Sciences de la Vie et de la Terre

Au lycée, en classe de première S puis de terminale C, j'ai eu la chance de recevoir d'avoir un professeur de physique et une professeur de biologie. Aujourd'hui, la biologie s'appelle "Sciences de la Vie et de la Terre", SVT pour les intimes. Demain, les lycéens vont certainement devoir choisir une seule matière scientifique en terminale, si on leur impose les mathématiques comme je l'expliquais dans ce billet [1].


Cela pose un sérieux problème pour la résolution de l'équation de Drake, qui permet de calculer le nombre de civilisations extraterrestres avec lesquelles nous pourrions communiquer. Plus précisément, elle permet de quantifier notre ignorance, puisque avec les chiffres ci-dessus issus d'une kfet des sciences en 2013 [2], j'étais parvenue à un résultat entre 18,2 et des milliards. Elle indique donc dans quels domaines il faudra des chercheurs demain, dans 10 ans, dans 50 ans pour répondre à la question "Sommes-nous seuls dans l'univers ?". La physique nous a apporté quelques fourchettes sur les premiers termes. Les suivants, ceux dont nous ne savons rien ou presque, sont liés aux sciences de la vie et de la Terre.

Dans le manuel de physique

En créant son équation comme agenda de la première grande réunion consacrée à SETI [3], Franck Drake souhaitait que chaque expert intervienne sur l'un des facteurs nécessaires à la communication extraterrestre :

N = R* Fp Ne Fl Fi Fc L

Les deux premiers termes se trouvent dans le manuel de physique de l'actuelle classe de terminale S :
R* : Taux de formation d'étoiles dans la galaxie : entre 1,4 et 10 par an.
Fp: Fraction de ces étoiles ayant des planètes : Entre 13% et 50%

Tous les autres termes sont inconnus, et la Terre aura donc besoin de scientifiques pour explorer les domaines respectifs : l'écosystème, la vie, l'intelligence, les communications et la durée de vie des civilisations.


Fc représente la fraction des planètes avec vie intelligente où la communication s'est développée. Cela peut aussi faire partie du livre de physique.

Dans le manuel de SVT.

La majeur partie (4/7) des termes de l'équation de Drake relèvent du manuel de SVT. On pourrait même y ajouter la fraction d'étoiles ayant des planètes autour d'elles, car si c'est l'astronome qui les observe, c'est le géologue qui s'intéresse à la formation de la Terre.


Ne représente le nombre de planètes où un écosystème peut potentiellement se développer. Si on prendre le système solaire, on peut estimer Ne=3, Vénus et Mars étant dans la zone où l'eau peut potentiellement exister à l'état liquide. Mais on peut très bien imaginer un écosystème sur Encelade ou Titan, satellites de Saturne.

Diverses méthodes permettent de détecter des molécules dans les atmosphères des exoplanètes. La première analyse du spectre de l'atmosphère d'une exoplanète date de 2007 [4]. Si la chlorophylle relève du manuel de SVT, l'étude de molécule, c'est de la chimie, ce qui montre la complémentarité des deux matières.  Ce domaine de recherche est en plein développement dans des disciplines qui s'appellent astrobiologie, ou astrochimie. Un lycéen qui aurait envie d'étudier les atmosphères planétaires plus tard devra-t-il dès la première éliminer certaines disciplines ?

Or sur les 3 planètes potentiellement bien situées pour avoir un écosystème, seule une, la Terre a vu la vie se développer.

Fl  représente la fraction des planètes où la vie est apparue. Comme pour  Ne, on a aucune idée de sa valeur, on a que le système solaire pour avoir une idée et dire pourquoi pas prendre Fl=1/3

Il suffit d'écouter Nicole Ferroni parler de GPA, de Sida, de don de sang pour se rendre compte que la vie est au cœur de l'enseignement des SVT, dès le collège.




L'intelligence

S'il n'y a que de la vie sur une planète et pas d'intelligence, on ne risque pas de communiquer avec ses habitants. Comment est-elle apparue sur Terre ? Certains animaux en sont-ils dotés ? Tout cela, ce sont les SVT qui nous le disent.

Fi est aussi un paramètre inconnu. Dans l'exemple que nous avons sous les yeux, chaque fois que la vie est apparue, l'intelligence aussi, donc Fi=1. L'intelligence, c'est ce qui permet à une lycéenne d'assister à un séminaire sur la biodiversité de Jeanne Leconte  et de Pierre Henry Guyon à l'université Paris-Sud. [5]


La salle était bien remplie, le public assez âgé m'a-t-elle rapporté.  Jane Lecomte a indiqué que nous vivions la sixième crise d'extinction. Il y a une diminution de la biomasse des insectes : 80% d'abondance dans l'eau douce, mais ça va mieux dans les zones protégées. Pierre Henry Guyon a parlé d'arbre phylogénétique. La science systémique est celle qui classe les espèces depuis Von Linné.

Bêtement, je lui ai demandé ce qu'était un arbre phylogénétique. Elle m'a montré son manuel de SVT. L'avais-je appris ? L'avais-je oublié ? Quels lycéens seront en mesure de parler de biodiversité dans quelques années ? 


Durée de vie des civilisations. 

L'équation de Drake date de 1961. On était alors en pleine guerre froide. Est-ce qu'une espèce intelligente découvrant les communications s'éteint juste après ? La radioastronomie a été découverte en 1933. Si les civilisations technologiques ne durent qu'une cinquantaine d'années, on ne risque pas de recevoir un message extraterrestre !

D'après Jane Lecomte, l'humain impacte la biodiversité. On peut le mesurer. Dans les semences congelées de plantes, il y a une diversité interdite, avec que des plants purs. Il y a du forçage génétique pour des OGM.

D'après Pierre Henry Guyon, l'agriculture intensive est la première cause de la perte d'abondance. La civilisation s'éteindra peut-être à cause d'une méconnaissance en SVT, et non pas à cause d'une guerre nucléaire ?


Une ganivelle pourra-t-elle empêcher cette catastrophe ? J'apprends aussi de nouveaux mots en me promenant en bas de chez moi !

La biodiversité, c'est compliqué ! 

Certains propos de Pierre Henry Guyon sont très critiques sur l'enseignement des SVT au collège, et au lycée. On ne parle pratiquement pas de Darwin, et l'enseignement reste biblique, avec une présentation trop stable de la genèse. On peut résumer ça par cette magnifique phrase entendue à l'instant :
Je m'étais dit qu'il y avait une couille quelque part au niveau de l'éducation nationale. 
La notion d'espèce est subjective. Il n'y a pas de critère définitif pour classer une espèce. Certains hybrides ne sont pas vraiment stériles,  ils peuvent de temps en temps se reproduire. La biodiversité est dynamique. Des espèces disparaissent d'autres réapparaissent. Les extinctions sont nécessaires à la biodiversité. Il n'y a pas de quantification de ce phénomène.


Le retour d'idiocracy ? 

Est-ce que l'extinction de l'enseignement de matières scientifiques au lycée est nécessaire à la biodiversité ? Il n'y a pas de quantification non plus, mais mon petit doigt me dit que promouvoir plus de sciences de l'ingénieur, de physique, de biologie, de chimie, d'informatique et de mathématique serait un bon moyen pour lutter contre la radicalisation.

Nicole Ferroni m'a rappelée le film Idiocracy avec son exemple de la guérison du sida avec Actimel. Dans une Terre future, les plantes ne poussent plus, car elles sont arrosées avec du Brawndo, liquide verdâtre plein d'électrolytes, que les humains boivent à longueur de journée. 


Avec la disparition des SVT, ce genre de dialogue risque de n'être plus une fiction...
- Je ne suis pas botaniste, mais je sais que si vous mettez de l'eau sur une plante, elle va pousser.
- Ben moi, j'ai jamais vu aucune plante pousser dans les toilettes !
- Eh, c'est drôle, tu es sûr que c'est pas toi le plus intelligent du monde ? 

  1. Maths au quotidien
  2. Avec combien de civilisations pouvons-nous communiquer ?
  3. Carl Sagan, bonjour SETI
  4. Première analyse de la composition de l'atmosphère d'une exoplanète.
  5. Séminaire du Centre d'Alembert du 31 janvier 2018

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