Les phages contre-attaquent
Certains phages ont développé des armes qui inhibent le système de défense des bactéries. Grâce à cette réplique , ils parviennent à infecter les bactéries et à se multiplier.
Un nouvel épisode de la course à l'armement que se livrent les bactéries et les virus qui les infectent - les phages - vient d'être révélé dans Nature Microbiology. En effet, une équipe internationale, dont font partie Sylvain Moineau et ses collaborateurs du Département de biochimie, de microbiologie et de bio-informatique, a révélé l'existence de phages capables de rendre inopérant le système de défense CRISPR-Cas utilisé contre eux par les bactéries.
Aujourd'hui connu comme un puissant outil d'édition du génome, CRISPR-Cas est d'abord un mécanisme de défense déployé par les bactéries pour se protéger des phages. C'est d'ailleurs l'équipe de Sylvain Moineau et les mêmes collaborateurs qui ont décrit, dans la revue Science, en 2007, l'existence de ce système de défense chez les bactéries. Cette contremesure, qui existe chez environ 40% des espèces bactériennes, repose sur des séquences d'ADN que les bactéries accumulent à partir du matériel génétique de leurs assaillants. En 2010, dans un article publié dans la revue Nature, l'équipe du professeur Moineau démontrait que, lors de rencontres subséquentes avec ces virus, les bactéries utilisent les composantes du système CRISPR-Cas, dont la protéine Cas9, pour scinder l'ADN de leurs envahisseurs à des endroits précis de leur génome.
Les phages n'avaient cependant pas dit leur dernier mot. Depuis cinq ans, quelques études ont mis en lumière l'existence d'anti-CRISPR chez certains types de phages. L'équipe du professeur Moineau vient d'ajouter un élément au dossier en démontrant l'existence d'un nouvel anti-CRISPR chez un autre type de phage qui attaque S. pyogenes, une bactérie pathogène utilisée comme modèle pour l'édition du génome. Les chercheurs ont isolé un phage qui échappe 40 000 fois plus souvent que les autres au système de défense CRISPR-Cas9 de S. pyogenes. "Nous avons séquencé le génome d'un de ces phages, nous avons analysé et cloné plusieurs de ses gènes et nous avons découvert un gène codant pour une protéine dite "anti-CRISPR" qui inhibe efficacement le système de défense de la bactérie", explique Sylvain Moineau. Les chercheurs ont aussi démontré que cette protéine anti-CRISPR inhibe complètement le système de défense de S. thermophilus. "Il s'agit de la bactérie, utilisée pour la fabrication de yogourt et de certains fromages, qui avait permis la découverte du système CRISPR en 2007", rappelle-t-il.
Le mode d'action de cet anti-CRISPR n'a pas encore été élucidé, mais déjà les chercheurs entrevoient les répercussions concrètes de leurs travaux. "Puisque le système de défense CRISPR-Cas peut être contourné par certains phages, il faudra trouver de nouvelles façons de protéger les cultures bactériennes utilisées par l'industrie alimentaire contre les attaques des phages, constate le professeur Moineau. Il n'y a pas de fin à la lutte que se livrent ces microorganismes. C'est ce qui rend notre domaine de recherche si fascinant." Par ailleurs, la découverte de cet anti-CRISPR ouvre la porte à un meilleur contrôle de l'activité de la protéine Cas9. "On pourrait notamment utiliser l'anti-CRISPR comme interrupteur pour ralentir ou pour bloquer les coupures provoquées par Cas9 lors d'expériences d'édition des génomes", suggère le chercheur.
L'article paru dans Nature Microbiology est signé par Alexander Hynes, Geneviève Rousseau, Marie-Laurence Lemay et Sylvain Moineau, de l'Université Laval, et par leurs collaborateurs Philippe Horvath, Christophe Fremaux et Dennis Romero, de la compagnie DuPont.

Le plus grand écosystème microbien du monde découvert sous la croûte terrestre
Des millions d’espèces microbiennes ont été découvertes par un conglomérat de 1 200 scientifiques, composé de géologues, de chimistes, de physiciens et de microbiologistes originaires de 52 pays. Leurs travaux ont été publiés lundi 10 décembre à l’occasion du sommet américain de géophysique à Washington. Pendant 10 ans, ils ont réalisé des centaines de forages, parfois à 5 kilomètres de profondeur sous la croûte terrestre et sous la mer. Ils y ont découvert un monde insoupçonné qui comprend des membres des trois domaines biologiques : les bactéries, les archées et les eucaryotes. Cette découverte vient questionner nos certitudes sur la formation de la vie sur Terre et ailleurs.

Une population aussi diversifiée que celle d'Amazonie
Nous sommes près de 7 milliards d’êtres humains mais nous ne représentons qu’une toute petite partie de la vie sur Terre. L’écosystème découvert par les scientifiques atteint un volume de près de deux fois celui de nos océans et un poids équivalent à une vingtaine de milliards de tonnes, soit beaucoup plus que le poids total de l’humanité. Sa diversité est comparable à celle de l’Amazonie. Ces millions de microbes "vivent partout dans les sédiments" explique Fumio Inagaki de l'agence japonaise pour les sciences marines et de la terre. "Ce sont de nouvelles branches dans l'arbre de la vie qui existent sur Terre depuis des milliards d'années, sans qu’on ne les ait jamais remarquées" ajoute Karen Lloyd de l'université du Tennessee. Une grande partie de la vie se trouverait donc à l'intérieur de la Terre plutôt qu'à sa surface et ces microbes "souterrains" représentent, selon les scientifiques, 70 % de la totalité de ces populations.

Un monde à part
Une telle découverte est souvent accompagnée de son lot d’énigmes et cette biosphère remet en cause de nombreuses certitudes que nous avons sur la vie. Ces microbes sont en effet très différents de leurs cousins vivant en surface. Ils vivent dans des milieux extrêmes très sombres et très chauds. "Leur source d'énergie n'est pas le Soleil et la photosynthèse. Ici, ce qui fait démarrer leurs communautés, c'est la chimiosynthèse. Ils tirent leur énergie des roches qui s'altèrent" explique Bénédicte Menez, responsable de l'équipe géomicrobiologie à l'Institut de Physique du Globe de Paris.

Leur rapport au temps est également différent. Alors qu’à la surface, nous dépendons de cycles relativement rapides, réglés sur le Soleil et sur la Lune, ces organismes souterrains font partie de cycles lents à l'échelles des temps géologiques, et ne dépendent pas de notre étoile. Certaines espèces vivent en effet depuis des milliers d’années et sont à peine en mouvement, excepté en cas de déplacement des plaques tectoniques ou d’éruptions. Les scientifiques ne comprennent pas leur mécanisme de survie à long terme : "Ils sont là et attendent…" conclut un scientifique.

La découverte de cette biosphère pose la question même de l'origine de la vie sur Terre : la vie a-t-elle commencé dans les profondeurs de la Terre pour ensuite migrer vers le Soleil, ou a-t-elle commencé à la surface pour ensuite migrer vers le bas ? Et comment ces microbes survivent-ils au manque de nutriments et aux conditions extrêmes ? Pour Robert Hazen, minéralogiste à la Carnegie Institution for Science, si "la vie sur Terre peut être si différente de ce à quoi nous sommes habitués, quelle étrangeté pourrait nous attendre en cherchant la vie dans d'autres mondes ?"

Complexité des écosystèmes: un gage de résilience face au changement
Le fonctionnement d'un écosystème s'articule autour de relations de natures diverses entre une myriade d'espèces. Identifier de manière exhaustive ces interactions et le rôle qu'elles jouent dans le fonctionnement d'un écosystème demeure toutefois peu évident.
Dans une étude publiée récemment dans PLos Biology, une équipe internationale menée par deux chercheurs de l'Institut des Sciences de l'Evolution de Montpellier (ISEM, CNRS / IRD / EPHE) et du Laboratoire Biométrie et Biologie Evolutive de Villeurbanne (CNRS / Université de Lyon) a pu étudier l'ensemble des relations trophiques* et non-trophiques entre les espèces présentes dans la zone de balancement des marées de la côte centrale du Chili.
Ce travail inédit, basé sur la modélisation mathématique des réseaux, montre que ces interactions sont fortement structurées selon une organisation qui assure la résilience de la communauté. Il confirme ainsi l'importance de prendre en compte la diversité des relations interspécifiques d'un écosystème pour prévoir ses réactions face à des perturbations de grande ampleur comme le changement climatique.
La plupart des travaux scientifiques qui s'intéressent au fonctionnement des milieux naturels se sont jusqu'ici focalisés sur les relations trophiques entre les espèces qui les composent. Or d'autres formes d'interactions comme le mutualisme ou la compétition pour l'espace semblent jouer un rôle tout aussi important. Ces relations non-trophiques sont pourtant rarement prises en compte dans les études portant sur les réseaux écologiques.
Avec l'aide des scientifiques chiliens du Center for Marine Conservation et du Center for Applied Ecology and Sustainability, qui analysent depuis plusieurs décennies les interactions entre les espèces qui peuplent la côte du centre du Chili, des chercheurs français et américains sont parvenus à visualiser pour la première fois un réseau écologique dans toute sa complexité. "En traitant l'importante masse de données collectée par nos collègues chiliens à l'aide de puissants outils de modélisation statistique des réseaux, nous avons pu dresser une cartographie précise des relations s'établissant entre les 106 espèces qui peuplent cette zone intertidale", détaille Sonia Kéfi, chercheuse en écologie à l'Institut des Sciences de l'Evolution de Montpellier et cosignataire de l'article.
Les scientifiques ont ainsi constaté que les interactions non-trophiques comme la compétition pour l'espace ou la création d'habitats étaient deux fois plus nombreuses que celles correspondant à la consommation directe d'autres organismes. L'équipe a ensuite réparti les 106 espèces impliquées dans ces interactions en différents groupes au sein desquels les espèces sont très proches sur le plan taxonomique. Chacun d'eux rassemblait des organismes entretenant le même genre de relations avec les autres êtres vivants de la zone de balancement des marées.
A partir de cette représentation simplifiée du fonctionnement de l'écosystème, les chercheurs ont élaboré un système dynamique simulant l'évolution de sa biomasse totale et de sa biodiversité en fonction de l'organisation initiale de ce réseau d'interactions. "Lorsque nous introduisions de l'aléatoire dans la structure du réseau, nous observions à chaque fois une diminution de ces deux variables au cours du temps, détaille Sonia Kéfi. La structuration observée dans la nature conduisait quant à elle au maintien de la biodiversité et à une biomasse totale élevée."
Les résultats de cette étude mettent ainsi en avant l'importance de la complexité des relations entre les espèces qui composent une communauté écologique. A l'avenir, ce genre de travaux devrait aider à mieux comprendre la réaction des écosystèmes face à des perturbations comme le changement climatique ou l'exploitation, par l'Homme, des ressources naturelles.

Des physiciens comprennent enfin pourquoi l’interaction forte est si tenace 

Il existe quatre forces fondamentales : la force de gravité, l’électromagnétisme, l’interaction faible et l’interaction (ou force) forte. Cette dernière est la plus intense. L’interaction forte agit en liant les quarks au sein des protons et des neutrons. Elle maintient ainsi les nucléons ensemble pour former des noyaux atomiques. La force forte est jusqu’à 100 000 milliards de milliards de fois plus intense que la force de gravité. Malgré cette intensité, elle est relativement peu comprise, par rapport aux autres forces. Récemment, des chercheurs ont percé l’un des mystères de l’interaction forte expliquant sa ténacité et sont notamment parvenus à la mesurer de façon plus précise.

L’interaction forte est quantifiée par la constante de couplage (que les auteurs de l’étude choisissent d’appeler simplement " couplage "), notée αs (alpha s). Il s’agit d’un paramètre fondamental dans la théorie de la chromodynamique quantique (QCD).

La difficulté de la mesure de αs réside principalement dans sa nature très variable : plus deux quarks sont éloignés, plus le couplage est élevé, et plus l’attraction entre eux devient forte. À des distances faibles, où αs est encore faible, les physiciens parviennent à appliquer des méthodes de calcul basique pour déterminer le couplage. Cependant, ces techniques deviennent inefficaces à des distances plus importantes. Dans une nouvelle étude, des physiciens ont ainsi réussi à appliquer de nouvelles méthodes pour mieux déterminer αs à des distances plus importantes. 

Un calcul basé sur l’intégrale de Bjorken

Poussé par sa curiosité, l’un des chercheurs a testé l’utilisation de l’intégrale de Bjorken pour prédire αs sur de longues distances. Cette méthode permet de définir des paramètres relatifs à la rotation de la structure des nucléons et ainsi de calculer le couplage de la force forte à courte distance. Le scientifique ne s’attendait donc pas à faire une découverte de ce calibre en faisant cet essai. Pourtant, contre toute attente, ses résultats ont montré qu’à un moment donné, αs cesse d’augmenter pour devenir constant. Il a ainsi partagé ses découvertes avec son mentor qui avait, lui aussi, obtenu des résultats similaires dans des travaux antérieurs.

 " Ce fut une chance, car même si personne ne s’en était encore rendu compte, l’intégrale de Bjorken est particulièrement adaptée aux calculs de αs sur de longues distances ", déclarent les chercheurs dans un article du Scientific American. Les résultats ont été présentés lors de diverses conférences de physique, durant l’une desquelles l’auteur principal a rencontré un autre physicien, Stanley Brodsky, qui aurait appuyé les résultats obtenus.

Une méthode par holographie

En parallèle à cette découverte, d’autres physiciens ont travaillé sur la mise au point d’une autre méthode de calcul de αs sur de longues distances, qu’ils ont appelée " holographie du front lumineux ". L’holographie est une technique mathématique qui a initialement été développée dans le contexte de la théorie des cordes et de la physique des trous noirs.

Cependant, en physique des particules, elle sert à modéliser des phénomènes en quatre dimensions (incluant les trois dimensions spatiales et une dimension temporelle) en se basant sur des calculs effectués dans un espace à cinq dimensions. Dans cette méthode, la cinquième dimension n’est pas nécessairement une dimension physique réelle, mais peut servir d’outil mathématique pour faciliter les calculs. L’idée est que certaines équations complexes en quatre dimensions peuvent devenir plus simples ou plus intuitives quand elles sont envisagées dans un espace à cinq dimensions.

Le génome humain: un orchestre complexe
Une équipe de généticiens suisses de l'Université de Genève (UNIGE), de l'École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) et de l'Université de Lausanne (UNIL) a découvert que les variations génétiques sont en mesure d'affecter l'état du génome à de nombreux endroits, apparemment séparés, et de moduler par conséquent l'activité des gènes, à la manière d'un chef d'orchestre coordonnant les instrumentistes pour qu'ils jouent en harmonie. Ces résultats inattendus, publiés dans Cell, révèlent le caractère polyvalent de la régulation du génome et offrent de nouvelles perspectives sur la façon dont il est orchestré.
La chromatine est un ensemble de protéines et d'ADN qui emballe le génome dans une cellule. Elle arrange l'ADN de telle sorte qu'il puisse être "lu" par un groupe de protéines appelé facteurs de transcription, qui active ou réprime l'expression des gènes. La séquence d'ADN varie toutefois d'un individu à l'autre, entraînant ainsi une variation moléculaire entre les états de la chromatine des individus. Cela finit par causer des variations dans la manière dont les humains répondent à l'environnement. Comprendre les processus génétiques et moléculaires régissant la variabilité de la chromatine est l'un des défis les plus importants dans le domaine des sciences de la vie qui permettrait de découvrir comment les variations génétiques prédisposent les individus à certaines maladies comme le cancer, le diabète ou les maladies auto-immunes.
L'étude publiée dans Cell montre comment les variations génétiques ont affecté trois couches moléculaires dans les lignées cellulaires immunes chez 47 individus dont les génomes ont été entièrement séquencés: au niveau des interactions entre l'ADN et les facteurs de transcription, des états de la chromatine et de l'expression des gènes. "Nous avons observé que les variations génétiques à un endroit précis du génome impactent plusieurs éléments régulateurs, pourtant séparés, en même temps. Cette coordination surprenante peut être comparée à un chef d'orchestre (ici le variant génétique) qui coordonne tous les instrumentistes (ici les facteurs de transcription et les modifications de la chromatine) pour changer le volume (ici l'expression des gènes) de la musique," explique le professeur Bart Deplancke de l'EPFL. Contrairement au modèle traditionnel qui suppose que l'impact des éléments régulateurs sur l'expression des gènes se fait de façon quasiment indépendante, les chercheurs suisses ont identifié un comportement bien plus harmonieux et synergique.
Les généticiens suisses montrent que le génome n'est pas juste un ensemble linéaire d'éléments qui interagissent par paires ; il s'organise de manière complexe et en réseaux. Si un élément n'agit pas correctement, c'est l'ensemble du système qui sera perturbé. "Nous avons découvert les règles biologiques de base sur le fonctionnement du génome et la manière dont les séquences régulatrices agissent ensemble pour impacter l'expression d'un gène," résume le professeur Alexandre Reymond de l'UNIL.
Si la route vers de potentielles applications médicales est encore longue, les principes mécaniques que les chercheurs viennent de découvrir mettent en lumière les aspects fondamentaux de la biologie du génome. "Il est encore trop tôt pour déterminer si nous serons un jour en mesure de moduler l'expression des gènes de manière ciblée, mais cette étude révèle un niveau de complexité de la fonction du génome qui n'avait pas été anticipé", conclut le professeur Emmanouil Dermitzakis de l'UNIGE. "Appliquer notre découverte à la médecine signifierait identifier un seul chef d'orchestre et définir son rôle parmi tous les autres chefs d'orchestre pour chaque ensemble musical - plutôt que simplement lister tous les artistes jouant dans notre orchestre de génomes."

Notre galaxie pourrait être posée au milieu d'un gigantesque vide cosmique qui mystifie les astronomes

(Image : De quoi se sentir très très seuls.)

Penser à l'espace et à l'immensité vous donne des sueurs froides? Passez votre chemin. Des astronomes ont émis l'hypothèse que notre galaxie serait posée au milieu du plus grand vide cosmique jamais observé. Proposée dès 2013, cette théorie accumule depuis de plus en plus de preuves, comme le relate un article de Business Insider.

Le problème, c'est que ce vide n'a rien à faire là. Selon une théorie fondamentale appelée " principe cosmologique ", toute la matière dans l'espace devrait être répartie, sur de très grandes échelles, de manière homogène. Un principe qui permet notamment aux chercheurs d'appliquer les mêmes lois de la physique aux objets célestes, qu'ils soient à côté de la Terre ou à l'autre bout de l'univers.

Malheureusement pour nos astrophysiciens, de multiples observations effectuées ces dix dernières années suggèrent que certaines zones de l'univers seraient bien plus denses que d'autres et, qu'autour de nous, cela ne serait pas dense du tout.

" Désormais, il est assez clair que nous nous trouvons dans une sous-densité significative ", affirme Indranil Banik, chercheur à l'université de Saint Andrews, en Écosse. " Il y a quelques personnes qui s'y opposent dans une certaine mesure. Par exemple, certains ont avancé qu'un tel vide ne devrait pas exister dans le modèle standard, ce qui est vrai. Mais cela ne prouve malheureusement pas qu'il n'y en a pas", précise l'astrophysicien britannique.

Vend vide cosmique spacieux, jolis volumes

Dans une étude qu'il a cosignée et publiée dans la revue scientifique Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Indranil Banik suggère que notre galaxie se trouverait presque au milieu de ce vide, renommé " KBC void " ou " vide KBC ", dont le diamètre est estimé à 2 milliards d'années-lumière de diamètre. Pour vous donner une idée, c'est assez volumineux, puisque l'on pourrait y aligner 20.000 galaxies de la taille de la Voie lactée en file indienne.

D'après ses calculs, le vide KBC serait 20% plus vide que l'espace à l'extérieur de ses frontières –il ne peut pas être totalement vide, vu que nous sommes dedans. Cela peut paraître peu, mais cette différence significative suffit à provoquer certains comportements anormaux, tout du moins du point de vue des normes utilisées aujourd'hui par les astrophysiciens.

Le plus flagrant de ces comportements étranges est la vitesse anormalement élevée à laquelle les étoiles et les galaxies voisines de notre système solaire s'éloignent de nous. Les cosmologistes se basent habituellement sur la constante de Hubble pour décrire la vitesse d'expansion de l'univers. Sauf que notre voisinage proche vient contredire cette constante. De quoi se gratter la tête en fronçant les sourcils. 

Pour Indranil Banik et ses collègues, cela pourrait s'expliquer par la gravité accrue des régions à haute densité de matière, synonyme d'attraction plus forte entre objets célestes et donc de tensions dans la constante de Hubble. Pour confirmer cette hypothèse, les chercheurs ont prévu d'étudier les données de supernovas pour voir si, en dehors du vide KBC, la constante de Hubble revient à la normale.

" C'est la principale chose qui me préoccupe: savoir si les supernovas montrent vraiment que nous sommes réellement dans un univers qui s'expand plus rapidement et qu'il n'y a aucune limite à ce vide ", conclut Indranil Banik. Rassurant, non?



 

Les primates préfèrent le sexe aux conflits, selon une étude 

Les humains ne sont pas les seuls à utiliser le sexe comme un exutoire aux frustrations. Une étude britannique publiée dans la revue Royal Society Open Science révèle que les bonobos et les chimpanzés ont eux aussi recours aux rapports sexuels pour calmer les tensions au sein de leur groupe.

Les chercheurs de l'université de Durham se sont intéressés à la sexualité de ces primates, qui ne se limite pas uniquement à la reproduction. Les bonobos, en particulier, sont connus pour leur liberté sexuelle et leur tendance à utiliser le sexe pour renforcer leurs liens sociaux. Chez les chimpanzés, en revanche, cette fonction du sexe reste moins étudiée.

Le stress désamorcé par le sexe

Pour mieux comprendre ces comportements, les scientifiques ont observé ces deux espèces dans des sanctuaires en République démocratique du Congo et en Zambie, à des moments précis de stress : après des conflits sociaux et avant l’alimentation, une période où la compétition est forte. Au total, plus de 1400 heures d’observation ont été menées sur 53 bonobos et 75 chimpanzés sur une période de sept mois.

Les résultats montrent que juste avant de se nourrir, bonobos et chimpanzés adoptent des comportements similaires.

Ils apaisent les tensions sans violence en ayant des contacts sexuels, souvent initiés par les membres les plus âgés.

Cette pratique semble s’apprendre avec le temps, suggérant qu’elle se transmet d’une génération à l’autre.

Après un conflit, cependant, leurs réactions diffèrent. Les bonobos préfèrent se réconcilier par le sexe, tandis que les chimpanzés privilégient d’autres formes d’apaisement, comme des gestes affectueux ou des contacts rassurants.

Fait intéressant, chez ces deux espèces, ces interactions sexuelles ne se limitent pas aux couples de sexes opposés : elles peuvent aussi avoir lieu entre individus du même sexe. Chez les bonobos, ce sont les femelles qui prennent le plus souvent l’initiative alors que chez les chimpanzés, ce rôle revient plutôt aux mâles.

Facteur de régulation sociale

Jake Brooker, chercheur postdoctoral au département de psychologie de l’université de Durham et auteur principal de l’étude, met en avant l’importance de ces découvertes. Il souligne que bien que les bonobos soient souvent considérés comme hypersexuels et les chimpanzés comme plus agressifs, cette recherche révèle qu’ils adoptent une approche similaire en utilisant le sexe pour gérer leurs relations sociales.

"Le fait que les deux espèces utilisent le sexe de cette manière offre une fascinante fenêtre sur le passé, apportant une preuve supplémentaire que pour les humains, les bonobos et les chimpanzés, notre utilisation du sexe à des fins sociales est un héritage de notre ancêtre commun", explique-t-il dans un communiqué.

Un héritage évolutif partagé ?

Il reste néanmoins essentiel d’observer ces comportements dans divers contextes et en milieu naturel afin de mieux saisir les mécanismes sexuels et sociaux qui régissent la vie en communauté de nos plus proches cousins dans l'évolution naturelle. Cela permet, par extension, d’explorer les origines mêmes de notre nature humaine.

Cette étude ouvre de nouvelles perspectives sur les liens profonds entre sexualité et dynamique sociale chez nos plus proches cousins. En révélant que le sexe joue un rôle apaisant aussi bien chez les bonobos que chez les chimpanzés, elle suggère que ces comportements pourraient être un héritage évolutif partagé. Une meilleure compréhension de ces mécanismes nous permettrait ainsi d’éclairer les origines de nos propres interactions sociales et affectives.

 

Les mouches auraient-elles des émotions ?
Les insectes seraient-ils des êtres sensibles comme les autres ? Des chercheurs ont en tout cas prouvé que des mouches présentaient tous les signes de la peur.
Les drosophiles ouvrent de nouvelles perspectives sur les sentiments ou leurs ébauches chez les non-mammifères.Les drosophiles ouvrent de nouvelles perspectives sur les sentiments ou leurs ébauches chez les non-mammifères.
C'est au coeur des comportements des mammifères que nous cherchons bien souvent émotions et sentiments. Tristesse, peur, bonheur, amitié… sont autant de noms qui quand ils s'appliquent aux animaux non-humains soulèvent des débats passionnés. L'affaire devient encore plus brûlante quand on touche à ces bêtes que l'on écrase sans remords et avec lesquels nous livrons un bras de fer à base d'armes chimiques : les insectes. Nous faudra-t-il accepter que même ces petits êtres sont doués d'émotions, voire de sentiments ? C'est ce qu'ont voulu savoir des chercheurs de l'université de Pasadena (États-unis) en observant la drosophile (Drosophila sp.), une petite mouche des fruits très étudiée en génétique.
Pister les traces de la peur
L'équipe de William T. Gibson a cherché chez l'insecte des traces d’émotions, aussi appelées émotions primitives. Trois de celles-ci ont été étudiées :
• l’évolutivité, le fait que la réponse de l'animal, face au danger, est graduelle et augmente avec le nombre d'éléments menaçants ;
• la valence, l'impact négatif ou positif sur l'organisme de l'émotion et la persistance ;
• la présence de reliquats d'émotions une fois l'alerte passée.
10 mouches ont été soumises à un stimulus effrayant : une ombre qui survolait la boîte les contenant. Elle passait plus ou moins souvent et à des intervalles plus ou moins longs, déterminés par les chercheurs. Puis, les mouches ont été testées individuellement. Tout cela sous l'œil attentif d'une caméra vidéo.
Au passage de l'ombre, les drosophiles s'agitaient subitement. Lors d'assombrissements répétés espacés d'une seconde, la réponse des mouches (les envols) augmentait progressivement avec le nombre d'épisodes d'obscurité. Cependant cet effet cumulatif disparaissait quand ces derniers étaient plus espacés. À 3 secondes d'intervalle, les mouvements que généraient la menace étaient bien moindre qu'à 1 seconde. Un autre facteur influait sur l'envol : le nombre d'individus présents. Isolées, les drosophiles ont en effet montré une plus grande sensibilité à l'alerte qu'en groupe. La mouche seule fuyait dès le premier passage ombrageux (ce qui n'était pas le cas en présence de 9 autres individus) ; ou adoptait une posture figée qualifiée de "freezing" conservée pendant le passage de l'ombre et après plusieurs secondes. Dans les deux cas, 20 secondes environ étaient nécessaires pour que le comportement des mouches retourne à la normale.
Les émotions primitives sont bien là
Dans une dernière expérience, les chercheurs ont proposé de la nourriture à des mouches ayant subi une diète de 24 à 60 heures. Tout cela dans une boîte elle aussi survolée par une ombre. Les mouches ont difficilement déserté la zone de nourrissage mais l'ont d'autant plus évacuée que les ombres se multipliaient. Le besoin de se sustenter rentre donc en compétition avec celui de fuir.
Que peut-on en conclure ? Persistance, évolutivité, valence négative de l'émotion suscitée par un danger... Les émotions primitives sont bien présentes chez les drosophiles. Et si la crainte de l’anthropomorphisme retient les chercheurs d’assimiler leur comportement à de la peur ou de l'anxiété, les résultats de Gibson et ses collègues ouvrent malgré tout une nouvelle voie : celle de l’étude des émotions chez les insectes. Nos conceptions n’attendent que d’être bousculées.

Des astronomes étudient l'un des objets les plus mystérieux de l'Univers : un disque dynamique et poussiéreux !

Les astronomes étudient un mystérieux disque protoplanétaire de chant qui est entouré de jets et d'un vent de disque. Ils le font grâce aux données du télescope spatial James Webb et d'autres instruments.

(Image du disque protoplanétaire HH 30 captée par le télescope spatial Webb.)

Cette nouvelle image du télescope spatial James Webb de la NASA/ESA/CSA présente HH 30 avec un niveau de détail sans précédent. Cet objet est un disque protoplanétaire de chant entouré de jets et d'un vent de disque, situé dans la nébuleuse obscure LDN 1551, au sein du nuage moléculaire du Taureau.

Les mystères de l'objet céleste HH 30

Les objets Herbig-Haro, comme HH 30, sont des régions lumineuses entourant des étoiles nouvellement nées (connues sous le nom de protoétoiles). Ils se forment lorsque les vents stellaires ou les jets de gaz émis par ces étoiles en formation créent des ondes de choc en entrant en collision à grande vitesse avec le gaz et la poussière environnants.

HH 30 présente un intérêt particulier pour les astronomes. En effet, le disque HH 30 est considéré comme le prototype d'un disque de chant, grâce à sa découverte précoce avec le télescope spatial Hubble. Les disques observés sous cet angle constituent un laboratoire unique pour étudier le déplacement et l'accumulation des grains de poussière.

(photo : Les différents visages de HH30. ESA - NASA)

Une équipe internationale d'astronomes a utilisé le télescope Webb pour examiner cet objet avec un grand niveau de détail. En combinant les observations de Webb avec celles du télescope spatial Hubble et du réseau Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), l'équipe a pu étudier l'apparence du disque à travers plusieurs longueurs d'onde du spectre.

Les données en longueurs d’onde longues d’ALMA permettent de suivre l’emplacement des grains de poussière de taille millimétrique, qui se trouvent dans une région étroite du plan central du disque. Les données infrarouges en longueurs d’onde plus courtes du télescope Webb révèlent quant à elles la distribution des grains de poussière plus petits. Ces derniers ont un diamètre d’à peine un millionième de mètre, soit environ la taille d’une seule bactérie. Tandis que les gros grains de poussière se concentrent au centre du disque, les plus petits sont beaucoup plus dispersés.

Ces observations de Webb, combinées à celles d’ALMA, montrent que les grains de poussière de grande taille doivent migrer à l’intérieur du disque et se déposer en une couche fine. La formation d’une couche de poussière étroite et dense constitue une étape clé du processus de formation des planètes. Dans cette région dense, les grains de poussière s’agrègent pour former des cailloux, puis, à terme, des planètes.

Outre le comportement des grains de poussière, les images de Webb, Hubble et ALMA révèlent plusieurs structures distinctes imbriquées les unes dans les autres. Un jet de gaz à grande vitesse émerge à un angle de 90 degrés du disque central étroit. Ce jet étroit est entouré d'un jet conique plus large. Le jet conique est enveloppé d'une large nébuleuse qui reflète la lumière de la jeune étoile incluse dans le disque. L'ensemble de ces données révèle que HH 30 est un lieu dynamique, où les petits grains de poussière et les jets massifs jouent un rôle dans la formation de nouvelles planètes.



 

Un fossile unique révèle l’existence d’une plante qui n’a aujourd’hui aucun équivalant sur Terre

Une découverte récente bouscule nos connaissances sur l’évolution des plantes. Des fossiles vieux de 47 millions d’années, déterrés dans l’Utah, ont révélé l’existence d’une plante à nul autre pareil, appartenant à une famille aujourd’hui éteinte. Cette espèce, baptisée Othniophyton elongatum, redessine les frontières de la botanique paléontologique.

Un fossile qui sort de l’ordinaire

Les premières traces de Othniophyton elongatum ont été découvertes en 1969 dans la formation de Green River, une réserve exceptionnelle de fossiles datant de l’éocène. Cette période, s’étendant de 56 à 33,9 millions d’années, a vu émerger de nombreuses espèces de plantes à fleurs. Les scientifiques de l’époque avaient classé ce fossile dans la famille des Araliaceae, connue pour inclure le ginseng, l’angelica et le lierre. Cependant, des recherches récentes ont démontré que cette classification était erronée.

Pourquoi une erreur de classification ?

Les fossiles initiaux étaient constitués principalement de feuilles isolées. Ces dernières ressemblaient à des feuilles composées, comme celles de certaines plantes modernes du genre Oreopanax. Toutefois, la découverte de nouveaux spécimens comprenant des feuilles, des fruits et des branches complètes a permis une analyse plus approfondie.

Steven Manchester, paléobotaniste au Florida Museum of Natural History, explique : " Ces nouveaux fossiles, plus complets, montrent que les feuilles ne sont pas composées et que la morphologie des fruits ne correspond à aucune plante connue. "

Une plante sans équivalent moderne

(Photo . L’analyse microscopique des fossiles a révélé des détails fascinants. Les fruits de Othniophyton elongatum présentent une particularité rare : leurs étamines, parties mâles de la fleur, restent attachées au fruit mûr, une caractéristique absente chez les plantes modernes.)

Des outils technologiques à la rescousse

Grâce à une station de microscopie de pointe, les chercheurs ont pu examiner les graines, les étamines et le péricarpe des fruits avec une précision inégalée. Cette analyse a confirmé que Othniophyton elongatum ne correspond à aucun ordre de plantes existant, bien qu’elle présente des similitudes avec l’ordre des Caryophyllales. Cependant, les différences étaient trop importantes pour l’intégrer à cet ordre.

Les implications pour la science

Une famille de plantes disparue

Les chercheurs concluent que Othniophyton elongatum appartient à une famille totalement éteinte, ce qui remet en question certaines hypothèses sur l’évolution des plantes à fleurs. Jusqu’à présent, on supposait que la majorité des plantes fossiles de l’éocène étaient apparentées à des espèces modernes. Cette découverte montre que des lignées entières ont pu disparaître sans laisser de descendants.

Comprendre l’adaptation et l’extinction

Étudier des plantes comme Othniophyton elongatum offre un aperçu précieux sur les stratégies d’adaptation et les causes d’extinction. Par exemple, la présence d’étamines persistantes pourrait indiquer une méthode de reproduction unique, peut-être inefficace dans des environnements changeants.

Un avertissement pour les chercheurs

Cette découverte met en lumière les dangers des hypothèses biaisées. Selon Steven Manchester : " Il est tentant d’associer un fossile à une famille moderne pour simplifier les choses, mais cette approche peut nous éloigner de la vérité scientifique. "

En conclusion : un mystère à élucider

Othniophyton elongatum reste une énigme pour les paléobotanistes. Ce fossile unique enrichit notre compréhension de l’évolution végétale tout en posant de nouvelles questions. Comment cette plante s’est-elle éteinte ? Quels facteurs ont contribué à sa disparition ?

Des recherches futures, combinant fossiles et modèles génomiques, pourraient nous révéler davantage sur cette espèce fascinante et les mystères du monde végétal.