Les échanges d'énergie et de matière permettent à la vie d'organiser un système malgré la loi de l'entropie

 Comment la vie défie l'entropie : le rôle des échanges d'énergie et de matière

La loi de l'entropie, un principe fondamental de la physique, stipule que dans un système isolé, le désordre a tendance à augmenter avec le temps. Pourtant, la vie, caractérisée par une organisation complexe, semble défier cette loi. Comment est-ce possible ?

La clé réside dans les échanges continus de matière et d'énergie entre les organismes vivants et leur environnement.

Les organismes vivants, des systèmes ouverts

Contrairement à un système isolé, un organisme vivant est un système ouvert. Il échange constamment de la matière (nutriments, oxygène, déchets) et de l'énergie (lumière solaire, chaleur) avec son environnement. Ces échanges sont essentiels pour maintenir et augmenter le niveau d'organisation au sein de l'organisme.

Comment ces échanges permettent de lutter contre l'entropie ?

• Importation d'ordre : Les organismes vivants ne créent pas l'ordre à partir de rien. Ils importent de l'ordre de leur environnement. Par exemple, les plantes captent l'énergie lumineuse et la matière inorganique du sol pour construire des molécules organiques complexes.
• Exportation de désordre : En contrepartie, les organismes rejettent dans leur environnement des substances moins ordonnées, comme le dioxyde de carbone ou les déchets. Cette exportation de désordre compense l'augmentation de l'ordre à l'intérieur de l'organisme, respectant ainsi la loi de l'entropie à l'échelle globale.
• Maintien de l'organisation: L'énergie importée est utilisée pour :
  • Construire et réparer les structures cellulaires: Les protéines, l'ADN et les autres molécules biologiques sont constamment renouvelées.
  • Effectuer les processus métaboliques: La respiration cellulaire, la photosynthèse et d'autres réactions chimiques nécessitent un apport constant d'énergie.
  • Se reproduire: La reproduction permet de transmettre l'information génétique et de créer de nouveaux individus, perpétuant ainsi l'ordre biologique.

En résumé

Les échanges continus de matière et d'énergie permettent aux organismes vivants de :

• Importer de l'ordre de leur environnement pour compenser l'augmentation interne de l'entropie.
• Exporter du désordre dans leur environnement, respectant ainsi la loi de conservation de l'entropie.
• Maintenir un état loin de l'équilibre thermodynamique, ce qui est essentiel pour la vie.

En conclusion, la vie n'est pas une exception à la loi de l'entropie. Elle en est plutôt une illustration particulièrement complexe. Les organismes vivants sont des systèmes ouverts qui maintiennent leur organisation en exploitant les flux d'énergie et de matière de leur environnement. Cette capacité à s'auto-organiser est l'une des caractéristiques les plus remarquables de la vie.