre au cytosquelette, elles glissent sur lui en clivant de l’ATP pour libérer l’énergie nécessaire. […] Lorsqu’ils reçoivent un message porté par des molécules spécialisées, les chimiokines, les récepteurs de celles-ci provoquent des réactions qui finalement modifient la répartition des filaments d’actine dans la cellule, et cette réorganisation du cytosquelette enclenche le mouvement dans une direction donnée. Finalement, tout mouvement animal, tout déplacement met en jeu ce système très simple de glissements sur des rails intracellulaires. |
