Repères Scientifiques
La Biocognition
La cognition comme dimension constitutive du vivant
Penser l’individuation du vivant impose de reconsidérer la cognition comme un processus biologique fondamental plutôt que comme une propriété tardive et localisée de certains organismes complexes. Depuis plusieurs décennies, un consensus s’est établi sur le caractère dynamique des systèmes vivants : un organisme n’est pas une substance stable, mais un ensemble de flux métaboliques, morphogénétiques et interactionnels, continuellement reconduits (Bernard, 1865 ; Varela, Thompson & Rosch, 1991). En revanche, l’idée selon laquelle ces dynamiques pourraient relever de processus cognitifs demeure plus controversée. Cette difficulté tient pour une large part à une conception historiquement restreinte de la cognition, longtemps associée à la manipulation de représentations symboliques par un cerveau centralisé. La biocognition propose de rompre avec ce cadre en considérant que toute organisation vivante, en tant qu’elle se maintient et se transforme dans un environnement variable, engage déjà des formes élémentaires de perception, d’intégration et d’orientation de l’action (Maturana & Varela, 1980 ; Lyon, 2015).
Dans les sciences cognitives classiques, la cognition a été définie majoritairement comme un traitement de l’information de type computationnel, fondé sur la manipulation de symboles et de représentations internes (Simon, 1969 ; Haugeland, 1981). Cette approche, largement inspirée par le modèle de la machine de Turing, a profondément structuré la psychologie cognitive, l’intelligence artificielle et une partie des neurosciences. Toutefois, elle repose sur plusieurs présupposés aujourd’hui fortement discutés : l’identification de la cognition au cerveau, la primauté des représentations symboliques, et une perspective implicitement anthropocentrée (van Duijn, Keijzer & Franken, 2006). Les critiques issues du connexionnisme, puis des approches dynamiques et incarnées, ont montré que l’activité cognitive émerge de réseaux distribués, sans centre de contrôle unique, et qu’elle est indissociable de l’histoire du système et de son couplage avec l’environnement (Hebb, 1949 ; Varela, 1988). Cette évolution théorique ouvre la voie à une compréhension élargie de la cognition, moins abstraite, plus enracinée dans la biologie des systèmes vivants.
C’est dans ce contexte que s’inscrit la thèse de la biocognition développée par Humberto Maturana et Francisco Varela. Selon eux, la cognition n’est pas une fonction ajoutée au vivant, mais une dimension intrinsèque de l’autopoïèse : vivre, c’est déjà connaître (Maturana & Varela, 1980). Les systèmes vivants sont définis comme des unités autopoïétiques, caractérisées par une organisation circulaire, une clôture opérationnelle et un couplage structurel avec leur environnement. Il n’existe pas, dans cette perspective, d’information préexistante dans le monde : ce que l’observateur décrit comme information ou signal n’est pertinent pour l’organisme qu’en fonction de son organisation propre et de son histoire d’interactions. La cognition se manifeste alors comme la capacité d’un système à faire émerger un domaine d’interactions compatibles avec le maintien de son organisation, impliquant des formes élémentaires de discrimination, de mémorisation et d’anticipation, sans recours à des représentations symboliques (Varela, Thompson & Rosch, 1991 ; Lyon, 2013).
Les recherches contemporaines en éthologie, en biologie végétale et en microbiologie ont considérablement étendu le domaine empirique de ces thèses. Des capacités cognitives — au sens minimal et opératoire du terme — ont été mises en évidence chez des organismes dépourvus de système nerveux central, voire de neurones : plantes, champignons, protistes et bactéries. Les travaux sur la cognition végétale montrent que les plantes perçoivent et intègrent une pluralité de signaux (mécaniques, chimiques, lumineux, électriques), modulent leur croissance en conséquence, et présentent des formes de mémorisation et d’apprentissage contextuel (Trewavas, 2003 ; Gagliano, 2015 ; Baluška et al., 2009). De même, les bactéries disposent de réseaux complexes de transduction de signaux leur permettant d’intégrer des informations environnementales, de coordonner des comportements adaptatifs (chimiotactisme, coopération, sporulation) et même d’anticiper certaines régularités de leur milieu (Shapiro, 2007 ; Tagkopoulos et al., 2008 ; Lyon, 2015). Ces données empiriques rendent de moins en moins tenable l’idée selon laquelle la cognition serait conditionnée par la présence d’un cerveau ou d’un système nerveux.
La biocognition conduit ainsi à formuler l’hypothèse d’une cognition minimale, entendue comme un ensemble de processus intégratifs par lesquels un système vivant discrimine des situations, leur attribue une valeur pour sa propre persistance, et oriente ses actions ou ses transformations en conséquence. Dans cette perspective, perception, valence, mémoire, apprentissage et anticipation ne sont pas des facultés séparées, mais des moments corrélés d’un même procès d’individuation. La cognition apparaît alors comme une dynamique de signifiance immanente au vivant : elle ne se réduit ni à une computation abstraite, ni à une activité mentale détachée du corps, mais constitue une modalité fondamentale de l’organisation biologique elle-même. Cette approche fournit un cadre conceptuel robuste pour penser la continuité du vivant, sans anthropomorphisme, tout en rendant compte de la diversité des formes d’intelligence observables à travers l’arbre du vivant (Godfrey-Smith, 1996 ; Lyon, 2015).
Références bibliographiques
Bernard, C. (1865). Introduction à l’étude de la médecine expérimentale. Paris : Baillière.
Baluška, F., Mancuso, S., Volkmann, D., & Barlow, P. W. (2009). The ‘root-brain’ hypothesis of Charles and Francis Darwin. Plant Signaling & Behavior, 4(12), 1121–1127. https://doi.org/10.4161/psb.4.12.10574
Gagliano, M. (2015). Thus Spoke the Plant. Berkeley: North Atlantic Books.
Godfrey-Smith, P. (1996). Complexity and the Function of Mind in Nature. Cambridge: Cambridge University Press.
Hebb, D. O. (1949). The Organization of Behavior. New York: Wiley.
Haugeland, J. (1981). Mind Design. Cambridge, MA: MIT Press.
Lyon, P. (2013). The cognitive cell: Bacterial behavior reconsidered. Frontiers in Microbiology, 4, 264. https://doi.org/10.3389/fmicb.2013.00264
Lyon, P. (2015). The biogenic approach to cognition. Cognitive Processing, 16(1), 1–9. https://doi.org/10.1007/s10339-014-0623-4
Maturana, H. R., & Varela, F. J. (1980). Autopoiesis and Cognition: The Realization of the Living. Dordrecht: Reidel.
Shapiro, J. A. (2007). Bacteria are small but not stupid. Trends in Microbiology, 15(10), 449–454. https://doi.org/10.1016/j.tim.2007.08.003
Simon, H. A. (1969). The Sciences of the Artificial. Cambridge, MA: MIT Press.
Tagkopoulos, I., Liu, Y.-C., & Tavazoie, S. (2008). Predictive behavior within microbial genetic networks. Science, 320(5881), 1313–1317. https://doi.org/10.1126/science.1154456
Trewavas, A. (2003). Aspects of plant intelligence. Annals of Botany, 92(1), 1–20. https://doi.org/10.1093/aob/mcg101
van Duijn, M., Keijzer, F., & Franken, D. (2006). Principles of minimal cognition. Adaptive Behavior, 14(2), 157–170. https://doi.org/10.1177/105971230601400207
Varela, F. J. (1988). Connaître : Les sciences cognitives. Paris : Seuil
Varela, F. J., Thompson, E., & Rosch, E. (1991). The Embodied Mind. Cambridge, MA: MIT Press.
La Biosémiotique
1. Définition générale : la biosémiotique comme science du vivant signifiant
La biosémiotique peut être définie comme un programme de recherche interdisciplinaire qui étudie les processus de signification (semiosis) à l’œuvre dans les systèmes vivants, à toutes les échelles de l’organisation biologique. Elle repose sur la thèse centrale — formulée de manière récurrente par Thomas A. Sebeok — selon laquelle la vie et la semiosis sont coextensives : tout système vivant est engagé dans des processus de production, de reconnaissance et d’interprétation de signes (Sebeok, 1991 ; 2001).
Dans cette perspective, les processus biologiques (signalisation cellulaire, développement, comportement, cognition, écologie) ne sont pas seulement causaux ou informationnels, mais sémiotiques, c’est-à-dire structurés par des relations signifiantes dépendantes du contexte et de l’organisation du système. La biosémiotique ne nie pas les mécanismes physico-chimiques ; elle soutient qu’ils sont nécessaires mais non suffisants pour rendre compte du vivant
Thomas A. Sebeok (1920-2001)
Howard Pattee (1926-)
2. Genèse historique : de l’Umwelt à la thèse de Sebeok
L’arrière-plan conceptuel de la biosémiotique se trouve chez Jakob von Uexküll, avec la notion d’Umwelt, désignant le monde proprement perçu et signifiant pour chaque organisme. Cette approche rompt avec l’idée d’un environnement objectif identique pour tous et introduit une biologie fondée sur la signification vécue.
Au XXᵉ siècle, Thomas A. Sebeok étend la sémiotique au domaine biologique (zoosémiotique, puis biosémiotique), en s’appuyant sur la sémiotique triadique de Charles S. Peirce. Cette extension conduit à la formulation explicite de la thèse selon laquelle la biosphère et la semiosphère se recouvrent entièrement.
À partir des années 1990, ce programme se structure institutionnellement, notamment autour de la Copenhagen–Tartu School, avec Jesper Hoffmeyer, Kalevi Kull, Claus Emmeche et Donald Favareau, qui cherchent à articuler biologie, théorie de l’évolution, phénoménologie et sémiotique peircienne
3. Développements théoriques majeurs : semiosis, code et causalité
Les développements contemporains de la biosémiotique s’organisent autour de plusieurs axes structurants.
Premièrement, la semiosis biologique est conçue comme un processus émergent de coordination entre organisation interne et environnement, impliquant des relations triadiques (signe–objet–interprétant), et non comme un simple traitement de signaux.
Deuxièmement, des travaux majeurs (Barbieri, Hoffmeyer) ont mis en évidence la dualité des codes dans le vivant : codes analogiques (protéines, membranes, morphogenèse) et codes numériques (ADN/ARN). Cette dualité fonde une causalité sémiotique, distincte de la causalité efficiente classique : le génome n’agit pas comme un programme, mais comme une ressource interprétée dans un contexte cellulaire donné .
Enfin, la biosémiotique se décline en sous-domaines empiriques robustes : phytosémiotique, immunosémiotique, neuro-sémiotique, écosémiotique, montrant que les processus de signification traversent tous les niveaux d’intégration du vivant
4. Biosémiotique, information et critique du réductionnisme
Un point décisif des débats contemporains concerne la distinction entre information et signification. Les documents que tu as fournis montrent clairement que la biosémiotique ne rejette pas l’information, mais critique son usage non réfléchi hérité de la cybernétique et de la théorie de Shannon.
L’information, comprise comme différence mesurable, ne suffit pas à expliquer le sens biologique, qui suppose interprétation, normativité et orientation fonctionnelle. C’est précisément ce hiatus que la biosémiotique cherche à combler en intégrant l’information dans un cadre sémiotique plus large, où le sens émerge de l’organisation du système vivant lui-même .
Cette critique rejoint des préoccupations centrales de la biologie théorique contemporaine : dépasser l’opposition stérile entre mécanisme et finalisme, sans retomber dans le vitalisme.
5. Pertinence contemporaine : pourquoi la biosémiotique importe aujourd’hui
L’intérêt majeur de la biosémiotique est de proposer un cadre conceptuel unifié pour penser la vie comme processus d’individuation signifiante, plutôt que comme simple agrégation de mécanismes. Elle permet d’aborder de manière cohérente des phénomènes longtemps marginalisés par la biologie standard : subjectivité minimale, normativité biologique, anticipation, communication inter-spécifique, intégrité des systèmes écologiques.
Dans le contexte actuel — biologie des systèmes, écologie des milieux, théorie de l’individuation, santé des écosystèmes — la biosémiotique offre des outils conceptuels pour penser l’unité du vivant sans réduction, et pour articuler causalité, information et sens dans une même ontologie processuelle.
Elle ne constitue pas une alternative à la biologie moderne, mais un élargissement de son horizon explicatif, compatible avec une biologie naturaliste, évolutionnaire et non anthropomorphique, à condition d’en respecter les exigences méthodologiques et conceptuelles .
Références principales
Hoffmeyer, J. (2009). Biosemiotics: An Examination into the Signs of Life and the Life of Signs. University of Scranton Press.
Kull, K., Emmeche, C., & Favareau, D. (2008). Biosemiotic questions. Biosemiotics, 1, 41–55.
Brier, S., & Joslyn, C. (2013). Information in biosemiotics. Biosemiotics, 6, 1–7.
Sebeok, T. A. (2001). Biosemiotics: Its Roots, Proliferation, and Prospects. Semiotica.
Individualité des organismes et le concept d’Holobionte
Cette vidéo présente un entretien avec Elisabeth Lloyd, philosophe des sciences spécialiste de la biologie évolutive et de la modélisation scientifique, qui revient sur les principes fondamentaux de la pensée biologique contemporaine à partir du concept de holobionte. Elle y explique que tout organisme multicellulaire doit être compris avec l’ensemble des micro-organismes qui vivent en lui et sur lui, formant une communauté biologique fonctionnelle dont les interactions influencent directement le fonctionnement, la reproduction et l’évolution. Cette approche remet en cause la conception classique de l’individu biologique comme entité autonome et fermée, et conduit à envisager le holobionte comme une unité de sélection à part entière, à condition d’adapter les modèles évolutifs, notamment en abandonnant l’exigence d’une transmission strictement verticale de tous ses composants. En s’appuyant sur des modèles issus de la génétique communautaire, Lloyd montre que des systèmes biologiques peuvent évoluer de manière cohérente malgré une hérédité partiellement distribuée, ce qui impose de penser l’unité du vivant en termes de dynamique relationnelle plutôt que de frontières fixes. À ce titre, cet entretien constitue un repère scientifique intéressant pour la problématique de l’individuation biologique, en soutenant l’idée que ce qui fait unité dans le vivant n’est pas une structure substantielle donnée, mais un processus de cohérence et de maintien dans le temps, susceptible de se déployer à différentes échelles.