Jean Piaget – L'œuvre
Fondation Jean Piaget

Les mécanismes de construction

Résumé des recherches
Une solution néo-darwinienne
Néo-darwinisme et cybernétique
L’explication piagétienne
Une complexité croissante


Résumé des recherches

Les recherches de Piaget aboutissent aux faits suivants:
    - Il existe des accommodats phénotypiques qui font que les individus d’une certaine espèce héréditaire de limnées peuvent, par leur comportement, engendrer des formes phénotypiques adaptées au nouveau milieu qu’ils découvrent activement et par exploration, ou dans lequel ils sont précipités pour une raison ou pour une autre.

    - Il existe d’autres espèces de limnées dans lesquelles les formes acquises par les individus de la première espèce sont d’emblée produites par le système héréditaire de ces autres espèces.
Par ailleurs l’étude des sédums suggère que des faits semblables se produisent sur ce terrain-là. Certaines variétés de sédums peuvent en certaines circonstances produire des plantes qui présentent alors ce que d’autres variétés de sédums présentent en toute circonstance.

On constate donc, en botanique comme en malacologie, la présence d’espèces produisant de manière héréditaire ce que d’autres espèces ne produisent qu’en réaction à certaines circonstances. La seule différence est que, en malacologie, cette réaction se fait par l’intermédiaire de comportement de type réflexe, tandis que sur le plan végétal, la réaction se fait à un niveau qui dépend vraisemblablement plus directement du système génétique de la plante.

Enfin, autre fait révélé par les recherches de Piaget:
    - L’expérience démontre qu’il n’y a pas de passage rapide des acquisitions phénotypiques aux acquisitions héréditaires (constatation qui rejoint celles obtenues à la suite de toutes les recherches ayant pour but de prouver la thèse lamarckienne des caractères acquis). Déplacées dans leur ancien milieu, les limnées qui ont acquis sur le plan phnotypique une forme contractée donnent naissance à des individus qui retrouvent la forme type de l’espèce à laquelle ces limnées appartiennent.
C’est à partir de cette sorte de faits que Piaget suggère une solution originale au sujet des mécanismes de l’évolution biologique.

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Une solution néo-darwinienne

Etant entendu qu’il n’y a pas de passage rapide des acquisitions individuelles aux acquisitions héréditaires, si l’on juge peu plausible une explication de type mutation selon laquelle le système génétique produirait spontanément des variations héréditaires identiques aux variations individuelles, sans que ces dernières variations n’interviennent dans la production des premières, il convient de concevoir comment le mécanisme de production de nouvelles variations héréditaires pourrait s’appuyer sur les solutions trouvées d’abord sur le plan des accommodats phénotypiques.

Deux explications sont suggérées pour rendre compte d’une articulation des acquisitions individuelles et des acquisitions héréditaires qui ne revienne pas à la thèse lamarckienne d’une simple intégration des premières aux secondes :
    - La première est celle proposée par des auteurs qui, comme Baldwin à la fin du dix-neuvième siècle, ou comme Waddington au milieu du vingtième siècle, acceptent le postulat néo-darwinien.

    - La seconde est celle que proposera Piaget en développant une argumentation de type cybernétique.
Une explication néo-darwinienne

Selon l’explication néo-darwinienne, le système génétique d’un individu, système qui sera transmis à ses descendants, est, sauf exception peu intéressante, coupé de toute information, quelle qu’elle soit, en ce qui concerne le développement phénotypique de l’individu, développement qu’il dirige pourtant en grande partie (c’est ce système qui explique que les descendants d’une espèce de limnée sont des limnées de cette espèce et non pas d’une autre espèce).

Puisqu’il est hors de question que le système génétique d’un individu soit informé de l’action du milieu extérieur sur ses transformations phnotypiques (action qui peut faire que telle limnée prend superficiellement la forme d’une autre espèce de limnées), la seule façon plausible de concevoir une articulation entre les acquisitions individuelles et les acquisitions héréditaires est de considérer l’articulation non pas au niveau des individus, mais à celui des populations d’individus.

Adaptation individuelle...

La solution proposée par Baldwin, puis reprise par certains néo-darwiniens de ce siècle, pour expliquer comment les acquisitions individuelles peuvent faciliter les acquisitions héréditaires sans pour autant agir directement sur elles, est approximativement la suivante.
    Confrontés à un nouveau milieu, les individus d’une certaine espèce n’offrant pas de réponse toute faite aux nouveaux problèmes d’adaptation posés par ce milieu créent eux-mêmes, au niveau comportemental ou au niveau organique, les adaptations facilitant leur survie. Ce processus individuel d’adaptation permet à l’espèce de perdurer.
... et sélection naturelle

Mais par ailleurs le processus darwinien de la sélection naturelle continue à exercer ses effets. Cela signifie que toute modification héréditaire allant dans le même sens que la modification adaptative individuelle facilite cette dernière:
    Les organismes de l’espèce qui ont la chance de recevoir un tel matériel héréditaire sont légèrement favorisés dans leur conduite adaptative par rapport à d’autres organismes de la même espèce qui ne bénéficient pas de cette aide.

    La probabilité de reproduction de leur système héréditaire est légèrement supérieure à celle de leurs congénères qui ne bénéficient pas de ce coup de pouce.

    Dans le cas d’une petite population, un tel effet n’aurait probablement aucune importance. Mais dans le cas de grandes populations, il est tout à fait possible que ce léger coup de pouce de l’hérédité conduise à accroître la part de l’ensemble de la sous-population dont les membres sont porteurs du matériel héréditaire en question.
On voit alors en quoi la solution de Baldwin est plus efficace pour l’évolution des espèces que la solution darwinienne brute. D’une part elle permet à l’adaptation individuelle d’être une solution d’attente pour l’évolution de l’espèce. D’autre part elle permet l’intervention d’un mécanisme de résolution de problème, l’intelligence animale, plus puissant que le processus très lent, et alors considéré comme aveugle, de la sélection naturelle.

Vers une explication cybernétique

Piaget ne va bien sûr pas nier l’intérêt de cette solution, ni sa probable intervention dans l’évolution des espèces, ce d’autant que les néo-darwiniens qui la reprendront au milieu du vingtième siècle lui apporteront des compléments qui vont tout à fait dans le sens des thèses de la psychologie et de l’épistémologie constructivistes.

Cet enrichissement consistera pour l’essentiel à considérer le système génétique et son mécanisme darwinien de variation non plus comme un simple générateur de mutations quelconques, mais comme un système comportant des mécanismes cybernétiques internes. Cette réorientation du néo-darwinisme ne sera d’ailleurs pas purement théorique puisqu’elle reposera sur des découvertes telles que celle de gènes régulateurs capables de contrôler les taux de mutation interne au système.

Pourtant Piaget ne se satisfera pas complètement de cette ouverture, dans la mesure où celle-ci laissera intact le postulat d’une absence d’effets des acquisitions phénotypiques d’un organisme sur le système héréditaire du même organisme (de tels effets étant toutefois admis à l’échelle de la population)...

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Néo-darwinisme et cybernétique

Pour quelles raisons, alors qu’il prend connaissance de solutions néo-darwiniennes somme toute assez proches de son constructivisme, Piaget tient-il à une thèse néo-lamarckienne admettant la possibilité d’une action des processus phénotypiques sur le système héréditaire?

Il y a peut-être une première raison, historique. Lorsqu’il s’est penché sur cette question, la théorie darwinienne était largement identifiée au seul couple mutation-sélection. Cette solution étant peu plausible en raison de la part brute laissée au hasard, Piaget s’est engagé sur la piste d’une explication néo-lamarckienne.

La seconde raison réside probablement dans la nature cybernétique invoquée tant par lui que par des biologistes tels que Waddington: la caractéristique d’un système cybernétique est que toute action intervenant en un tel système reçoit une information en retour sur l’efficacité de l’effet qu’elle est supposée produire au sein du système.

Le système génétique d’un individu a pour fonction, entre autres, de participer à la constitution du phénotype qui permet à l’organisme d’interagir de manière optimale avec le milieu dans lequel il se trouve. Du point de vue cybernétique auquel Piaget se place, il peut dès lors paraître curieux que le système génétique intérieur à l’individu ne soit pas informé des effets de son action sur la construction d’un organisme optimalement adapté au milieu.

Notons pourtant que l’opposition adressée de ce point de vue au néo-darwinisme n’est pas tout à fait convaincante:
    D’une part, et sans aller dans le détail, il apparaît que pour celui-ci, s’il n’y a pas information immédiate en retour, une telle information peut se produire au sein du système fourni par la totalité des systèmes génétiques formant le pool génétique de la totalité des membres de cette espèce (ce que Piaget admet).

    D’autre part la considération d’un mécanisme de rétroaction au sein même de l’individu, allant du phénotype jusqu’au système génétique transmissible de cet individu, soulève un gros problème, qu’avait déjà rencontré les néo-lamarckiens de la fin du dix-neuvième siècle: les cellules dont le système génétique est concerné lors d’une certaine adaptation phénotypique (comme par exemple celle que l’on constate chez les limnées ovata) ne sont généralement pas les cellules reproductrices de l’organisme.
Si l’on admet donc, avec Piaget, que le système génétique d’une cellule est informé des effets qu’il produit sur le développement du phénotype et sur l’optimalisation de l’adaptation de ce phénotype par rapport au milieu, encore faut-il alors expliquer comment ce système génétique peut informer celui des cellules reproductrices.

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L’explication piagétienne

En dépit des difficultés que soulève l’hypothèse adoptée par Piaget, celui-ci restera toutefois toujours convaincu que la solution, consistant à admettre comme mécanisme principal de l’évolution une interaction seulement indirecte entre une accommodation phénotypique et son assimilation génétique, ne suffit pas à expliquer les organisations complexes et adaptées que l’étude du vivant révèle.

La solution qu’il suggère à son tour, et qu’il sait spéculative, est alors la suivante.

Il admet, avec le néo-darwinisme de la seconde moitié de ce siècle, l’existence de deux processus d’organisation et d’adaptation, l’un propre au niveau du phénotype (ou du développement de l’individu), l’autre au niveau de l’espèce ou du système héréditaire.

Il admet ensuite, contre le néo-darwinisme, que ces processus sont en relation directe, et cela dans le sens anti-lamarckien suivant.

Comme le veut la biologie actuelle, le système génétique intervient, aux côtés du milieu, dans la production des phénotypes. Selon les cas, cette intervention est complétée par un second système de résolution de problème, lié au système nerveux. Dans tous les cas, le système génétique est directement informé de l’efficacité des solutions qu’il contribue à inventer pour résoudre des problèmes adaptatifs posés par les milieux dans lesquels les organismes sont appelés à vivre ou choisissent de le faire. Cette information n’est toutefois pas un simple transfert de l’accommodation phénotypique au sein du génome (les théories autant biologiques que psychologiques de la simple copie sont définitivement dépassées). Enfin ce système ne reçoit nulle autre information en retour que celle selon laquelle sa contribution à la solution est bonne ou mauvaise. Si cette contribution n’est pas bonne, il sera perturbé par les dysfonctionnements de l’être vivant dans lequel il est enfermé. Et s’il est perturbé, il produira d’autres éléments pour une solution plus stable.

Pour être complet, il resterait à expliquer pourquoi des adaptations, qui restent en certaines variétés comme les limnées ovata purement phénotypiques, mais dans la production desquelles le système génétique intervient forcément, deviennent héréditaires en d’autres espèces.

Les faits étant insuffisants pour avancer des hypothèses intéressantes, c’est dans une autre direction que Piaget poursuit son effort spéculatif. Il essaie, à partir des théories qu’il a pu développer sur le terrain plus sûr de la psychologie et de l’épistémologique génétiques, d’esquisser des solutions qui se rapprochent de ces dernières.

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Une complexité croissante

Vu les problèmes très complexes que le système génétique a été capable de résoudre, comme par exemple les nombreuses anticipations comportementales que l’on observe tant sur le plan végétal qu’animal, Piaget va supposer l’existence, au sein de ce système, de processus apparentés à ceux qu’il a pu constater aux différents stades de l’intelligence humaine.

Sept processus de "résolution de problème", de complexité croissante sont distingués, l’existence des niveaux de complexité les plus élevés étant corroborée par les résultats de la neurocybernétique de McCulloch et Pitts, qui démontrent la possibilité d’une logique des neurones, ainsi que ceux de l’intelligence artificielle, science dans laquelle on construit des machines dont le fonctionnement est isomorphe à la logique de la pensée (JP76, chap. 7, 8 et 9).

Les deux niveaux élémentaires de processus de transformation

Aux deux premiers niveaux on trouve les deux processus peuvant intervenir dans la production de formes élémentaires, aussi bien pour des animaux non intelligents que pour le système héréditaire:
    – le passage de la succession causale à l’anticipation (exemple: le sommeil réparateur dans le règne animal, ou la chute des rameaux dans le règne végétal),

    – et la simple généralisation (exemple: l’hibernation). Ces processus ne suffisent pourtant pas à expliquer les coordinations adaptatives révélées, par exemple, sur le plan des instincts complexes.
D’abord affirmée sur le terrain de la malacologie, la thèse selon laquelle le comportement est le moteur principal de l’évolution est ensuite transposée non seulement sur le plan végétal, mais également sur celui des instincts. Le problème est alors de concevoir, pour chacun de ces plans, des mécanismes de construction capables de produire les formes observées.

En ce qui concerne les instincts élémentaires, les deux processus que sont le passage de la succession à l’anticipation et la simple généralisation ne posent pas de problèmes particuliers. Mais les vrais problèmes, aussi bien pour le darwinisme que pour le lamarckisme d’ailleurs, commencent avec la production des instincts complexes et plus généralement de toutes les coadaptations compliquées.

C’est là un terrain où Piaget croit encore moins plausible les solutions darwiniennes ne faisant intervenir que des processus de mutations aléatoires ou même de recombinaisons génétiques suivies de sélection par le milieu. Et c’est à ce point précis que l’essai d’établir des liens avec les stades de développement de l’intelligence sensori-motrice est le plus intéressant (même s’il est proposé comme une simple esquisse de solution possible, sans étayage empirique).

Les niveaux supérieurs de processus de transformation

Le troisième niveau se caractériserait en effet par la présence d’une tendance interne au génome à explorer l’ensemble des combinaisons possibles des éléments de solutions, réflexes, instincts élémentaires, etc., découverts par les deux processus les plus élémentaires et qui étaient à la portée aussi bien du système génétique que d’animaux aussi primaires que les limnées. (Notons qu’un tel mécanisme pourrait avoir été mis en place par le processus plus élémentaire de la sélection naturelle.)

Le système génétique aurait ainsi la capacité de produire différentes espèces voisines, le processus combinatoire se faisant alors sans pression sélective d’aucune sorte (cette combinatoire serait donc similaire en son principe à celle constatée sur le plan de la réalité physique, par exemple chez les cristaux).

Le quatrième niveau serait celui d’une combinatoire «intrinsèque avec différenciations et intégrations» (JP76, p. 119).

Le cinquième niveau ajouterait des «mécanismes compensateurs» (p. 119) au processus de combinaison différenciatrice et intégratrice.

Seuls les quatrième et cinquième niveaux, ainsi que les mécanismes plus puissants qui viendront s’y greffer (le comblement de lacunes propres au sixième niveau, les coordinations constructives propres au septième), sont susceptibles d’expliquer autant la création des instincts complexes que certaines réactions compensatrices qui peuvent s’observer dans la production de nouvelles espèces végétales (JP76, p. 166).

Le point essentiel au sujet de ces dernières créations est que, selon Piaget, qui se rapproche ainsi, en un sens, du darwinisme, elles ne peuvent pas avoir été créés au niveau phénotypique. A la différence pourtant du darwinisme, qui recherche au niveau du pool génétique et des recombinaisons purement statistiques la solution au problème posé par ces inventions complexes, c’est au sein même du système génétique individuel et transindividuel (pouvant impliquer différents individus dans le cas d’instincts dépassant la sphère de l’individu) que Piaget recherche ou suggère la présence de certains mécanismes puissants de résolution de problème.

Le génome est-il intelligent?

Est-ce à dire que Piaget retombe dans le piège de certains biologistes qui, tel Cuénot, imaginait la présence d’une intelligence complète au sein de ce système?

En évoquant le cas de la logique des neurones et de la logique des machines "intelligentes", il suggère qu’il n’y a rien de plus dans ce qu’il prête aux «connexions géniques» que ce que l’on peut prêter aux connexions neuronales et aux connexions binaires des ordinateurs.

Ce faisant, notons-le, l’auteur, au delà du charme un peu désuet que présente un ouvrage aussi «imprudent» (JP76, p. 167) que celui dans lequel il nous livre ses suggestions les plus osées quant aux rapports entre le fonctionnement quasi cognitif du vivant et celui, biologique, de l’intelligence, nous plonge au coeur de l’un des débats les plus actuels et les plus vifs des sciences cognitives ().

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[…] il faut introduire une distinction épistémologique fondamentale entre deux sortes de sujets ou entre deux niveaux de profondeur au sein des sujets quelconques : il y a le « sujet psychologique », centré sur le moi conscient et dont le rôle fonctionnel est incontestable, mais qui ne constitue la source d’aucune structure de connaissance générale ; mais il y a aussi le « sujet épistémique » ou partie commune à tous les sujets de même niveau de développement, et dont les structures cognitives dérivent des mécanismes les plus généraux de la coordination des actions.