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La communication chez les micro-organismes

Tout dans la nature est utile.

Aristote

Tout se passe un peu comme si la nature ne faisait jamais rien en vain, si bien que les êtres vivants montrent une adaptation remarquable à leur milieu. Pourtant, l’environnement terrestre ressemble plus souvent à une sévère compétition entre individus, groupes d’individus et espèces à la conquête d’un territoire qu’à un long fleuve tranquille. Mais d’autre part, des échanges spécifiques et inter-spécifiques rendent possible la recherche d’intérêts partagés. La lutte pour l’existence voisine avec l’aide mutuelle et la coopération, voire la symbiose. Il convient alors pour les différents individus d’être capable de rapidement discerner les pathogènes des symbiotes, les prédateurs des proies au milieu d’un environnement peuplé de partenaires et de concurrents. Il s’agit d’évaluer en une fraction de seconde ou bien de soupeser sur le long terme lorsque c’est possible des avantages et des inconvénients. Des erreurs pourraient s’avérer gênantes !

Parmi les petits animaux, Aristote s’intéresse longuement à l’abeille et à son organisation sociale qu’il considère être un modèle des sociétés humaines. Le premier des scientifiques voit en l’abeille un animal divin, capable d’une pensée collective et politique, donc doué de calcul, de mémoire et de communication. Ses travaux remarquables incluent sans doute quelques erreurs liées à des à priori socio-culturels, à l’impossibilité de l’observation, à la facilité de l’anthropomorphisme, effet littéraire que nous allons parfois employer ici. Mais diminuons encore la taille de l’organisme et passons au présent. Comment de microscopiques êtres vivants transmettent ils l’information ?

Les micro-organismes se multiplient et se propagent rapidement, par clonage. De récentes découvertes montrent qu’ils disposent en plus de systèmes biochimiques et de canaux spécialisés dans la communication. Les membres d’une colonie “parlent” entre eux : ils votent. Plus précisément, ils sont programmés pour organiser de manière cyclique des échanges d’information dont les mécanismes s’apparentent quelque peu à ce que l’homme appelle un référendum. Le message est un signal spécifique qui lorsqu’il est présent en concentration suffisante est perçu par un récepteur qui déclenche des actions. Des molécules biochimiques constituent des sortes de micro-langages qui déclenchent des comportements particuliers. Les bactéries construisent encore des réseaux sociaux qui leur permettent d’échanger de manière plus ou moins ciblée des éléments nutritifs de même que des molécules porteuses d’informations. Cela mérite quelque attention. Les microbiotes n’ont pas de message politique à faire passer aux hôtes qui les héberge, mais ils utilisent des méthodes voisines. 

Lutte pour l’existence (en), Anthropomorphisme, Microbiote

Aristote et le monde de la Ruche, Simon Byl, 1978, Article

La communication chez les bactéries

Indépendants des mécanismes de reproduction et de transfert d’ADN, des phénomènes de communication concernent les colonies bactériennes. Des “comportements de groupe” sont induits par des messages moléculaires que les bactéries échangent entre elles. La détection du quorum (quorum sensing) est mise en évidence en 1985 chez Vibrio fischeri, une bactérie responsable de la bioluminescence du calmar Euprymna scolopes. Le petit mollusque vit la journée enfoui dans le sable des eaux peu profondes d’Hawaï. Il est actif la nuit et sa bioluminescence remplit alors plusieurs fonctions. Elle permet au calmar d’effacer l’ombre projetée sur les fonds par les faibles lumières nocturnes et d’échapper ainsi aux prédateurs. Le mollusque peut encore expulser brusquement un nuage de bactéries bioluminescentes et désorienter un poisson. Côté bactérien, la vie en symbiose offre également certains avantages. Mais des bactéries Vibrio fischeri dépourvues de bioluminescence existent également en milieu marin.

Vibrio fischeri

Photo de gauche, le calmar Euprymna scolopes, à droite une colonie bioluminescente de Vibrio fischeri, ainsi que la paroi bien différenciée du mollusque au niveau de laquelle s’effectue des échanges interspécifiques : Site

Les micro-organismes vivent rassemblés en colonies au niveau d’organes spécialisés qui apparaissent au cours du développement du mollusque. Une augmentation de la concentration en N-acyle homosérine lactone (NAHL) présente dans le milieu bactérien déclenche la bioluminescence. En absence de NAHL aucune bioluminescence n’est constatée. La molécule auto-inductrice est sécrétée par les micro-organismes et diffuse à travers la paroi bactérienne. Lorsque la concentration dépasse un certain seuil, la bioluminescence se déclenche. Les aspects génétiques du phénomène sont maintenant bien connus. Présent sur le deuxième chromosome de Vibrio, l’opéron luxICDABEG rassemble une batterie de gènes qui s’exprime de concert. Deux autres systèmes de quorum viennent stimuler l’expression de l’enzyme luciférase responsable de l’émission de photons.

De plus, les colonies bactériennes interagissent avec leur hôte en régulant son rythme biologique. Des messages spécifiquement associés à la présence de microbes, MAMP pour Microbe-Associated Molecular Pattern, modulent l’expression des gènes du rythme circadien du céphalopode. Au petit matin, le calmar éteint la lumière. Il expulse 95% des bactéries et s’enfouit dans le sable pour dormir. Vibrio fischeri se retrouve alors sous forme de cellule isolée dans le milieu marin. La bactérie a acquis au cours de l’évolution des capacités remarquables liées à son double mode de vie. Des services sont échangés entre l’hôte et le symbionte. L’un fournit l’énergie et les nutriments, contrôle les populations. L’autre rend possible le camouflage. Vibrio fischeri vit en symbiose avec de nombreux autres mollusques et poissons qui utilisent sa bioluminescence. D’autres phénomènes symbiotiques restent sans doute à découvrir chez le calmar, animal modèle des associations hôte-microbe et de la socio-microbiologie marine.

Au-delà de Vibrio fischeri, la détection du quorum s’avère être un mécanisme général, commun à plusieurs espèces bactériennes. De multiples molécules jouent ainsi le rôle de messager. Ce même mécanisme microscopique commande différents phénomènes visibles au niveau macroscopique, . Des “comportements de groupe” induits par ces langages bactériens incluent la virulence, la formation de bio-films, la production d’antibiotiques, la conjugaison, la sporulation ou la compétence. Par ailleurs, le gène de la luciférase sert de gène rapporteur, commode pour étudier en laboratoire l’expression génique dans un tissu quelque soit l’espèce. La détection du quorum est un domaine de recherche particulièrement actif en microbiologie, avec des applications possibles dans les domaines de l’industrie, de la pharmacie, voire des loisirs.

Auto-induction de la bioluminescence et symbiose

Détection du quorum, Aliivibrio fischeri, Euprymna scolopes, Luciférase

  • Shedding light on bioluminescence regulation in Vibrio fischeri, 2012, Madison, USA, Article
  • Chemicals promoting the growth of N-acylhomoserine lactone-degrading bacteria, 2013, France, CNRS, Brevet
  • http://www.glowee.fr/

Réseaux de nanotubes bactériens

Evidemment, pour que la communication chez les bactéries soit plus efficace, il conviendrait qu’une sorte de réseau existe, basé sur la diffusion de messages d’information via un canal. C’est précisément la fonction des nanotubes bactériens que les biologistes mettent en évidence à l’aide de différentes techniques incluant la microscopie électronique. Ces nanotubes sont utilisés pour l’échange de nourriture mais aussi pour l’échange de molécules contenant de l’information comme des messages biochimiques ou de l’ADN. Dans le cas de l’ADN, on parle plutôt de pili de conjugaison ou pili sexuels que de nanotube.

Pilus (en)

  • Intercellular Nanotubes Mediate Bacterial Communication, 2011, Paris, France, Article

nanotube

La communication chez les virus bactériens

Les virus dont la taille est de l’ordre du micron se situent aux frontières du vivant. Pourtant, un système de communication vient d’être mis en évidence chez eux également : un message commande les décisions de lyse ou de lysogénie. Tout se passe “comme si” les bactériophages tempérés étaient capables d’exploiter à leur profit ou bien au contraire de préserver leur hôte, et ceci grâce à un système similaire à la détection du quorum spécifique aux bactéries.

Deux possibilités existent pour le virus : se multiplier à l’identique en grand nombre et provoquer la lyse de l’hôte ou bien rester silencieux, intégré au génome bactérien en préservant l’hôte. Un récent article scientifique met en évidence le rôle d’un peptide de six acides aminés qui régule par sa présence ou son absence le cycle de vie viral. Dans le schéma ci-dessous, le choix de la lyse ou de la lysogénie est expliqué. L’ADN viral est rouge, en vert celui de la bactérie.

Lyse et lysogénie chez le bactériophage

Lyse et lysogénie chez le bactériophage : Article

Le peptide de communication émis dans le milieu par le virus contient six acides aminés Ser-Ala-Ile-Arg-Gly-Ala. Il est nommé «arbitrium» du mot latin signifiant décision. Plusieurs éléments guident les conclusions des auteurs. L’addition aux cellules infectées d’un peptide synthétique entraîne la diminution de la lyse. Le taux du peptide augmente au cours de chaque cycle infectieux du phage.

Modèle mécaniste des décisions de lyse-lysogénie basées sur la communication, extrait de l’article de Nature.

Modèle mécaniste des décisions de lyse-lysogénie basées sur la communication : Article

Dans un premier temps (à gauche : figure a et figure b) le virus en bleu infecte la cellule hôte en injectant son ADN. Celui-ci contient 134 000 nucléotides codant pour 185 protéines. Trois gènes viraux rendent possible la communication. Ils codent respectivement pour :

  1. Le récepteur du peptide (gène aimR, Protéine R, en rouge), qui interagit doublement et de manière compétitive avec une partie régulatrice de la transcription et avec le peptide de communication.
  2. Le peptide de communication (gène aimP, pre-pro-peptide et peptide arbitrium, en jaune)
  3. Le régulateur de la lyse (gène aimX, ARN régulateur de la lyse, en vert).

Lors des premières infections, l’arbitrium est produit de manière intracellulaire en grande quantité sous forme d’arbitrium pré-pro-peptide. Il est libéré dans le milieu et rendu mature par action d’une protéase membranaire bactérienne, en mauve. Pendant ce temps, à l’intérieur de la cellule, la Protéine R se complexe au gène régulateur positif de la lyse aimX. L’ARN est exprimé. Il déclenche la formation de virus et finalement la lyse de l’hôte.

En présence d’arbitrium en concentration suffisante dans le milieu (à droite : figure a et figure c), la protéine membranaire OPP bactérienne spécialisée dans le transport des oligopeptides (tuyau gris sur la figure c) capte le peptide d’origine virale. Le récepteur R se complexe à l’arbitrium ce qui inhibe l’expression du gène aimX. La lyse est inhibée et la lysogénie s’ensuit. Le virus survit alors de manière silencieuse, intégré au génome de l’hôte sous forme de prophage. L’hôte est protégé jusqu’à ce que le virus entre de nouveau en phase lytique. La présence du message conduit à un comportement synchrone de l’ensemble des virus présents en un lieu donné.

L’équipe de recherche à l’origine de l’étude a trouvé plus de cent différents systèmes de communication viraux, actifs principalement chez Bacillus. Les différentes espèces de phages utilisent des micro-langages spécifiques qui guident des “comportements de groupe”. Ils disposent ainsi d’un vocabulaire réduit de nature biochimique. La question de l’application de la communication virale à la production de molécules antivirales reste un sujet ouvert.

Bacillus, Bactériophage, Spbetalikevirus, Cycle lytique, Lysogénie, Prophage

  • Communication between viruses guides lysis–lysogeny decisions, R. Sorek et Al., 2017, Rehovot, Israel, Article
  • Do you speak virus? Phages caught sending chemical messages, E. Callaway, Nature news, 2017, Article
  • Communication between virus-infected cells, Virology blog, V. Racaniello, 2017, Article

Conclusion

Comment une multitude d’organismes du plus petit au plus grand s’y prend elle pour défier la flèche du temps ? Quelles fonctions s’avèrent nécessaire ? Quel rôles jouent la communication, le calcul et la mémoire dans la constitution des groupes et des espèces ? Nous ne le savons pas vraiment. 

Horizontal-gene-transfer

La nécessité de l’utilité pour faire face aux hasards du cycle de vie pourrait être une réponse. En tous cas, c’est l’idée qu’avance Jacques Monod dans son ouvrage de 1970 : Hasard et Nécessité. Au niveau microscopique, l’ADN brassé de multiples manières joue le rôle de système d’information, capable de déclencher des actions logiques en fonction du stade de développement et des variations de l’environnement, et d’en conserver une trace inscrite. Des éléments génétiques mobiles sont le moteur d’une certaine plasticité des génomes. La nature évalue le caractère avantageux ou non des mutations. Des actions individuelles d’une part et collectives d’autre part se produisent au sein d’écosystèmes de tailles variées. Présente chez les virus et les bactéries, la communication intra et inter-spécifique joue probablement un rôle majeur dans l’évolution des espèces.

Le cas des bactéries bioluminescentes fait bien ressortir l’importance des relations symbiotiques. Des interactions hôte-microbe sont présentes chez tous les êtres vivants incluant les animaux et les végétaux. Les eucaryotes ont d’ailleurs intégré de longue date les mitochondries et chloroplastes d’origine bactérienne pour réaliser une endosymbiose avantageuse pour la gestion de l’énergie, à l’origine des plantes et des eucaryotes. Les virus et les divers pathogènes jouent également un rôle majeur. Des centaines de gènes sur les 20412 (en 2017) de l’espèce humaine résultent d’un transfert horizontal de gène survenu à des périodes plus ou moins récentes de l’évolution et en provenance de micro-organismes variés. 

Pour de multiples êtres adaptés à l’environnement au fil du temps, l’information (génétique, environnementale, sociale) induit l’action. Le produit de l’action est possiblement encodé en retour en information. En matière de communication, des choix microscopiques collectifs transduits par un signal préfigurent peut être la transduction du signal observée chez les organismes pluricellulaires. Sans doute, la communication est un phénomène qui apparaît tôt sur l’échelle dans le foisonnant buisson de l’évolution. Des effets macroscopiques découlent d’événements microscopiques. Les traces de ce petit peuple étrange que constituent les bactéries, les virus et autres éléments mobiles sont inscrites en nous et nous influencent considérablement sans que nous en ayons conscience. Plus encore, selon la théorie de l’évolution de Darwin renouvelée par la théorie du transfert génétique horizontal, par la théorie endosymbiotique et par l’épigénétique, nous partageons avec eux des séquences, des gènes et des fonctions. Traces multiples d’ancêtres communs doués de communication et aujourd’hui disparus.

Eucaryote, Multicellular organism (en), Théorie synthétique de l’évolutionTransfert horizontal de gènes, Théorie endosymbiotique, ÉpigénétiqueThéorie de l’informationHistoire de la pensée évolutionniste

  • Evogeneao: The Tree of Life Explorer : Site
  • Evolution biologique : Eléments mobiles, Article
  • Les humains sont apparentés aux virus, C. Gilbert, Article
  • Inter-kingdom signalling: communication between bacteria and their hosts, 2009, Article
  • Expression of multiple horizontally acquired genes is a hallmark of both vertebrate and invertebrate genomes, 2015, Cambridge, UK, Article
  • Epigenetic Inheritance and Its Role in Evolutionary Biology: Re-Evaluation and New Perspectives, 2016, Texas, USA, Article
  • Widespread of horizontal gene transfer in the human genome, 2017, Shanghai, Chine, Article
  • Joël Bockaert – La communication du vivant : de la bactérie à Internet, 2017, Vidéo

 

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Bah ! Nous étions « nano » avant qu’il soit cool d’être « nano » ! : Site

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Qu’est ce que l’information ?

Introduction

information-100Si nous nous intéressons à la nature même de l’information, il peut s’avérer intéressant de prendre en compte simultanément ses aspects techniques et sémantiques. Nous allons ici tenter d’observer conjointement ces éléments à priori différents pour tenter de comprendre le fonctionnement de cet étrange et familier objet d’étude. 

  1. Les aspects physiques décrivent l’émission sous forme de signaux, la nature des messages et des supports, l’encodage de l’information, la propagation dans le temps et dans l’espace, la réception de l’information et son traitement par le récepteur. 
  2. Les aspects sémantiques décrivent le cadre dans lequel ces informations prennent sens. L’information ne se transforme en communication et éventuellement en action que dans un contexte particulier, dans un environnement spécial marqué par des limites qui  définissent un système.  

Plutôt que d’aborder ces deux sujets de manière classiquement analytique, le choix est fait de les regarder ensemble. C’est l’approche systémique qui est retenue. Nous nous intéressons à la fois au message et au système dans lequel il est échangé, à l’information et à la communication. Certains aspects relèvent des techniques, d’autres de la biologie. 

Précisons quelque peu la notion de système. De manière fondamentale, un message ou un canal de transmission sont considérés par Shannon comme des systèmes. Des bâtiments ou des objets peuvent être aussi étudiés ainsi. Concernant les organisations humaines, une entreprise, une ville, une école, un hôpital ou une nation sont des systèmes partiellement régis par des politiques.  Un exemple de système pourrait être un homme observé de manière multidisciplinaire. Dans le domaine du vivant, un autre exemple peut être un écosystème. Un peu n’importe quoi en fait peut être considéré comme un système. Tout objet dont on souhaite modéliser le fonctionnement et le cycle de vie. L’information est ce que les composantes du système échangent via différents canaux pour que l’ensemble prospère. Le système est caractérisé par ses limites, par des flux d’information internes et externes, par des actions effectuées et subies. 

Selon les théories de Darwin, le système s’adapte à son environnement ou bien il disparaît pour des raisons internes ou externes. L’objet de ce billet est donc de tenter de mettre en évidence les sortes de systèmes dans lesquels les informations prennent un sens. Des antisystèmes s’opposent parfois aux systèmes. Les relations entre ces deux entités sont également riches d’enseignement. Tout antisystème qui s’exprime majoritairement se transforme en système. Le changement apporte à l’ensemble système-antisystème un avantage adaptatif qui favorise possiblement la diversité. Mais ce qui semble le plus intéressant dans les systèmes est que ceux-ci disposent de la capacité de changer de manière interne, parfois de manière remarquablement rapide, souvent avec difficulté. Et de tenter de dégager quelques propriétés invariables des informations d’une part, et des systèmes dans lesquels celles-ci circulent et prennent sens.

Quelques liens

Sur Wikipédia : Information, Communication, Approche systémique

Système Antisystème Systémique
 systeme  antisysteme  systemique

La théorie de Shannon

Shannon définit en 1948 la nature physique de l’information dans son article « A mathematical Theory of Communication ». Cette étude prend place dans le cadre des aspects théoriques de l’information. Il s’agit d’optimiser le fonctionnement du téléphone, de la radio, de la télévision et des machines à calculer. Shannon définit à cette occasion le bit comme unité de l’information. Un schéma général de la transmission de l’information est proposé. Un émetteur encode un message d’information et le transmet à un récepteur via un signal qui transite par un canal. Le récepteur procède au décodage du message. La transmission de l’information est réalisée en présence d’un bruit susceptible d’affecter le signal et la capacité du message à être perçu. En considérant que le message et le canal sont les éléments constitutifs d’un même système, Shannon en calcule l’entropie et fournit une méthode de physique statistique qui permet d’optimiser l’encodage des signaux électriques transitant par les canaux.

Nous supposerons que la figure 1 s’avère générale et possible à appliquer à tout type d’information, que celle-ci soit électrique, chimique, sonore ou visuelle, quelque soit le système. Un élément d’un système peut être alternativement source ou destination de l’information.

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Diagramme schématique d’un système de communication général

Types d’information

Six différents types d’information sont alors distingués dans ce billet théorique. Les systèmes dans lesquels ces informations sont échangées sont marqués en bleu :

DNA Analysis.

Analyse de l’ADN

1/ L’information génétique / cellule, individu, groupe, population, espèce, biosphère : La vie de l’ensemble des êtres de la planète dépend de l’information génétique inscrite dans des gènes, des chromosomes et des génomes. L’ADN et l’ARN constituent les supports de l’information génétique communs à l’ensemble des êtres vivants, présents dans chaque cellule. Des processus génétiques et épigénétiques jouent un rôle majeur dans le développement, l’homéostasie et l’adaptation des individus, des groupes et des espèces à leur environnement. Une variété de molécules jouent le rôle de messages microscopiques qui rendent possible le fonctionnement synchronisé des cellules. Chez les animaux et l’homme, des cellules différenciées forment des systèmes internes aux individus (immunitaire, cardio-vasculaires et autres) qui communiquent entre eux et avec l’environnement de manière automatique.

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Le cerveau est l’organe le plus important… d’après le cerveau

2/ L’information neurologique / individu, système nerveux central, espèce : Les animaux et les hommes présentent des capacités remarquables à traiter de grandes quantités d’informations, à éprouver des sensations et des émotions qui peuvent être mémorisées et communiquées. Ces possibilités sont liées au développement au cours de l’évolution et du cycle de vie d’un système nerveux complexe, impliqué dans des fonctions vitales, motrices, sensorielles et logiques. Le fonctionnement de l’encéphale dépend de l’activité de groupes de neurones qui forment des réseaux spécialisés dans la réalisation de différentes activités physiologiques. L’influx nerveux de nature électrique et biochimique rend possible des actions réflexes, non intentionnelles, ou bien au contraire rationnelles, poursuivies sur le long terme, sur la base de connaissances acquises et mémorisées.

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Personne n’a jamais blessé sa vue en regardant le bon côté des choses

3/ L’information sociale directe / individu, groupe, population, société, nation : Perçue de manière directe, sans nécessité d’un dispositif technique, l’information sociale directe est échangée chez les hommes et les animaux dès le plus jeune âge. Ces échanges s’avèrent vitaux pour la constitution des individus, des groupes et des espèces. Des informations fixes ou mouvantes viennent guider les actions individuelles ou collectives réalisées en interaction avec l’environnement. Chez l’homme, liées aux sphères personnelles, professionnelles et privées, des informations individuelles et collectives sont gérées. Des langues, des codes, des conventions, des habitudes et des lois font partie des outils à acquérir et mémoriser pour communiquer. Des moments et des lieux s’avèrent particulièrement favorables aux échanges, accompagnant le travail et les loisirs, les politiques, le jeu et le rêve.

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Vous avez l’air vraiment plus mince… Merci, on m’a enlevé mon appendice

4/ L’information médiée traditionnelle / individu, groupe, population, société, nation : Spécifiquement humaine, l’information médiée participe grandement au développement et à l’homéostasie chez l’homme. Les objets d’information traditionnels tels que les livres, les journaux et les correspondances présentent de nombreux atouts liés à leur manipulation aisée. La radio, la télévision et le cinéma sont considérés dans ce billet comme de tels médias. Ce type d’information est constitué de dessins, de logos, de publicités, d’informations écrites en différentes langues, d’émissions radiophoniques et télévisuelles. Il s’agit d’images fixes et animées, enregistrées et véhiculées sur une variété de supports, de pages, d’étiquettes, de panneaux, d’affiches et d’écrans. Certains messages d’information dont la durée de vie souhaitée est plus longue sont entreposés dans des bibliothèques, des archives et des musées dont la gestion incombe aux individus et communautés, aux communes et aux cités, aux institutions et aux états. Le vote constitue un mode d’information sociale tout à fait intéressant. Provenant de la multitude, un message est adressée à un seul qui tente d’appliquer et de défendre l’intérêt commun pendant un certain temps. Un seuil statistique est associé à la procédure.

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C’est exact, chérie, nos ancêtres avaient une queue.

5/ Les machines, l’information médiée numérique / individu, groupe, population, société, nation, biosphère : L’homme est assisté dans ses travaux et ses loisirs par de nombreuses machines comme par exemple des voitures ou des ordinateurs qui augmentent ses possibilités physiques et intellectuelles. Des capteurs constituent en quelque sorte les organes des sens de ces machines. Tout signal transmis est susceptible d’être transformé en un flux binaire qui facilite grandement la transmission, l’acquisition, la mémorisation et le traitement des données. Les microscopes, télescopes et appareils photos voient ainsi leurs performances notablement augmentées. Les ordinateurs, les smartphones, les drones, les bots et les robots rendent possible l’échange de mails, la recherche d’information, la réalisation de tâches répétitives ou impossibles à réaliser autrement. Des machines dédiées au calcul permettent encore la simulation de systèmes en vue de valider des modèles et de s’essayer à la prévision. Liée à des algorithme multiple, l’intelligence artificielle peut se développer. Quelques applications notables incluent la reconnaissance automatique des voix et des visages ou la traduction automatique des textes. Des maîtres d’école, des maîtres d’ouvrage et des maîtres d’oeuvre partagent des informations sur des blogs et sur des plateformes comme Wikipédia et GitHub, accessibles via les réseaux téléphoniques et Internet. 

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Restes avec moi ce mois, s’il te plait !

6/ La monnaie / individu, groupe, population, société, nation : Dernier petit détail relatif aux échanges de biens et de services, l’argent peut être considéré comme une information sociale numérique. L’unité est la devise associée à un ou plusieurs supports tels que le métal, le papier infalsifiable ou la base de donnée sécurisée. La monnaie est une information spéciale en ce sens qu’elle sert à l’échange des biens et des services (matière, énergie, travail). Sa valeur réside dans l’échange qu’elle facilite. L’authenticité de la monnaie et la préservation du support sont garantis par les banques sous le contrôle des états et des lois. Dans le cas intéressant des crypto-monnaies, l’authenticité est assurées de manière algorithmique, par la chaîne de blocs. La confiance ou son absence en un système monétaire reste une méta-information dont le caractère est typiquement humain, socio-psychologique et légal. Elle découle des pratiques des individus et des banques, des législations et donc des politiques.

Accès, valeur et coût, cycle de vie de l’information

L’émission d’information n’apparaît pas être un acte neutre. L’info présente toujours un aspect ciblé. Des éléments ou bien un public particulier sont visés avec une part d’incertitude quant à la perception ou la réception. Un codage particulier est susceptible de conférer à un message un aspect confidentiel. Seul le public visé a accès à l’information. Le décodage lui confère sa valeur. Utilisée notamment en philosophie, en sciences économiques et en sciences sociales, le concept de valeur qualifie fréquemment des individus ou des biens matériels et immatériels, incluant l’information. La production de l’information quelque soit sa nature représente encore un coût, régulé possiblement par les lois du marché. Plus rapidement encore que les êtres vivants, l’information naît, se propage et disparait.

Conclusion

Qu’elle soit de nature (bio)chimique, (bio)physique ou (bio)électrique, l’information semble avoir été façonnée au cours du temps afin d’optimiser trois fonctions différentes : la transmission, la mémorisation et la réalisation d’opérations logiques. L’information est donc l’élément qui confère à un système la capacité de s’auto-organiser, autrement dit d’agir sur l’environnement pour diminuer son entropie, ou bien encore pour augmenter son ordre interne. Que l’information soit naturelle ou culturelle, les systèmes acquièrent au cours du temps des mécanismes qui leurs permettent de se « connaitre » eux-même. Proposer dès lors une information sur l’information relativement complète, une communication sur la communication, une systématique des systèmes, nécessiterait plus qu’un billet de blog ! En relation avec l’énergie et la matière qu’il s’agit sans doute d’utiliser judicieusement, les systèmes servent de décor à des réservoirs et à des flux d’information multiformes. La systémique apporte une méthode théorique susceptible de faciliter la transition de sociétés mécaniques centralisées et uniformes à des sociétés qu’il faut sans doute souhaiter plus organiques, disposant d’une intelligence à la fois individuelle, collective et distribuée.

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Exemples d’informations graphiques

L’information avec le temps est ce qui nous forme et nous transforme. En 2010 et 2011, Jean Giraud alias Mœbius présente une exposition intitulée “Exposition Mœbius, Transe Forme”. Quelques dessins  de l’artiste à l’oeuvre foisonnante et multiforme viennent poursuivre ce billet.

Site officiel : https://www.moebius.fr/

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Fabrication de l’information médiée, d’après l’affiche originale de « Transe Forme »

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Pour les fans : In Search of Moebius (BBC 4 Documentary) : Vidéo

Private joke, La bande à Mœbius : Henri Paul de Saint-Gervais, 2016/12/29 : Vidéo

Exemples d’informations textuelles

Quelques citations d’auteurs connus et inconnus viennent illustrer la notion d’information textuelle :

La parole est moitié à celuy qui parle moitié à celuy qui l’escoute

Montaigne, Essais, 1580

Dispositif de lecture à distance imaginé par Paul Otlet 

« On peut imaginer le télescope électrique, permettant de lire de chez soi des livres exposés dans la salle teleg des grandes bibliothèques, aux pages demandées d’avance. Ce sera le livre téléphoté. »

Otlet Paul, Traité de documentation : le livre sur le livre, théorie et pratique, Bruxelles, Editions Mundaneum, 1934

Un appareil personnel imaginé par Vanevar Busch

« Imaginons un appareil de l’avenir à usage individuel, une sorte de classeur et de bibliothèque personnels et mécaniques. Il lui faut un nom et créons-en un au hasard, « memex » fera l’affaire. Un memex, c’est un appareil dans lequel une personne stocke tous ses livres, ses archives et sa correspondance, et qui est automatisé de façon à permettre la consultation à une vitesse énorme et avec une grande souplesse. Il s’agit d’un supplément agrandi et intime de sa mémoire. »

Vannevar Bush, As we may think, The Atlantic Monthly, Washington d.c., 1945

What is time, Mr Shannon ?

We know the past but cannot control it. We control the future but cannot know it.

Nous connaissons le passé mais nous ne pouvons pas le contrôler. Nous contrôlons le futur mais nous ne pouvons pas le connaitre. Au-delà du bon mot, pour Shannon, deux éléments changent de statut avec le temps : l’information et l’action. L’information en relation avec le passé et le présent n’est connue avec certitude que si elle est déjà réceptionnée. L’action se positionne résolument dans le présent et le futur. Elle constitue un pari qui alimente l’information précisément.

Un message contenant du bruit et cependant lisible

Sleon une édtue de l’Uvinertisé de Cmabrigde, l’odrre des ltteers dnas un mot n’a pas d’ipmrotncae, la suele coshe ipmrotnate est que la pmeirère et la drenèire lteetrs sinoet à la bnnoe pclae. Le rsete peut êrte dnas un dsérorde ttoal et vuos puoevz tujoruos lrie snas porblmèe. C’est prace que le creaveu hmauin ne lit pas chuaqe ltetre elle-mmêe, mias le mot cmome un tuot.

Par T.S. Eliot, The Four Quartets, 1943

And time future contained in time past.

Exemple d’information audio

WITHIN, (En…, A l’intérieur de …) Ian Clarke : https://www.youtube.com/watch?v=Y6U-vE8YKE0

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Corpus scientifique numérique et ouvert, small data

Il n’est pas rare que des scientifiques soient amenés à rassembler une dizaine à plusieurs centaines de documents, voire quelques milliers, pour former un corpus qui servira de base à une ou plusieurs publications. Il peut aussi s’agir de partager des sources numériques, de comprendre des phénomènes complexes, de montrer, démontrer ou enseigner. Des items relatifs à un sujet, à un événement ou à un lieu, à une personnalité remarquable, à une pratique professionnelle, culturelle ou sociale, à un organisme sont alors rassemblés. Ces documents peuvent provenir d’archives (ouvrage ancien, photo, document audio ou vidéo, correspondance, plan, carte, dessin, manuscrit, reconstitution 3D, tableau de données, données), de bibliothèques (article, thèse, livre, rapport) ou de musées. Des choix éditoriaux doivent être faits. Un objet isolé n’éclaire pas la recherche. Seul  le nombre et la diversité permet de faire émerger des tendances, des faits marquant des ruptures, de mettre en évidence des relations, dépendant d’éléments comme le temps, le lieu ou l’environnement. Des scientifiques de différentes disciplines peuvent utiliser le même corpus, apportant chacun leur propre regard, conduisant à l’émergence d’une communauté. La démarche concerne aussi bien les Sciences Humaines (linguistique, histoire, ethnologie, philosophie, archéologie, sociologie) que les Sciences dites exactes (biologie, médecine, environnement).

L’usage de données numériques présente alors de nombreux avantages. Des scientifiques itinérants ou des équipes délocalisées peuvent travailler à distance. Des analyses statistiques mettent en évidence des thèmes, le rôle de personnes ou d’organismes, des relations. Si certains corpus tiennent de la base bibliographique, d’autres rassemblent de nombreux objets d’archive qu’il convient de gérer. Des précautions particulières doivent alors être prises pour classer et préserver sur le long terme les fichiers qui peuvent résulter de coûteuses numérisations. Les métadonnées peuvent inclure des transcriptions, des traductions ou des annotations. Des objets de différentes provenances (archives, bibliothèques, musées, internet) peuvent être rassemblées aisément avec le numérique.

Dans le cas d’un accès public, des questions juridiques doivent être résolues. L’utilisation de licences « Creative Commons », « Domaine public » ou « Etalab » facilite les échanges. Le crowdsourcing (la réalisation de transcriptions ou de traductions par une communauté élargie), voire le crowdfounding (des apports financiers individuels ou collectifs destinés à l’avancement du projet) deviennent possibles. Des difficultés d’ordre technique ou financier se posent encore bien évidemment.

Cependant, l’élaboration d’un corpus ne constitue qu’une première étape de la démarche scientifique. Comme le précise plaisamment Henri Poincaré  “On fait la science avec des faits, comme on fait une maison avec des pierres : mais une accumulation de faits n’est pas plus une science qu’un tas de pierres n’est une maison”. Au-delà des objectifs de collecte, les corpus nécessitent des interprétations pour prendre sens. Des histoires doivent être racontées. Des théories peuvent être confrontées à la réalité. L’étude conduit en général à la publication de livres, de thèses, de rapports, d’articles, ou encore à la production d’enseignements, d’expositions, de films documentaires. Soutenus en France au niveau national et régional, l’élaboration de corpus est un outil majeur des Humanités numériques et d’autres disciplines.

Quelques exemples de corpus complètent cet article. Même s’ils ne sont pas assez nombreux et détaillés pour constituer un corpus de corpus – un métacorpus, ils permettent de mieux se rendre compte de l’ancienneté, de la diversité et de la fécondité de la méthode. L’expertise s’avère nécessaire aussi bien lors du choix des documents que lors de l’interprétation. Des partis pris, des conflits d’intérêts, des ignorances peuvent rendre un ensemble de données incomplet. Une communauté d’experts appuyée par différents corps de métiers incluant des spécialistes de la numérisation, de l’informatique, de la documentation, de la communication, du droit conduit généralement à la réussite du projet. Si l’ouverture des données et l’interopérabilité sont privilégiés, cette aventure collective peut devenir profitable pour la science et l’enseignement , voire intéresser le grand public.

Quelques exemples de corpus

Les corpus sont utilisés depuis l’antiquité grecque au moins. Diogène Laërce dans sa liste des œuvres d’Aristote montre l’existence d’un ouvrage dont seul le titre est parvenu jusqu’à nous : “Des Constitutions des villes (cent cinquante-huit) et en particulier des constitutions démocratiques, oligarchiques, aristocratiques et tyranniques”. Un corpus de textes ou de récits oraux a dû préexister à l’écriture de l’ouvrage disparu. Attribué aussi à Aristote et à ses élèves, “Constitution d’Athènes” permet de mieux se rendre compte du contenu possible à savoir l’histoire politique et sociale des cités grecques. Le corpus donne alors lieu à un ouvrage majeur d’Aristote : Les Politiques.

1486, Jean Pic de la Mirandole publie en vue d’en débattre publiquement à Rome “Conclusiones philosophicae, cabalasticae et theologicae” (900 conclusions philosophiques, cabalistiques et théologiques), une oeuvre en latin basée sur une tentative de synthèse des textes de Platon, d’Aristote, de l’hermétisme et de la Kabbale. Sa démarche lui vaudra d’être considéré comme hérétique. Son oeuvre sera 200 ans plus tard vertement critiquée par Voltaire : « Il est encore plus extraordinaire que ce prince, ayant étudié tant de langues, ait pu à vingt-quatre ans soutenir à Rome des thèses sur tous les objets des sciences, sans en excepter une seule. On trouve à la tête de ses ouvrages quatorze cents conclusions générales sur lesquelles il offrit de disputer. (..) L’histoire du prince de La Mirandole n’est que celle d’un écolier plein de génie, parcourant une vaste carrière d’erreurs, et guidé en aveugle par des maîtres aveugles».

Mathématicien, physicien, philosophe et ingénieur français, Henri Poincaré (1854-1912) a établi une volumineuse correspondance, échangeant avec sa famille et avec d’autres scientifiques de différentes disciplines. Le LHSP-AHP (CNRS) publie un corpus en accès libre comprenant plus de 2000 lettres numérisées, écrites de la main de Poincaré ou dont il est le destinataire. L’étude inclue des transcriptions et des annotations mettant en évidence les thèmes et les réseaux sociaux du savant. Et de retracer le contexte scientifique, culturel ou social précédant la première guerre mondiale. Le laboratoire a produit jusqu’à présent 2 ouvrages relatifs à cette correspondance.

En plus de ses travaux de recherche, l’Inserm assume une mission d’expertise scientifique indépendante auprès des décideurs agissant dans le domaine de la santé publique (ministères, agences, caisses d’assurance maladie, mutuelles, associations…). La réalisation de ces expertises suit une procédure bien établie incorporant la mise au point préalable d’un corpus. Des articles et documents sont sélectionnés en relation avec les questions scientifiques d’un cahier des charges, puis sont remis à un groupe d’experts de divers champ de compétences. Le fonds documentaire est actualisé durant l’expertise et complété. L’Inserm a ainsi publié depuis 1994 prés de 70 expertises collectives sur des sujets médicaux et de santé publique très divers, apportant l’éclairage nécessaire aux décisions publiques en matière de soins, de dépistage et de prévention. Les rapports sont accessibles librement.

Nicole Loupvent quitte en 1531 son abbaye, de Saint-Mihiel en Meuse, pour se rendre à Jérusalem. Tout au long du voyage, qui durera 3 mois, il prendra des notes qui lui serviront à faire un récit au jour le jour, et qu’il consignera dans deux manuscrits conservés à la bibliothèque bénédictine de Saint-Mihiel. Réalisé par l’Université de Lorraine, le site www.domloupvent.fr rassemble plus de 100 vidéos comprenant un film documentaire et des interviews d’enseignants et de chercheurs. Quelques manuscrits originaux accompagnés d’une transcription viennent compléter le site destiné à l’enseignement et à un large public amateur d’histoire de la renaissance et d’histoire des religions.

Conclusion

D’autres exemples touchant différents domaines scientifiques comme l’environnement avec les travaux du GIEC relatifs aux changements climatiques auraient pu être pris en exemple. La méthode s’apparente à celle de l’enquête dans laquelle il s’agit de trouver des preuves, de démontrer en réunissant des indices. Un corpus peut rester longtemps vivant à condition que des travaux de maintenance soient réalisés. La démarche demande sans doute une certaine humilité. L’expérience montre que toujours certains faits nous échappent, restent inaccessibles, n’ont pas laissé de trace et ont cependant joué un rôle, restent inexpliqués. Comme le proposent Socrate ou Montaigne, la vérité si elle existe reste un idéal délicat à atteindre et encore plus à partager !

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