D’où viennent les motifs de la nature ?
Si, dans notre imaginaire, nature et sciences semblent s’opposer, ces deux concepts sont en réalité bien plus interdépendants qu’on ne le croit. Et les mathématiques pourraient bien expliquer la logique qui se cache derrière les motifs et les formes végétales et animales !
Une logique implacable
Avez-vous déjà réfléchi à la raison pour laquelle les lynx ont chacun un pelage unique ? D’où viennent les taches ? Pourquoi sont-elles espacées de telle façon ? Dans la nature, les motifs et les formes n’apparaissent pas par hasard. Leur formation est en effet influencée par la morphogenèse, un ensemble de lois qui vont déterminer, comme leur nom l’indique, à quoi vont ressembler les organismes quand ils sont encore au stade embryonnaire. Un modèle mathématique pour expliquer ces lois a même été développé par Alan Turing, mathématicien et créateur de l’informatique moderne. Selon lui, des molécules appelées « morphogènes » sont responsables des motifs et des formes qui vont se développer au sein d’un organisme, qu’il s’agisse d’un animal, d’un végétal ou simplement d’un organe. Deux de ces molécules, un activateur et un inhibiteur, vont créer une réaction chimique et se diffuser dans l’organisme, formant par exemple des rayures, des taches ou des circonvolutions. Et il semblerait que la taille de ces motifs et leur espacement peuvent être calculés grâce au nombre π, soit approximativement 3,14159.
Ces théories vous semblent tirées par les cheveux ? Cela fait pourtant près de cent ans que biologistes, mathématiciens et physiciens tentent de comprendre pourquoi les mêmes motifs semblent récurrents et comment ils sont formés. Et quand on y regarde de plus près, la nature est bien plus ordonnée qu’on ne l’imagine. Ceux qui ont lu (ou vu) le Da Vinci Code sont probablement familiers avec la suite de Fibonacci, une suite de nombres dont la somme des deux nombres précédents va donner le nombre suivant : 1 1 2 3 5 8 13 21 34… A l’origine, cette suite fut inventée pour expliquer la croissance naturelle d’une population de lapins, et est représentée par un motif rappelant la coquille d’un escargot ou un coquillage. En avançant dans cette suite, on se rend compte que diviser un nombre par celui qui le précède donne un résultat qui se rapproche du nombre d’or, qualifié de « divine proportion » à la Renaissance… Une autre preuve que Mère Nature sait ce qu’elle fait !
Exemples concrets
Il est impossible de ne pas s’émerveiller devant toutes ces formes dont la symétrie nous dépasse. Prenons par exemple les flocons de neige : observés au microscope, ils forment des hexagones presque parfaits, et sont pourtant tous uniques. De plus, les mêmes structures semblent se retrouver dans beaucoup d’organismes : les ramifications des branches d’arbres ne ressemblent-elles pas à celles de nos poumons ou aux divisions des cours d’eau ? Les taches de la limace léopard ne sont-elles pas semblables à celles du félin portant le même nom ? Autre motif récurrent : les rayures. Notre nature en compte d’ailleurs de nombreux exemples, comme le pelage des marcassins, la robe du cordulégastre annelé, les stries du lézard des murailles… Cette logique de création a même fait l’objet d’un livre, Formes et motifs dans la nature, écrit par le journaliste britannique Philip Ball. Car la nature est en réalité une véritable maîtresse de l’organisation. Quoi qu’il en soit, notre nature n’a pas fini de nous fasciner !
