UNEu laboratoire de recherche médicale en Californie, Alysson Muotri a utilisé la chimie pour transformer les cellules de la peau en neurones, qui se sont multipliés pour former des « organoïdes » – des globes de cellules cérébrales interconnectées. Les organoïdes peuvent s’étendre à des centaines de milliers de cellules, vivre des années et même produire des schémas détectables d’ondes cérébrales, comme celles des bébés prématurés. « Le plus incroyable, c’est qu’ils se construisent eux-mêmes », dit Muotri. Il se demande même s’ils pourraient un jour devenir conscients.

De telles créations scientifiques troublantes, inconnues il y a encore 10 ans, remettent en question nos idées sur la vie, soulevant des questions pour les bioéthiciens et les philosophes. Comme l’écrit l’écrivain scientifique américain Carl Zimmer : « Les organoïdes cérébraux sont troublants parce que nous sentons dans nos os que donner un sens à la vie devrait être facile. Ces grappes de neurones prouvent que ce n’est pas le cas.

Dans cette méditation subtile et profonde sur la science de la vie, remplie d’aperçus mémorables sur le passé et l’avenir de la biologie, Zimmer révèle l’extraordinaire complexité et diversité de la vie, ainsi que les tentatives ingénieuses des scientifiques pour sonder ses origines et comment elle peut ont évolué sur d’autres mondes.

Descartes pensait que la vie s’expliquait par la matière en mouvement : les animaux n’étaient que des mécanismes d’horlogerie compliqués. D’autres n’étaient pas d’accord, arguant que la vie se distinguait par une « force vitale ». Le grand-père de Charles Darwin, Erasmus Darwin, a anticipé l’évolution en suggérant que cette force se transmettait d’une génération à l’autre, changeant au fil du temps pour produire différentes formes. Cela a contribué à inspirer l’une des fictions les plus célèbres et les plus dérangeantes sur la nature de la vie – Mary Shelley’s Frankenstein (1818). Victor Frankenstein, le scientifique du roman qui réanime un cadavre cousu, est obsédé par la question : « D’où, me suis-je souvent demandé, est-ce que le principe de la vie est parti ?

Notre cerveau est très doué pour repérer les signes de vie, reconnaître les mouvements complexes et essayer d’y lire les intentions. Il existe également des « caractéristiques » largement acceptées de la vie. Ils comprennent le métabolisme (l’alchimie vivante par laquelle la nourriture est transformée en énergie), la collecte d’informations, l’homéostasie (comment un organisme préserve en lui-même les conditions de vie), la reproduction et l’évolution.

Mais qu’en est-il de ces choses qui habitent « au bord de la vie » et testent les limites de nos définitions ? Les mousses peuvent survivre à la dessiccation. Celui qui avait été asséché et gelé dans un glacier a été relancé après 600 ans. D’autres créatures le peuvent aussi : « Si vous versez de l’eau sur quelqu’un qui vient de mourir de déshydratation, il ne s’assiéra pas. Mais si vous versez de l’eau sur un tardigrade desséché, en quelques minutes, il devient un animal se déplaçant, se nourrissant et se reproduisant. Appelé « cryptobiose », il s’agit d’un troisième état, entre la vie et la mort.

Il y a plus de virus dans un litre d’eau de mer qu’il n’y en a chez l’homme. Mais sont-ils vivants ? Ils évoluent certainement comme les autres formes de vie, comme en témoignent les nouvelles variantes du Covid-19 qui ne cessent d’émerger. Mais de nombreux scientifiques disent que, à proprement parler, ils ne sont pas vivants, car ils ont besoin des cellules d’une autre créature pour se multiplier. Selon Zimmer, ils « chevauchent le bord de la vie ».

Carol Cleland, une philosophe qui a travaillé avec l’Institut d’astrobiologie de la Nasa, dit à Zimmer que la recherche d’une définition de la vie est inutile. Les définitions servent à organiser les concepts. Mais la vie n’est pas le genre de chose qui peut être définie simplement en liant des concepts : « Nous ne voulons pas savoir ce que le mot la vie signifie pour nous », dit-elle. « Nous voulons savoir ce que la vie est. « 

Au lieu de cela, soutient-elle, les scientifiques devraient travailler vers une théorie qui explique la vie ; les non-scientifiques peuvent être surpris qu’il n’en existe pas déjà.

Une nouvelle théorie explique la vie comme une façon particulière de mettre les choses ensemble. C’est ce qu’on appelle la « théorie des assemblages », et essentiellement, elle calcule le nombre d’étapes nécessaires pour construire quelque chose. Une simple molécule peut n’avoir besoin que d’une seule étape pour se former à partir d’atomes, mais un organisme vivant en a besoin de bien plus : les matériaux fabriqués par des êtres vivants nécessitent plus de 15 étapes – ils sont d’une complexité exquise. Cela peut révéler une distinction entre la chimie aléatoire et les êtres vivants : « La vie est un état de la matière qui peut spontanément faire des choses avec beaucoup d’étapes d’assemblage.

L’un des initiateurs de cette théorie de la vie est un chimiste, Lee Cronin, qui a conçu une expérience ingénieuse pour démontrer la théorie de l’assemblage à l’Université de Glasgow. Il a construit un robot capable de réaliser des milliers d’expériences en mélangeant divers produits chimiques dans une boîte de Pétri : les matières premières, espère-t-il, pour créer la vie.

Il l’appelle la DropFactory. Le robot est « programmé avec curiosité » et apprend des expériences, créant des gouttelettes dans des boîtes de Pétri : « ces gouttelettes réalistes, ces gouttes de matière active qui glissent, ne sont pas la vie. Mais ils pourraient être une course sèche pour le faire.

L’idée est que certaines des gouttelettes déclencheront des réactions complexes, créant de nouveaux composés capables de stocker des informations – une condition de la vie. Les gouttelettes de Cronin pourraient même, un jour, être déclarées vivantes. « Je suis presque sûr que nous allons résoudre le problème de l’origine de la vie dans les prochaines années », dit-il. « Mais alors tout le monde dira: ‘Oh, c’était facile.' »

• Life’s Edge: The Search for What It Means to Be Alive de Carl Zimmer est publié par Picador (20 £). Pour soutenir le Guardian and Observer, commandez votre exemplaire à gardienbookshop.com. Des frais de livraison peuvent s’appliquer.