Dynamiser l'enseignement adventiste des sciences par la connaissance chimique de la création divine

La chimie est brouillonne. Pas seulement dans le sens que les réactions chimiques renversent, tachent et explosent – comme ces expériences lors desquelles les étudiants apprennent à faire de la bave pour la première fois, ou produire une réaction de dentifrice pour éléphant (une réaction chimique qui crée une mousse géante semblable à du dentifrice) – mais elle est brouillonne dans l’optique que les produits chimiques réagissent naturellement de manière à créer une grande diversité de molécules plutôt que la seule molécule prévue.

Pendant les nombreux mois que j’ai passés à l’école supérieure, j’ai (R.H.) appris et réappris à fabriquer des molécules de porphyrines à partir d’ingrédients bruts¹. Les structures en anneau de la porphyrine se trouvent naturellement dans la nature, comme la chlorophylle ou l’hémoglobine. Mon expérience personnelle m’a fait découvrir qu’il était rare de synthétiser une molécule de carbone pur sans produire de nombreuses réactions secondaires. Pour faire une porphyrine, il faut mélanger les bons ingrédients, éliminer les impuretés des solvants, ajuster fréquemment les ratios d’ingrédients, manipuler les températures et gérer le temps, puis laisser les produits chimiques travailler spontanément. Et pourtant, même après tout cela, le produit désiré était enfoui dans une mer de produits dérivés qui devaient être extraits ou purifiés d’une manière ou d’une autre.

Étonnamment, cette expérience de synthèse et de purification m’a fourni un contexte pour comprendre le progrès de la science en rapport avec la recherche sur les origines de la vie, appelée « évolution chimique » ou « abiogenèse ». Essentiellement, un modèle de conception chimique peut être élaboré pour déterminer ce qui arrive naturellement, ou quand l’intelligence est nécessaire pour contourner les forces naturelles qui envoient les réactions chimiques dans la mauvaise direction (à l’écart de la vie).

En 1953, l’expérience Miller-Urey (voir l'encadré 1) a démontré les conditions nécessaires pour produire des acides aminés à partir de quelques gaz simples et des « étincelles » de foudre². La communauté scientifique mondiale a immédiatement affirmé que les ingrédients de la vie pouvaient facilement se faire sous des conditions que l'on pensait être sur la terre au début, avant la vie, et donc que la vie pourrait facilement suivre. De nouveaux essais ont confirmé les résultats de l’expérience de Miller-Urey et démontré que presque tous les acides aminés pouvaient être faits sans le besoin d’une intervention externe³. Le temps, l’énergie et quelques simples produits chimiques semblaient être le « créateur » que le monde matérialiste scientifique cherchait.

Cependant, les explications de Miller-Urey, typiquement, ont omis le désordre créé par l'expérience, qui a effectivement piégé les composés biotiques (molécules nécessaires à la vie) dans un mélange goudronneux. Les acides aminés ont été créés dans un mélange racémique avec un rendement de moins de un pour cent, d'après l'analyse de l'article de Miller-Urey par les auteurs de cet article. Les gaz utilisés dans l’expérience originale étaient aussi inappropriés puisque l’hydrogène, l’ammoniac et le méthane n’étaient probablement pas disponibles sur une terre primitive⁴. On a aussi découvert récemment que le verre du réacteur a agi comme un catalyseur nécessaire⁵.

Quels que soient les gaz utilisés et les catalyseurs mis en œuvre, ces expériences produisent généralement un mélange désordonné de petites molécules, dont la plupart ne sont pas biotiques, malgré l'enthousiasme des chercheurs pour en générer quelques-unes⁶. Tout oxygène dans l'expérience a bloqué la formation d'acides aminés, car cela crée un environnement oxydant alors qu'un environnement réducteur (avec peu ou pas d'oxygène) est nécessaire pour capter la source la plus abondante d'azote, le diazote atmosphérique, et la réduire en une matière utilisable comme l'ammoniac, NH₃⁷. Cela crée une énigme chimique puisque la majorité des systèmes vivants ont besoin d’oxygène, et il y en a beaucoup dans notre atmosphère, qui a probablement toujours été présente⁸.

Finalement, ces rapports omettent de mentionner que les molécules essentielles à la vie, comme la ribose, se dégradent en quelques minutes à des températures élevées, ce qui annule les avantages supposés du temps et de la formation de la vie dans un endroit chaud comme les évents thermiques⁹. Mais plus important que tout, aucune de ces expériences n’a créé quoi que ce soit qui ressemble à la vie – juste certains des ingrédients bruts.

Dans les 70 ans écoulés depuis l’expérience de Miller-Urey, les expériences sur l’origine de la vie n’ont pas réussi à se rapprocher de la vie. Une vie artificielle a été créée dans le laboratoire de Craig Venter en 2010 en réarrangeant les gènes dans des bactéries, mais le produit de cette expérience n’a pas été fait d’ingrédients bruts comme l’air, le sable et l’eau¹⁰.

Les recherches dans l’origine chimique de la vie ont montré que les exigences chimiques contradictoires nécessaires pour générer la grande diversité moléculaire sont impliquées même dans la vie la plus simple. Les bactéries représentent quelques-unes des plus simples formes de la vie sur notre planète, et elles nécessitent des milliers de molécules uniques et purifiées qui sont fabriquées par l'organisme à partir des matières premières qui l'entourent à l'aide de machines moléculaires qui surmontent les défis thermodynamiques et cinétiques¹¹. Les molécules biochimiques nécessaires pour la vie sont créées par la vie et non pas simplement capturées dans l’environnement. Dans le cas des organismes, ce que les scientifiques considéraient auparavant comme un simple comportement des atomes, a été reconnu comme une danse élégamment complexe coordonnée par des milliers de machines moléculaires qui n’étaient même pas imaginées il y a 70 ans.

C’est clair, la chimie dans les organismes vivants n’est pas laissée au hasard mais elle est plutôt étroitement réglementée, vérifiée, et revérifiée par les enzymes, l’ARN et les complexes biomoléculaires – tous fabriqués à l’intérieur des organismes vivants¹². En soi, la chimie est désordonnée, et ce désordre est suffisant pour tuer les cellules si cela n’est pas étroitement régulé. Même une protéine mal pliée est extrêmement dangereuse, même si elle a été formée avec la bonne séquence¹³.

On n’a trouvé aucune série d’expériences qui démontre comment les ingrédients de base de la vie tels que les acides aminés, les hydrates de carbone, les lipides et les nucléobases peuvent s’assembler pour former le plus simple des organismes¹⁴. En dépit de ce que les gens ont entendu dire ou pu lire dans des sources de sciences vulgarisées, rien de tout cela n’a jamais été fait en laboratoire ni vérifié dans des journaux revus par des pairs¹⁵. L'espoir est d'enchaîner suffisamment d'événements qui rendent l'abiogenèse plausible¹⁶. Le plus simple des génomes dans un organisme vivant, mycoplasma genitalium, contient plus de 580 000 nucléobases, mais seulement un 50-mer a été généré en laboratoire en utilisant des conditions abiotiques possibles¹⁷.

Des millions de dollars ont été dépensés par des scientifiques qui ont investigué si l’abiogenèse est possible sans aucune influence extérieure. Ce n’est que récemment que la recherche sur l'évolution chimique a été organisée et financée à travers le Center for Chemical Evolution dans le cadre de la National Science Foundation et la NASA¹⁸. Les scientifiques assemblent suffisamment de détails chimiques pour reconstituer une histoire approximative de comment des milliers de produits chimiques ont pu s'assembler pour former la vie.

L'encadré 2 montre le nombre d’articles publiés entre 1980 et aujourd’hui sur l’origine de la vie en utilisant une recherche par mots clés sur les sites internet la scientifiques. Il y a une lacune importante dans le modèle naturaliste qui tente d’expliquer comment la vie a débuté sur un rocher inerte dans l’espace à partir d’ingrédients bruts. Nous (R.T.H.et D.D.N.) travaillons avec un petit groupe de scientifiques à évaluer la littérature chimique récente pour trouver des informations plausibles sur la vie générée à partir de la non-vie. Ce que nous avons trouvé c’est que les preuves chimiques semblent montrer que la chimie est brouillonne : l’eau décompose les biopolymères, le temps et la chaleur détruisent les éléments fragiles de la vie, et les cellules sont des usines chimiques hautement contrôlées, réglées et coordonnées qui possèdent des machines moléculaires pour contourner les défis cinétiques et thermodynamiques de l’assemblage d’ingrédients bruts en biomatériaux fonctionnels.

Notre analyse est assemblée dans une série de courtes vidéos (environ 10 minutes) pour articuler cette information. Les vidéos animées sont perspicaces et peuvent être appréciées par les scientifiques et ceux de tous les âges qui ne le sont pas. Les quatre premières vidéos de cette série « L’origine de la vie » sont disponibles sur YouTube¹⁹, et nous remercions le Faith and Science Council pour une partie du financement²⁰.

Un des meilleurs résumés de cette montagne chimique qui doit être escaladée est le livre de Tan et Stadler The Stairway to Life : An Origin-of-Life- Reality Check²¹. Ce livre décrit dans un langage simple les divers produits chimiques nécessaires pour former un système vivant. Plus notre connaissance chimique augmente, plus augmente notre appréciation de l’intelligence de l’Être surnaturel qui a créé le génie chimique qui a fait ce monde, créé la vie, et continue à faire fonctionner tout cela !

Autre soutien chimique et biochimique pour l’existence d’un créateur

Dans les paragraphes suivants, nous allons présenter quelques détails chimiques et biochimiques qui offrent un soutien supplémentaire à notre perspective sur l’existence d’un créateur. En prenant pour base ces détails, nous suggérons que plus d’informations relatives à la conception chimique soient intégrées dans le programme d’études chimiques des écoles adventistes. La conception chimique présente cinq aspects : les bons ingrédients, comment ces ingrédients sont sélectionnés (sélection/purification), ce qui arrive avec trop ou pas assez de certains ingrédients (réglage fin), comment ces ingrédients sont mélangés dans un produit (processus), et ce qui peut arriver spontanément (naturellement).

Il est important de comprendre ce que les forces chimiques de la nature et du temps peuvent faire et ne pas faire, et si la nature peut faire quoi que ce soit sans une intelligence externe, un résultat appelé spontané ou naturel. La nature peut faire certaines choses, comme quelques petites molécules biotiques, ainsi cela est naturel. Mais nous croyons, en nous basant sur les recherches les plus récentes et des connaissances de première main en matière de synthèse chimique, que la nature ne peut pas rassembler ces ingrédients et former la vie spontanément, ce qui fait que de nombreux aspects du monde naturel ne sont pas spontanés. Ainsi, nous observons des choses dans la nature qui sont à la fois naturelles et non naturelles. Pour apprécier ces paramètres de conception chimique, cuisiner est un excellent point de départ.

Cuisiner. Enseigner aux étudiants à faire à manger à partir de recettes les formera à apprécier comment les ingrédients se transforment dans un produit final. En utilisant des expériences culinaires planifiées, les enseignants forment les étudiants avec une connaissance sur les quantités, les concentrations, la chaleur, la fraîcheur, les mélanges, les solides, liquides et gaz, la gestion du temps, et les procédures pour assembler tout cela. À travers ces expériences, les étudiants commencent à comprendre quand l’intelligence (manipulation /intervention externes) est nécessaire ou pas. Des discussions poussées pourraient se centrer sur le rôle de chaque ingrédient et si la nature peut faire des biscuits sans intervention humaine/intelligente. Des biscuits fraîchement cuits peuvent-ils se former spontanément si on leur donne suffisamment de temps, la bonne température, ou des interactions fortuites ? Les biscuits ne nécessitent que 9 ou 10 ingrédients chimiques alors que le système de vie le plus simple est basé sur des milliers d’ingrédients chimiques !

L’air finement ajusté de la terre. Pour qu’une vie à base de carbone existe, il faut une planète qui peut retenir son eau. Comme le prouvent Vénus et Mars, il n’est pas facile pour une planète de retenir son eau. Pour ce faire, il faut la bonne gravité, la bonne distance du soleil, la bonne pression d’air, un champ magnétique protecteur, l’absence d’un champ électrique, de l’ozone à la bonne altitude, et des températures suffisamment froides pour que l’eau fraîche gèle à des altitudes élevées. C’est ce qu’on appelle justement le piège à eau²². Si une quelconque de ces conditions (ainsi que beaucoup d’autres non énumérées) n’est pas rassemblée, les planètes perdent leur eau et se transforment en lieux secs inhospitaliers.

Chaque gaz dans l’atmosphère de la terre joue un rôle-clé dans le maintien de la vie. Si nous tenons compte des ingrédients, de la sélection, du processus et du fin réglage de chaque ingrédient atmosphérique, les fonctions du nitrogène, de l’oxygène, du dioxyde de carbone, de l’eau et de l’ozone pour la vie sont révélées. Trop d’oxygène, et voilà que les hydrocarbones de la vie (les arbres et les plantes) deviennent très inflammables. On ajoute plus de gaz à effet de serre, tels que l’eau, le méthane, ou le carbone dioxyde et cela fait surchauffer la terre, ce qui entraîne les conditions qui affectent sa capacité de maintenir la vie, comme de nombreux articles l’ont rapporté²³. Cependant, trop peu de gaz à effet de serre, et la terre deviendrait une boule de glace ! Chaque ingrédient chimique dans l’air de la terre a une raison d’être qui devient plus claire quand on considère le scénario trop /pas assez. Des discussions en profondeur peuvent tourner autour des cycles chimiques pour chaque ingrédient atmosphérique.

Les propriétés atypiques de l’eau pour le maintien de la vie

Les propriétés chimiques de l’eau sont étonnantes quand on les compare à celles des autres produits chimiques. Nous vivons sur une planète qui a une abondance d’eau à sa surface. La plupart des gens sont très familiers avec les propriétés de l’eau, mais non avec d’autres options potentielles. Le fait que la glace flotte est une anomalie chimique, car seulement quelques éléments ont cette propriété (le gallium, le bismuth, le germanium et le silicone). Même si quelques autres composés possèdent cette caractéristique, l’eau est le seul composé avec une combinaison de propriétés qui maintiennent la vie, ce qui en fait un produit rare. Si la glace sombrait dans un lac ou un étang, les poissons et les autres êtres vivants dans l’eau devraient migrer vers le haut ou être écrasés et gelés par la tombée de la glace. Si la glace sombrait, l’eau liquide chaude serait amenée à la surface et le processus gelant serait accéléré. Comme la glace flotte, elle peut agir comme une barrière thermique et ralentir le rafraîchissement de l’air et de l’eau qui la couvre, tout en maintenant un environnement aquatique vivable en dessous.

La capacité de l’eau de retenir la chaleur (capacité thermique élevée), l’absence de conductivité, une faible viscosité, une tension de surface élevée, une solubilité saline élevée, et d’autres propriétés encore, en font l’élément chimique idéal pour soutenir et entretenir la vie. Aucun autre élément chimique n’a cette combinaison de propriétés. Il y a suffisamment d’eau pour maintenir la vie sur cette planète, quoique certaines régions n’ont pas un accès adéquat à l’eau potable. On peut avoir des discussions approfondies sur les propriétés de l’eau²⁴.

Une information codée génétiquement

Même si un chercheur détenait beaucoup de bons éléments chimiques pour fabriquer la vie, il lui faudrait encore qu’il s’assure qu’ils sont programmés et arrangés dans les bonnes séquences. Cela s’appelle une information codée génétiquement, et ce code se trouve dans l’ADN. Il y a des milliers de milliards de façons d’arranger les nucléobases de l’ADN, mais seulement un ensemble limité de séquences encodent l’information fonctionnelle. Ce sont des scientifiques et des auteurs comme Stephen Meyer (Signature in the Cell : DNA and Evidence for Intelligent Design) et Douglas Axe (Undeniable : How Biology Confirms Our Intuition That Life Is Designed) qui nous aidés à articuler cet argument²⁵.

Sans l’information, le système chimique qui transmet l’information, et sans un système de correction chimique qui préserve ce code, la vie n’a aucune chance de débuter ni de survivre. On appelle cela le « problème de l’information ». Nous savons que des scientifiques compétents sont d’excellents producteurs de codes utiles et spécifiques, mais les forces naturelles, le temps et la chance sont de faibles générateurs de ce genre de code. Notre Créateur a eu la prévoyance d’écrire le programme chimique à l’intérieur des cellules, et d'intégrer des systèmes de maintenance pour réparer les informations codées lorsqu'elles sont corrompues.

Chaque jour, des milliers de défauts se produisent spontanément dans notre ADN humain²⁶. Un défaut non vérifié peut mener à des mutations qui peuvent causer maladies, dysfonctions et mort dans n’importe quel système vivant, bien que le code génétique et les systèmes qui lui soient associés fassent couramment un magnifique travail pour prévenir ces résultats négatifs²⁷. À l’intérieur de chaque organisme vivant se trouve une série de systèmes qui repèrent le dommage, l’éliminent et le réparent parfaitement²⁸. Sans cette réparation, les systèmes vivants s’émietteraient en une pile inanimée de cellules inertes. La découverte de ces systèmes indispensables à l’intérieur des choses vivantes est tellement stupéfiante que trois scientifiques ont reçu le prix Nobel de chimie en 2015 pour leur travail dans ce domaine.

Comment les écoles peuvent-elles transmettre ces informations ?

Comment les écoles peuvent-elles intégrer et mettre en œuvre cette information quand tant d’élèves trouvent déjà que la chimie est tellement difficile à comprendre ? Voilà quelques suggestions afin d’aider à organiser l’information chimique dans un programme complet K-16 (de la maternelle à la seizième année) qui pointe vers le Créateur.

Établissements primaires : Les élèves peuvent analyser des propriétés de base comme la densité, les points d’ébullition et les points de fusion ainsi que les trois phases de la matière – solide, liquide, gazeuse – et les appliquer aux aspects de la terre qui sont indispensables pour la vie. Dans nos enquêtes non officielles auprès de nombreux élèves du primaire et du secondaire, la plupart ne savait pas quels sont les éléments chimiques généralement trouvés en grandes quantités dans l’atmosphère de la terre. Si les étudiants apprennent les noms, les formules et les structures chimiques de l’eau, du dioxyde de carbone, du diazote, du dioxygène, et de l’ozone et quelques autres éléments de base, il est alors possible de poser une fondation pour une compréhension de l’atmosphère de la terre. Comparer l’atmosphère de la terre avec celle des autres planètes dans notre système solaire peut aider les élèves à apprécier l’aspect unique de notre atmosphère.

Des partenariats avec des compagnies locales ou d’autres établissements scolaires peuvent aider à créer une excitation et d’utiles connexions. L’université Andrews est associée au programme scolaire en plein air pour les niveaux 7 et 8 de l’école primaire adventiste Village afin de fournir les concentrations de divers éléments dans le ruisseau local près de Berrien Spring, Michigan.

Les établissements secondaires : au niveau secondaire, en plus d’un enseignement sur les éléments chimiques, les structures chimiques, la liaison chimique, les étudiants peuvent apprendre la composition en pourcentage de notre atmosphère (78 % N₂, 21 % O₂, 0,94 % CO₂)³⁰, avec une compréhension de la densité et de l’emplacement de l’ozone (O₃) dans notre atmosphère et les dangers d’avoir trop ou trop peu de chacun de ces ingrédients atmosphériques. Cela pourrait être comparé aux éléments gazeux d’autres planètes dans notre système solaire, et suivi d’une discussion sur pourquoi chaque élément est important pour la vie sur la terre. Il faudrait expliquer plus de propriétés de l’eau en relation avec le maintien de la vie.

Établissements universitaires : Dans les cours de chimie, les enseignants peuvent continuer à construire les bases de la conception chimique : les bons ingrédients, la source des ingrédients, le fin réglage, le processus, et la compréhension de la spontanéité. Les éléments chimiques ne peuvent accomplir qu’un certain nombre de choses même avec beaucoup de temps et d’énergie à leur disposition. Quand les étudiants voient comment les éléments chimiques, laissés à eux-mêmes, travaillent et se comportent au sein de forces fondamentales, ils comprendront que la nature est pleine de réactions chimiques non naturelles, imbriquées et soutenues de façons intelligentes au-delà de l’atteinte de la chance aveugle. Nous croyons qu’ainsi les étudiants vont recevoir une base plus utile pour leurs futures carrières dans n’importe quelle discipline. Un des auteurs de cet article (R.T.H.) offre présentement une série de 10 épisodes dans le cadre du programme éducatif parascolaire de l’université Andrews qui aide les étudiants à apprécier la conception chimique de la terre.

Le fondement de nos croyances continue à être solidifié par de récentes découvertes en science et dans les Écritures. Certains scientifiques adventistes travaillent sur les manières d’ajouter à nos programmes d’études primaires, secondaires et universitaires ces informations qui pointent vers un Créateur aimant et protecteur qui subvient à tous nos besoins. Chaque souffle que nous prenons est un rappel que Dieu fournit chimiquement pour chacun de nos besoins sans que nous ayons à le demander et sans avoir à gagner cette bénédiction.

Conclusion

L’éducation adventiste du septième jour doit être à l’avant-garde de la prise en compte des informations scientifiques et de leur association avec l'histoire de la création. Scientifiques et enseignants adventistes, nous devons apprendre à définir et défendre intelligemment des systèmes conçus afin de montrer qu’ils sont au-delà de la chance et du temps tout en pointant logiquement vers le Créateur bienveillant et sage révélé dans les Écritures. Nombre d’entre nous collaborons en tant qu’individus ou à travers le Faith and Science Council de la Conférence générale pour faire exactement cela. Il se fait un excellent travail en géologie, archéologie, paléontologie, chimie, maths, physique et biologie qui soutient scientifiquement le concept d’un Créateur. Les informations sur la conception biologique est finement intégrée dans les manuels By Design : Journey to Excellence Through Science pour les niveaux 5 à 8. Mais il en faut plus pour les autres disciplines, particulièrement la chimie³¹.

Un nouveau manuel de biologie pour le secondaire a été récemment publié. Il incorpore la pensée créative dans tout le programme d’études³². Il s’agit d’un dur travail qui exige beaucoup d’inspiration et de fonds pour sa réalisation ainsi qu’une formation un perfectionnement appropriés pour les enseignants. Nous sommes reconnaissants pour nos églises, nos écoles, notre leadership et les entreprises qui s'associent et coordonnent leurs ressources pour effectuer le travail d'intégration.

Les scientifiques ne sont pas exemptés du devoir de proclamer le message des trois anges. Ils ont plutôt des responsabilités supplémentaires de proclamer que notre Dieu est le Créateur et le soutien de toute vie, puisque nous savons que « toutes choses ont été créées par lui et pour lui »³³. Nous devons être des missionnaires dans nos disciplines et former nos étudiants à faire de même. Il est temps que plus de missionnaires chimistes s'avancent et démontrent que la main de Dieu est à l'œuvre.

Cet article a été revu par des pairs.

Ryan T. Hayes

Ryan T.Hayes, Ph.D. est professeur de chimie à l'université Andrews (Berrien Springs, Michigan,U.S.A.). Il est titulaire d'une licence en chimie (avec mention) de l'université Andrews et d'un doctorat en chimie de l'université Northwestern (Evanston, Illinois, États-Unis). Le R. Hayes s'engage à partager les connaissances chimiques de base de manière à ce que le grand public puisse les comprendre. Il fait des présentations dans des églises, des écoles, des camps et divers autres lieux afin de stimuler l'intérêt pour l'enseignement des STIM. En plus de travailler dans le milieu universitaire, R. Hayes participe activement à la recherche. Pour en savoir plus sur son travail, visitez ce site internet : https://www.andrews.edu/cas/chemistry/research/hayes-research.html.

D. David Nowack

D. David Nowak, Ph.D. est professeur de biochimie à l'université Andrews (Berrien Springs, Michigan, U.S.A.). Il est titulaire d'une licence en enseignement de la chimie de l'Union College (Lincoln, Nebraska, États-Unis), d’un master en chimie médicinale et en pharmacologie de l'université Purdue (West Lafayette, Michigan, États-Unis) et d’un doctorat en biochimie, également de l'université Purdue. Il a enseigné la chimie aux niveaux secondaire et tertiaire et s'est vu attribuer plusieurs subventions de recherche par des entités telles que la Commission de coordination du Nebraska pour l'éducation postsecondaire ; Bender & Hobein à Munich, en Allemagne, et du Bureau de la recherche et des bourses créatives d'Andrews (Research and Creative Scholarship) à Andrews. Il a également reçu le prix Zapara pour un enseignement universitaire exceptionnel (Union College) et conseiller de l’année (Andrews University).