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3.5 LE VIVANT
1. HISTOIRE DES CONCEPTIONS DU VIVANT – 2. LA BIOLOGIE MODERNE – 3. LA BIOLOGIE CONTEMPORAINE : LES CARACTÈRES DU VIVANT – 4. ENJEUX ÉTHIQUES
Préambule : Les notions de matière, de vivant et d’esprit sont souvent décrites comme des étapes d’une complexification progressive de la nature :
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- d’une organisation complexe de la matière inerte émerge le vivant ;
- d’une organisation complexe du vivant émerge l’esprit.
1.HISTOIRE DES CONCEPTIONS DU VIVANT
La recherche sur le vivant pointe dès l’origine dans 2 directions principales :
—> Approche pratique : la connaissance du corps humain à des fins thérapeutiques ;
—> Approche théorique : la connaissance du vivant en général (animal et végétal), s’inscrivant dans une représentation rationnelle de l’ensemble de la nature.
Comme dans d’autres domaines, le théorique et le pratique finiront par se recouper et se féconder l’un l’autre au cours du développement des sciences modernes.
1.1 Approche pratique (médicale) :
A. HIPPOCRATE (Grèce, 460 – 370 av. JC)
Dans le cadre du développement de la rationalité en Grèce, Hippocrate est le premier à entreprendre de rationaliser la médecine qui jusqu’alors mélait religion, magie et remèdes empiriques. Pour lui, il faut «?distinguer l’opportunité des moyens utiles, sans les purifications, les artifices magiques et tout ce charlatanisme?» (Hippocrate, Sur la maladie sacrée). Du fait de l’interdiction de la dissection en Grèce, Hippocrate demeure dans le cadre d’une médecine purement symptomatologique (qui ne tient compte que des signes visibles ou exprimés par le patient). Il met en place certains éléments importants qui demeureront dans la médecine arabe et occidentale?:
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- détermination de tableaux cliniques obtenus par observation des symptômes (pouls, fièvre, haleine, urine, selles…) : ils permettent de poser un diagnostic ;
- rôle de l’interrogatoire du patient (anamnèse) qui permet d’ajouter de nombreuses informations à l’observation ; questionnement sur les antécédents du malade ;
- analyse du développement des maladies : causes, début, état, fin, cycle, crise, rechute, convalescence, etc. : permet au médecin d’exprimer un pronostic en s’appuyant sur les régularités observées ;
- il comprend que le corps dispose de ses propres défenses et appuie le traitement sur le renforcement de ces défenses naturelles : régimes diététiques, nutritionnels et hygiénistes (plein air ou au contraire confinement, exercices ou au contraire repos, etc.)
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B. GALIEN (Rome, 129-216)
En s’appuyant sur ce qu’il nomme «?ses deux jambes?», la raison (logos) et l’expérience (empeiria), Galien construit un système explicatif reliant anatomie (structures) et physiologie (fonctions).
Médecin des gladiateurs, il est confronté à des blessures graves qui le poussent à développer des techniques chirurgicales tout en produisant des descriptions anatomiques précises.
À Rome, il organise des séances publiques de dissection ou de vivisection pour montrer concrètement les liens entre anatomie et pathologies.
Exemple :
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- comment en coupant certains de ses nerfs, un animal se trouve privé de voix ;
- comment l’inspiration se produit par dilatation du thorax et l’expiration par sa contraction, et quels nerfs et quels muscles en sont responsables.
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1.2 Approche théorique
A. ARISTOTE (384 – 322 av. JC)
Chez les Grecs, phusis (nature) vient du verbe phuein qui veut dire croître ; chez les Latins, natura est lié à nascere (naître) : dans les 2 cas, l’idée de nature est liée à celle de naissance et de développement (donc de vie).
> Pour Aristote, dans le genre «?être?» on peut distinguer 2 espèces :
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- les «?êtres inanimés?» : inertes, ne disposant pas d’une cause interne de changement ;
- les «?êtres animés?» : vivants, disposant d’une cause interne de changement (= psychè).
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Un objet (en général) est déterminé par son individualité, par le fait que son identité (le fait qu’il reste d’une certaine façon lui-même) subsiste dans l’espace et dans le temps. Un objet est dit «?vivant?» s’il présente la capacité à être soi-même sa propre «?cause motrice?».
Le mot que l’on a traduit par «?âme?» (psychè) est un «?principe vital?», c’est-à-dire ce qui donne au vivant sa spécificité par rapport au reste (inanimé) de la nature. (Ne pas confondre avec l’âme immortelle des religions). Les Latins ont traduit psychè par anima qui a donné «?âme?» en français.
> Dans son ouvrage De l’âme (Peri psychès), Aristote distingue quatre sortes d’âmes (ou principes de vie), chacune déterminant un type d’interaction avec le milieu :
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- L’âme végétative (présente dès le règne végétal) : détermine la fonction nutritive (conservation) et la fonction générative (reproduction).
- L’âme sensitive (présente à partir du règne animal) : détermine la fonction perceptive, mais aussi le plaisir, la douleur, le désir ainsi que l’imagination.
- L’âme motrice (présente à partir du règne animal) : détermine la faculté de se déplacer, de chercher sa nourriture, de s’abriter.
- L’âme intellective (propre à l’homme) : détermine la faculté de connaître (l’intelligence).
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« Disons donc – et tel est le principe de notre recherche – que ce qui distingue l’animé de l’inanimé, c’est la vie. Or il y a plusieurs manières d’entendre la vie, et il suffit qu’une seule d’entre elles se trouve réalisée dans un sujet pour qu’on le dise vivant?: que ce soit l’intellect, la sensation, le mouvement et le repos selon le lieu, ou encore le mouvement qu’implique la nutrition, enfin le dépérissement et la croissance. C’est pour cette raison que toutes les plantes mêmes sont considérées comme des vivants ; on constate en effet qu’elles possèdent un pouvoir et un principe interne qui les rend capables de croître et de décroître […] Pour le moment contentons-nous de dire que l’âme est le principe des facultés susdites et se définit par elles, à savoir?: les facultés nutritive, sensitive, pensante et le mouvement. »
ARISTOTE, De l’âme, II, 2
> D’autres notions aristotéliciennes vont déterminer la conception du vivant jusqu’à la Renaissance?:
– Finalisme : ce qui existe dans la nature existe en raison de fins (buts) qui donnent leur sens aux phénomènes.
«?La nature ne fait rien en vain » est un principe de compréhension de la nature chez Aristote.
Ex. : la main existerait pour que l’Homme puisse se saisir d’objet. L’attitude qui rejette le finalisme dira plutôt que la préhension a été rendue possible grâce à la possession de la main : c’est l’organe qui explique la fonction, et non la fonction qui explique l’organe.
– Hylémorphisme : doctrine affirmant que toute chose est un composé indissociable de matière (hylè) et de forme (morphè). L’âme, qui détermine le vivant, est une «?forme?».
– 4 causes permettent d’expliquer tout phénomène (y compris le vivant) :
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- cause matérielle : la matière qui constitue la chose,
- cause formelle : structure, organisation d’une chose partagée par tous les autres objets de la même espèce,
- cause motrice (ou efficiente) : «?principe du changement et du repos »,
- cause finale : ce « en vue de quoi » la chose est faite, sa fonction ou ce qui peut appraître comme un but.
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À la lumière de nos connaissances actuelles, ces différentes causes à l’œuvre dans le vivant selon Aristote pourraient être interprétées comme suit :
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- Pour la cause matérielle : les cellules composant le corps, les micro-organismes cellulaires, les molécules composant ces micro-organismes…
- Pour la cause formelle : l’ADN, qui détermine le développement et la forme d’un être vivant,
- Pour la cause motrice : tout l’aspect mécanique du corps, ce qui lui confère sa capacité de mouvement,
- Pour la cause finale : l’homéostasie (= maintien de l’équilibre interne d’un organisme, qui se traduit par l’instinct de survie), et ce qui détermine les comportements permettant la reproduction (conservation de l’espèce).
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B. ÉPICURE (342 – 270 av. JC)
Pour Épicure (rapporté par Lucrèce dans son De rerum Natura), la nature a expérimenté par tâtonnements, essais-erreurs-corrections, engendrant parfois monstres et organismes non viables, avant de parvenir à produire des corps viables, capables de se conserver et de se reproduire. Dans ce processus, l’organe précède la fonction : «?Aucun organe de notre corps, en effet, n’ a été créé pour notre usage, mais c’est l’organe qui crée l’usage. »
1.2 Approche mécaniste du vivant (à partir du XVIIe siècle) :
le vivant comme réalité physico-mécanique
C’est à la multiplicité des causes dans la philosophie aristotélicienne (toujours dominante au début du XVIIe siècle) que Descartes s’attaque en rejetant le finalisme et le vitalisme :
—> Choix méthodologique du «?mécanisme?» : ramener toutes les causes des phénomènes naturels (y compris la vie) aux causes motrices, seules susceptibles à cette époque d’une mathématisation (géométrique).
C’est une méthodologie réductionniste : on ramène l’explication des phénomènes concernant un objet aux interactions entre les parties composant cet objet (expliquer le complexe par le simple).
«?Je ne reconnais aucune différence entre les machines que font les artisans et les divers corps que la nature seule compose, sinon que les effets des machines ne dépendent que de l’agencement de certains tuyaux, ou ressorts, ou autres instruments, qui, devant avoir quelque proportion avec les mains de ceux qui les font, sont toujours si grands que leurs figures et mouvements se peuvent voir, au lieu que les tuyaux ou ressorts qui causent les effets des corps naturels sont ordinairement trop petits pour être aperçus de nos sens. Et il est certain que toutes les règles des mécaniques appartiennent à la physique, en sorte que toutes les choses qui sont artificielles, sont avec cela naturelles. Car, par exemple, lorsqu’une montre marque les heures par le moyen des roues dont elle est faite, cela ne lui est pas moins naturel qu’il est à un arbre de produire ses fruits. C’est pourquoi, en même façon qu’un horloger, en voyant une montre qu’il n´a point faite, peut ordinairement juger, de quelques-unes de ses parties qu’il regarde, quelles sont toutes les autres qu’il ne voit pas : ainsi, en considérant les effets et les parties sensibles des corps naturels, j’ai tâché de connaître quelles doivent être celles de leurs parties qui sont insensibles.?»
DESCARTES, Principes de la philosophie, § 203.
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- Pour Descartes, l’artificiel étant produit selon les lois de la nature, les machines appartiennent à l’ordre de la nature.
- Tout ce qui vaut pour les machines vaut donc aussi pour les objets naturels et donc les corps vivants — la seule différence est liée à des questions d’échelle et de complexité.
- Les analogies mécanistes permettent de comprendre le fonctionnement des organes : le cœur est une pompe, les articulations des charnières, etc.
- Les concepts et la méthode de la physique (déterminisme causaliste) peuvent donc être exportés dans les sciences de la vie.
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1.3 Approche organiciste du vivant (rapport entre le tout et ses parties)
A. La complexité
«?Dans une montre une partie est l’instrument du mouvement des autres, mais un rouage n’est pas la cause efficiente de la production d’un autre rouage ; certes une partie existe pour une autre, mais ce n’est pas par cette autre partie qu’elle existe. C’est pourquoi la cause productrice de celles-ci et de leur forme n’est pas contenue dans la nature (de cette matière), mais en dehors d’elle dans un être, qui d’après des Idées peut réaliser un tout possible par sa causalité.
C’est pourquoi aussi dans une montre un rouage ne peut en produire un autre et encore moins une montre d’autres montres, en sorte qu’à cet effet elle utiliserait (elle organiserait) d’autres matières ; c’est pourquoi elle ne remplace pas d’elle-même les parties, qui lui ont été ôtées, ni ne corrige leurs défauts dans la première formation par l’intervention des autres parties, ou se répare elle-même, lorsqu’elle est déréglée : or tout cela nous pouvons en revanche l’attendre de la nature organisée. Ainsi un être organisé n’est pas simplement machine, car la machine possède uniquement une force motrice ; mais l’être organisé possède en soi une force formatrice qu’il communique aux matériaux, qui ne la possèdent pas (il les organise) ?: il s’agit ainsi d’une force formatrice qui se propage et qui ne peut pas être expliquée par la seule faculté de mouvoir (le mécanisme). ?»
KANT, Critique de la faculté de juger, §. 65
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- La force motrice ne permet pas de décrire la spécificité du vivant : il faut faire intervenir une force formatrice et organisatrice : le règne du vivant n’obéit pas qu’aux seules lois mécaniques.
- Un être vivant est capable de se reproduire, s’autoréparer, s’autoréguler, s’organiser, s’adapter en tendant vers une fin (téléonomie).
- Réintroduction d’un finalisme (méthodologique) : tout se passe comme si le développement et l’activité d’un corps vivant étaient déterminés par une finalité (conservation de l’individu ou de l’espèce, reproduction…)
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Ex. : «?Définition de l’hormone : substance chimique produite par une glande endocrine, véhiculée par le sang, ayant pour rôle d’agir spécifiquement sur un organe cible particulier appelé récepteur. » (L’hormone agit en vue d’une fin, vise une cible : vocabulaire finaliste.)
B. Le vitalisme
Le vitalisme pose l’hypothèse d’une «?force vitale?» spécifique au vivant et irréductible aux éléments matériels dont il est composé.
NB : On préfère parler aujourd’hui d’émergentisme (plutôt que de vitalisme qui a une connotation spiritualiste) : si une machine n’est que la somme de ses pièces agencées de manière à réaliser une fin, un organisme vivant est plus que la somme de ses parties —> il obéit à des lois diférentes de celles qui déterminent ses composants.
Organisme vivant : Un organisme vivant est un système dont les parties (les organes) sont coordonnées entre elles et remplissent des fonctions déterminées en vue de la conservation du tout. Cette interdépendance des organes entre eux (qui caractérise l’organisme vivant) a notamment conduit le médecin Claude Bernard à parler d’une « harmonie réciproque » des organes.
«?Tous les phénomènes d’un corps vivant sont dans une harmonie réciproque telle qu’il paraît impossible de séparer une partie de l’organisme sans amener immédiatement un trouble dans tout l’ensemble.?»
Claude BERNARD, Introduction à l’étude de la médecine expérimentale (1865)
Un changement d’une de ses parties affecte l’ensemble de l’organisme en l’obligeant à réagencer son organisation. Ce qui détermine l’interdépendance des parties entre elles et des parties à l’égard du tout qu’est l’organisme.
C. Les notions de structure et de fonction :
Le mot «?biologie?» est créé par Lamarck en 1802 : « La biologie est l’étude des structures et des fonctions du vivant.?»
—> « Les structures sans les fonctions sont des cadavres, les fonctions sans les structures sont des fantômes. » (S. Wainwright )
Un organisme est donc un système dont les parties coordonnées entre elles (structure = parties + relations entre ces parties) remplissent des fonctions déterminées dépendantes les unes des autres.
On rassemble les fonctions du vivant en 3 groupes :
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- fonctions de nutrition (assurent la pérennité de l’individu : alimentation, digestion, respiration, circulation, excrétion),
- fonctions de reproduction (assurent la pérennité de l’espèce),
- fonctions de relation (assurent les interactions avec le milieu).
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2. LA BIOLOGIE MODERNE : BIOLOGIE CELLULAIRE, ÉVOLUTION ET GÉNÉTIQUE
2.1 Biologie cellulaire
En 1677, Antoni van Leeuwenhoek (1632 – 1723) découvre grâce à un microscope (x300) des «?animacules » (bactéries et protozoaires) dont la mobilité montre qu’ils sont vivants.
La cellule apparaît progressivement comme le constituant commun de tous les êtres vivants.
Au milieu du XIXe siècle, les découvertes s’accumulent, donnant un nouveau sens à la notion de vie : constitution de la cellule, division cellulaire, cellules germinales et somatiques, fécondation, différenciation cellulaire, etc. (Mais dans les années 1880, Pasteur doit encore se battre contre les partisans de la génération spontanée.)
2.2 Théorie de l’évolution
«?Si des variations utiles à un être organisé quelconque se présentent quelquefois, assurément les individus qui en sont l’objet ont la meilleure chance de l’emporter dans la lutte pour l’existence ; puis, en vertu du principe si puissant de l’hérédité, ces individus tendent à laisser des descendants ayant le même caractère qu’eux. J’ai donné le nom de sélection naturelle à ce principe de conservation ou de persistance du plus apte. Ce principe conduit au perfectionnement de chaque créature, relativement aux conditions organiques et inorganiques de son existence ; et, en conséquence, dans la plupart des cas, à ce que l’on peut regarder comme un progrès de l’organisation. Néanmoins, les formes simples et inférieures persistent longtemps lorsqu’elles sont bien adaptées aux conditions peu complexes de leur existence.?»
DARWIN, L’Origine des espèces, 1859
—> La théorie de l’évolution permet de justifier rationnellement les classifications botaniques et zoologiques en dégageant le processus qui mène qui permet l’apparition des nouvelles epèces et à la disparition d’autres.
Ex. : Un argument pour classer les baleines avec les vaches ou les chimpanzés dans la classe des mammifères est que l’on peut mettre en évidence des chaînons intermédiaires entre ces différentes espèces et des ancêtres qui leur sont communs.
2.3 Génétique
A. Hérédité du phénotype (des caractères physiques visibles)
En 1865, Gregor Mendel publie son article « Recherche sur les hybrides végétaux?» — dont l’importance ne sera comprise qu’au début du XXe siècle.
Lois de Mendel :
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- Première loi : Loi d’uniformité des hybrides de première génération (existence de caractères dominants et de caractères récessifs)
- Deuxième loi : Loi de disjonction des allèles (dans la 2e génération, le caractère récessif réapparaît dans une partie de la descendance)
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B. Hérédité du génotype (transmission et recombinaison des gènes parentaux)
La découverte de l’ADN en 1953 a permis d’articuler la biologie avec la physico-chimie, le vivant apparaissant comme l’expression d’un programme codé grâce à de nucléotides.
—> Confirmation de la théorie de l’évolution : les variations du phénotype d’une espèce sont bien des conséquences d’accidents lors des recombinaisons génétiques (méiose).
? « Ce qui est transmis de génération en génération ce sont les «instructions» spécifiant les structures moléculaires. Ce sont les plans d’architecture du futur organisme. Ce sont aussi les moyens de mettre ces plans à exécution et de coordonner les activités du système. Chaque œuf contient donc, dans les chromosomes reçus de ses parents, tout son propre avenir, les étapes de son développement, la forme et les propriétés de l’être qui en émergera. L’organisme devient ainsi la réalisation d’un programme prescrit par l’hérédité.?»
François JACOB, La Logique du vivant, 1976
3. LA BIOLOGIE CONTEMPORAINE : LES CARACTÈRES DU VIVANT
3.1 Auto-organisation : organisation, complexité (cellules, tissus, organes)
—> Organisation : L’unité de base de la vie est la cellule. Les fonctions vitales de base d’un organisme sont accomplies via le travail des cellules : transcription de l’ADN, synthèse des protéines, etc.
L’organisation fonctionnelle du vivant peut être étudiée à plusieurs échelles :
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- organisme dans son ensemble,
- organes (composant l’organisme),
- tissus (différenciés, composant les organes),
- cellules (différenciées, composant les tissus),
- organites cellulaires (mitochondries, appareils de Golgi, ribosomes…).
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À chacun de ces niveaux d’organisation correspond une fonction (rôle) déterminée ; des propriétés émergent à chaque niveau supplémentaire d’organisation.
—> Complexité : la vie peut être conçue comme une propriété émergeant de l’organisation de macro-molécules (protéines, glycolipides…) dans une cellule.
Ex. : la molécule de titine (protéine déterminant l’élasticité des muscles), comprend plus de 30 000 acides aminés.
3.2 Auto-conservation : métabolisme, homéostasie
—> Métabolisme : ensemble de réactions biochimiques dans l’organisme, lui permettant de se développer. Les êtres vivants échangent matière et énergie avec leur milieu. (Ex. : la respiration).
—> Homéostasie : capacité de tout système vivant à conserver son milieu intérieur en équilibre et à y revenir naturellement en cas de perturbation. C’est le processus biologique qui définit le vivant.
3.3 L’historicité du vivant
« On ne rencontre, sur cette terre, aucun organisme, fût-ce le plus humble, le plus rudimentaire, qui ne constitue l’extrémité d’une série d’êtres ayant vécu au cours des deux derniers milliards d’années ou plus. À l’idée de Temps sont indissolublement liées celles d’origine, de continuité, d’instabilité et de contingence.
[1] ORIGINE parce qu’on considère l’apparition de la vie comme un événement survenu, sinon une fois depuis la formation de la terre, du moins très rarement : tous les êtres vivant actuellement descendent donc d’un seul et même ancêtre, ou d’un très petit nombre de formes primitives.
[2] CONTINUITÉ parce que, depuis l’apparition du premier organisme, le vivant est regardé comme ne pouvant naître que du vivant : c’est donc par le seul effet de reproductions successives que la terre est aujourd’hui peuplée d’organismes variés.
[3] INSTABILITÉ parce que si la fidélité de la reproduction conduit presque toujours à la formation de l’identique, il lui arrive, rarement mais sûrement, de donner naissance au différent?: cette étroite marge de flexibilité suffit à assurer la variation nécessaire à l’évolution.
[4] CONTINGENCE, enfin, parce qu’on ne décèle aucune intention d’aucune sorte dans la nature, aucune action concertée du milieu sur l’hérédité, capable d’orienter la variation dans un sens prémédité : il n’y a donc aucune nécessité a priori à l’existence d’un monde vivant tel qu’il est aujourd’hui. Tout organisme, quel qu’il soit, se trouve alors indissolublement lié, non seulement à l’Espace qui l’entoure, mais encore au Temps qui l’a conduit là et lui donne comme une quatrième dimension »
F. JACOB, La Logique du vivant (1970), Gallimard, pp. 146
3.4 Apports de la cybernétique (biocybernétique)
Comme tout système, l’organisme biologique échange de l’information en interne et avec son milieu —> communication, exécution de programmes d’action, c’est-à-dire de commandes : ils relèvent de la cybernétique, de ses concepts (interactions, totalité, organisation, complexité) et de ses méthodes.
Comme les systèmes artificiels, les corps vivants sont des automatismes asservis (température du corps, cycles ovariens…), adaptatifs ou autodidactes (apprentissages, système immunitaire…). Les systèmes artificiels permettent donc de « simuler » le comportement des systèmes vivants, d’en produire des modèles… —> C’est donc une forme de réductionisme méthodologique comme a pu l’être le mécanisme cartésien.
3.5 Le graal du biologiste du XXIe siècle : créer de la vie à partir de l’inerte
Le pas décisif pour comprendre la spécificité du vivant sera franchi lorsque les biologistes seront capables de créer artificiellement de la vie, c’est-à-dire de produire un organisme vivant à partir d’un ensemble de molécules.
Le virus est considéré comme un corps inerte parce qu’il ne possède pas de capacité d’auto-reproduction : il doit intégrer une cellule ou une bactérie pour pouvoir utiliser ses capacités de reproduction
—> le virus ne peut pas être considéré comme le chaînon entre l’inerte et le vivant puisque son existence est conditionnée par celle des bactéries ou des cellules.
Les bactéries disposent d’ADN mais pas de noyau. Mais la complexité de leur fonctionnement laisse supposer qu’elles sont apparues (il y a 3,5 milliards d’années) suite à une longue évolution dont on ignore tout :
—> la compréhension du passage de l’inerte au vivant passe par la découverte des conditions matérielles de production chimiques des acides aminés, de leur organisation en protéines complexes, de l’apparition de l’ARN puis de l’ADN, de l’organisation des protéines complexes en membranes, etc.
4. Enjeux éthiques
Les évolutions majeures et rapides de la connaissance du vivant posent des problèmes d’ordre éthique. La biologie génétique ne permet pas seulement l’expérimentation sur le vivant, mais l’«amélioration» des êtres vivants existants (sur quels critères??) des et la production de nouveaux êtres vivants —> la frontière entre naturel et artificiel disparaît. Les équilibres subtiles de la nature, régulés sur des millénaires, peuvent être très facilement remis en cause par les produits de manipulations génétiques (clonage, OGM, etc.)
Bioéthique : étude des problèmes moraux soulevés par la recherche biologique, médicale ou génétique et par certaines de ses applications.
Des «?comités éthiques?» (regroupant biologistes, philosophes, juristes et théologiens) ont retenu trois principes pour ce qui concerne les être humains?:
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- Toute recherche doit respecter la dignité de la personne humaine.
- Avant toute recherche, il faut comparer les risques encourus aux bienfaits attendus.
- Tous les êtres humains doivent être traités équitablement.
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Le principe de base retenu reprend l’impératif catégorique kantien (qui ne concernait que l’être humain) («?Traite toujours autrui comme une fin et jamais seulement comme un moyen?») en le généralisant à l’ensemble des êtres vivants.
—> Le vivant (quel qu’il soit) doit demeurer une fin en soi et non un « moyen ».