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.  



 

Oscar, le petit chat, arrive devant la chambre 313. La porte est ouverte, il entre. Mme K. est allongée paisiblement sur son lit et respire doucement. Autour d'elle, les photos de ses petits-enfants et une de son mariage. Malgré ces souvenirs, elle est seule. Oscar saute sur le lit, renifle l'air et marque une pause, histoire de considérer la situation. Sans plus hésiter, il fait alors deux tours sur lui-même pour se lover contre Mme K. Une heure passe. Oscar attend. Une infirmière entre, vérifie l'état de la malade et note la présence d'Oscar. Préoccupée, elle sort et commence à passer des coups de téléphone. La famille arrive, le prêtre est appelé pour les derniers sacrements. Le matou ne bouge toujours pas. Le petit-fils de Mme K. demande alors :" Mais que fait le chat ici ?* Sa mère, maîtrisant ses larmes, lui répond : " Il est là pour aider grand-mère à arriver au paradis... * Trente minutes plus tard, Mme K. pousse son dernier soupir. Oscar se lève, sort à pas de velours, sans que personne ne le remarque..."
Oscar, présente la particularité incroyable d'identifier les patients dont la mort est imminente. La prestigieuse revue médicale américaine The New England Journal of Medicine, dans son dernier numéro, loin de ses articles austères, a choisi de publier l'histoire vraie et touchante d'un petit chat pas comme les autres. Recueilli dans une unité pour malades d'Alzheimer à Rhode Island aux États-Unis, il présente la particularité incroyable d'identifier les patients dont la mort est imminente et de se blottir alors contre eux pour leur apporter un ultime réconfort. Il s'intéresse à chaque patient, mais ne s'installe sur leur lit que lorsque le moment fatal est arrivé. Le docteur David Dosa, gériatre à l'hôpital Rhode Island de Providence, travaillant dans cette unité, décrit avec précision dans le New England comment ce chat a transformé les pratiques de fin de vie, en prévoyant les décès, permettant d'organiser l'appel aux familles et les derniers offices religieux. "Un indicateur quasi certain"
L'animal, âgé de deux ans, tigré et blanc, a été adopté par le personnel de l'unité de soins spécialisés dans la maladie d'Alzheimer situé au troisième étage. Selon David Dosa, Oscar fait des rondes régulières, observe les patients, les renifle avant de passer son chemin ou de s'installer pour un dernier câlin. Il lui est arrivé d'accompagner jusqu'à leur ultime demeure des mourants qui, faute de famille, seraient morts tout seul.
Ses prévisions se sont révélées jusqu'à présent si exactes que, dès qu'il se blottit contre un patient, les soignants contactent les proches. "Personne ne meurt au troisième étage sans avoir reçu la visite d'Oscar, écrit David Dosa. Sa seule présence au chevet d'un patient est perçue par les médecins et les soignants comme un indicateur quasi certain d'un décès imminent." Jusqu'ici, il a supervisé la mort de plus de 25 pensionnaires, selon David Dosa, qui a précisé de ne pas pouvoir fournir d'explication aux capacités divinatoires du chat. Oscar a-t-il des dons particuliers ? Cette histoire permet de méditer en tout cas sur l'impact des animaux de compagnie dans certaines structures destinées aux personnes âgées.
Les chats, animaux particulièrement affectueux, pourraient jouer un rôle de réconfort pour ces malades atteints d'Alzheimer que la démence éloigne du monde rationnel. L'agence d'hospitalisation locale, en tout cas, a pris la mesure du rôle d'Oscar puisqu'elle a fait graver ces quelques mots sur le mur du service : "Cette plaque récompense Oscar le chat pour ses soins dignement compassionnels."

De nouvelles découvertes réécrivent notre compréhension de l’évolution des mammifères

Des paléontologues brésiliens viennent de faire une découverte fascinante qui pourrait changer notre compréhension de l’évolution des mammifères. En examinant des fossiles bien conservés de deux espèces de cynodontes, précurseurs de mammifères, ces chercheurs ont mis au jour des informations cruciales sur l’évolution de la mâchoire et de l’oreille moyenne. Ce travail révèle que certaines caractéristiques essentielles des mammifères ont évolué bien plus tôt que ce que l’on pensait auparavant.

Les Cynodontes : les ancêtres des mammifères

Les cynodontes sont un groupe fascinant de reptiles mammaliens qui ont vécu il y a environ 260 à 200 millions d’années durant le Trias. Ils sont souvent considérés comme les ancêtres directs des mammifères modernes, marquant une étape cruciale dans l’évolution des vertébrés. Ce groupe se distingue par plusieurs caractéristiques qui préfigurent celles des mammifères, telles qu’une dentition plus spécialisée et une structure de mâchoire évoluée.

Les cynodontes avaient une grande variété de formes et de tailles, allant de petits prédateurs agiles à des espèces plus volumineuses. Un aspect clé de leur évolution a été le développement d’une mâchoire composée de plusieurs os, ce qui a permis une mastication plus efficace des aliments. Contrairement à leurs ancêtres reptiles, qui possédaient une mâchoire moins complexe, les cynodontes ont alors commencé à montrer des adaptations qui ont facilité la transition vers les caractéristiques modernes des mammifères.

Un autre aspect significatif des cynodontes est leur oreille moyenne. Les premiers cynodontes avaient en effet déjà commencé à évoluer vers la présence de trois os distincts dans l’oreille, une caractéristique qui distingue les mammifères des autres vertébrés.

Deux espèces clés

Parmi les cynodontes, deux espèces récentes ont été découvertes au Brésil : Brasilodon quadrangularis et Riograndia guaibensis. Ces fossiles, datés d’environ 225 millions d’années, ont été trouvés dans une région qui était à l’époque riche en biodiversité. Des paléontologues de l’Université de Bristol se sont penchés sur ces espèces pour mieux comprendre les premières étapes de l’évolution de la mâchoire chez les mammifères.

Pour réaliser leur étude, ils ont utilisé une technique appelée tomodensitométrie. Cette méthode permet de créer des images en 3D des structures internes des fossiles. En étudiant les articulations de la mâchoire des deux espèces, les chercheurs ont découvert que Riograndia guaibensis présentait une structure de mâchoire qui ressemblait à celle des mammifères. Étonnamment, cette espèce a vécu 17 millions d’années avant le plus ancien exemple connu de ce type d’articulation.

En revanche, la deuxième espèce, Brasilodon quadrangularis, n’avait pas cette structure. Cela signifie que les caractéristiques de la mâchoire des mammifères ont évolué à plusieurs reprises au sein de différents groupes de cynodontes, ce qui était jusqu’à présent inconnu.

(Photo : Les deux fossiles découverts. B. quadrangularis en haut et R. guaibensis en bas.)

Une évolution plus complexe que prévu

Cette découverte remet donc en question l’idée que l’évolution des mammifères a suivi un chemin linéaire. Au lieu de cela, il semble que les ancêtres des mammifères ont expérimenté diverses formes d’articulation de la mâchoire, conduisant à l’évolution des traits des mammifères de manière indépendante dans différentes lignées. Ce phénomène est décrit par les scientifiques comme une évolution " patchwork " ou " mosaïque ".

En intégrant ces nouvelles informations aux données existantes, les scientifiques espèrent approfondir leur compréhension de l’évolution de la mâchoire et de l’oreille des mammifères. Ces découvertes sont non seulement fascinantes d’un point de vue scientifique, mais elles pourraient également nous aider à mieux comprendre notre propre histoire évolutive. 



 

Comment utiliser la théorie des jeux au profit de la collaboration entre l'humain et le robot ?

Et si les robots pouvaient travailler avec nous afin de nous permettre d'effectuer des activités, telles qu'un entraînement sportif ou une rééducation physique ? Afin de nous aider à atteindre nos objectifs, ils auraient besoin de comprendre nos actions et d'adapter leur comportement en conséquence. Même si les robots sont de plus en plus utilisés dans plusieurs domaines, en allant de la fabrication à la chirurgie médicale, ils ne peuvent pas réagir de manière optimale aux utilisateurs individuels.

Partiellement soutenus par le projet CoglMon financé par l'UE des scientifiques ont répondu à ce défi en adaptant la théorie des jeux pour analyser l'interaction physique entre un robot et un humain. Leur recherche a été récemment publiée dans la revue "Nature Machine Intelligence". Un article de l'Imperial College London résume le cadre théorique de cette étude: "Pour appliquer avec succès la théorie des jeux à leur interaction les chercheurs ont dû résoudre le fait que le robot ne puisse pas prédire les intentions de l'humain seulement par le raisonnement."
Apprendre le comportement humain
L'équipe de recherche a examiné de quelle manière "devrait être contrôlé un robot de contact pour apporter une réponse stable et adaptée à un utilisateur au comportement inconnu qui effectue des mouvements au cours d'activités, telles que l'entraînement sportif, la rééducation physique ou le covoiturage." Il est déclaré dans l'article de l'Imperial College London que l'équipe s'est intéressée à "la différence entre ses mouvements attendus et ses mouvements réels pour estimer la stratégie humaine – comment l'humain utilise les erreurs dans une tâche pour générer de nouvelles actions." Et il est ajouté que: "Par exemple, si la stratégie de l'humain ne leur permet pas d'accomplir cette tâche, le robot peut fournir davantage d'efforts pour les aider. Apprendre au robot à prédire la stratégie de l'humain lui fait changer sa propre stratégie en retour."

Les scientifiques ont testé leur cadre dans des simulations et des expérimentations avec des sujets humains. Ils ont démontré "que le robot peut s'adapter quand la stratégie de l'humain change lentement, comme si l'humain récupérait de la force, et quand la stratégie de l'humain change et est incohérente, comme après une blessure", selon le même article.

Le projet CogIMon (Cognitive Interaction in Motion) a été mis en place pour modifier "la façon dont les robots interagissent avec les humains en introduisant des robots plus faciles à utiliser, qui sont plus flexibles et plus dociles, et qui apprennent davantage", comme expliqué sur le site web du projet. "Le projet CoglMon vise un changement par étape dans l'interaction entre le robot et l'humain vers une intégration systémique de capacités d'interaction robustes et fiables pour des équipes d'humains et de robots dociles, en particulier l'humanoïde docile COMAN."

Il est également indiqué que, pour atteindre son objectif, le projet utilise "des démonstrations évoluées, en situation réelle, de prise et de lancer dociles interactifs, faites par un robot, une interaction avec COMANS sous le changement de contact et de composition de l'équipe, et dans un modèle entièrement porté par l'ingénierie de manipulation à multi-bras."

Le robot COmpliant HuMANoid Platform (COMAN) a été mis au point dans le cadre du projet FP7 AMARSi (Adaptive Modular Architecture for Rich Motor Skills) qui s'est déroulé entre 2010 et 2014. Grâce à sa robustesse physique il peut marcher et garder l'équilibre et il est entièrement autonome d'un point de vue énergétique comme expliqué sur le site web du projet AMARSi.

Les physiciens commencent à comprendre comment les étoiles forment des atomes lourds

Au Facility for Rare Isotope Beams (FRIB), un laboratoire niché à l’Université d’État du Michigan, on tente de percer le secret de la genèse des éléments lourds, ceux qui dépassent le fer dans la table périodique. Si la naissance des éléments légers lors du Big Bang et leur transformation jusqu’au fer par fusion nucléaire dans le cœur des étoiles sont désormais bien comprises, le mystère demeure pour les éléments plus lourds comme le zinc, le plomb, le barium ou l’or.

Les trois voies de la création des éléments lourds

Au fil des décennies, les physiciens ont identifié trois grands processus astrophysiques à l’origine de ces éléments :

- Le processus lent (s-process) : Il se déroule dans les étoiles géantes rouges, où les noyaux atomiques capturent des neutrons à un rythme modéré, sur des milliers d’années, menant à la création d’éléments stables comme le barium. Ce mécanisme s’active dans les couches internes des étoiles en fin de vie, lors de phases d’intense mélange et de richesse en neutrons.

- Le processus rapide (r-process) : Ici, tout s’accélère. Dans des environnements extrêmes, tels que la collision de deux étoiles à neutrons, les noyaux capturent une multitude de neutrons en quelques secondes, forgeant des éléments précieux comme l’europium, l’or ou le platine. Ce processus, bien que théorisé depuis longtemps, n’a été que récemment confirmé par l’observation de signatures chimiques dans les débris de telles collisions.

- Le processus intermédiaire (i-process) : Longtemps resté hypothétique, ce mécanisme se situe entre les deux précédents. Il fut imaginé dans les années 1970 par John Cowan, mais ce n’est que récemment que les astrophysiciens ont commencé à en retrouver la trace dans certaines étoiles anciennes, dites " riches en carbone et pauvres en métaux ", dont la composition ne correspondait ni au s-process ni au r-process. Le i-process pourrait se produire dans des géantes rouges " ressuscitées " ou des naines blanches accrétant la matière de leur compagne stellaire.

L’expérimentation terrestre : FRIB à la pointe

Au FRIB, les chercheurs reproduisent ces conditions cosmiques. Ils accélèrent des noyaux à des vitesses vertigineuses, les font percuter des cibles, et observent la naissance d’isotopes rares, instables, identiques à ceux produits dans les étoiles. Grâce à des détecteurs sophistiqués, ils mesurent la capture de neutrons et la désintégration des noyaux, décryptant ainsi la chaîne des réactions nucléaires du i-process. Ce travail permet d’affiner les modèles théoriques et de comparer les abondances d’éléments simulées à celles observées dans les étoiles anciennes.

Vers la résolution d’un mystère cosmique

Les résultats obtenus au FRIB marquent une avancée majeure : les ratios d’éléments produits en laboratoire coïncident avec ceux relevés dans les étoiles énigmatiques du halo galactique. Il reste toutefois à déterminer précisément dans quels types d’astres le i-process se déroule : géantes rouges ou naines blanches ? Les prochaines années verront l’étude de nouveaux isotopes et le développement de modèles tridimensionnels plus précis pour trancher cette question.

Parallèlement, l’équipe du FRIB se prépare à s’attaquer au r-process, encore plus difficile à reproduire, mais essentiel pour comprendre l’origine des métaux précieux de notre univers.

Conclusion

Ce récit met en lumière la quête humaine pour retracer notre héritage cosmique, révélant comment, à travers l’alchimie des étoiles et la rigueur des laboratoires, nous déchiffrons peu à peu l’histoire secrète des atomes qui composent notre monde.



 

Des scientifiques découvrent "par hasard" que la vie sur Terre est beaucoup plus ancienne qu'on ne le pensait auparavant

Une rencontre fortuite dans une région reculée de l'Australie et des années d'analyse minutieuse ont permis de repousser de 750 millions d'années les preuves de l'apparition d'une vie complexe sur la planète.

Le Dr Erica Barlow, géobiologiste à l'université de Nouvelle-Galles du Sud (UNSW), a découvert une nouvelle façon de comprendre comment la vie s'est formée sur la planète en analysant une roche qu'elle avait posée sur son bureau.

Barlow a trouvé cette roche lors d'une excursion dans l'arrière-pays de l'Australie occidentale il y a une dizaine d'années.

Elle a étudié les stromatolites dans le cadre de son projet de recherche de premier cycle et a passé ses journées dans la région de Pilbara à cartographier la zone et à analyser les structures rocheuses. Barlow rentrait au camp lorsqu'une petite pierre noire et brillante reflétant la lumière du soleil a attiré son attention. Elle se détachait du paysage rouge et il l'a ramassée en souvenir de son voyage.

La roche mystérieuse cache des secrets.

La roche est restée sur le bureau de Mme Barlow au Centre australien d'astrobiologie pendant plusieurs mois, alors qu'elle travaillait sur son projet sur les stromatolithes. Son superviseur à l'UNSW, le professeur associé Martin Van Kranendonk, a vu la roche - connue sous le nom de chert noir - et l'a encouragée à rechercher des microfossiles à l'intérieur. Ce qu'Erica a vu l'a choquée.

La plupart des microfossiles ont la forme de longs filaments, mais ce fossile était rond.

"Le microfossile que j'ai trouvé n'existait pas dans les archives géologiques", explique Barlow. "Il s'agissait d'un type de vie totalement nouveau".

Le grand événement d'oxydation et le développement de la vie sur Terre

La datation indépendante des couches rocheuses entourant le chert noir encastré suggère que les microfossiles ont environ 2,4 milliards d'années.

Cette estimation de l'âge coïncide avec le "Grand événement d'oxydation" : un tournant volatil dans l'histoire de la Terre au cours duquel les niveaux d'oxygène à la surface de la planète ont augmenté de façon spectaculaire et irréversible.

Barlow explique que l'augmentation soudaine et unique de l'oxygène a été théoriquement liée au développement de toute vie complexe sur Terre, mais que rien dans les archives fossiles ne prouvait cette théorie - jusqu'à aujourd'hui...

La seule forme de vie connue qui existait avant le Grand Événement d'Oxydation était " procaryotique " : des organismes simples, unicellulaires et sans noyau, comme les bactéries.

Cependant, la forme relativement complexe et la grande taille du fossile découvert par le Dr Barlow suggèrent que sa forme de vie pourrait avoir été une première étape vers une forme de vie " eucaryote ", c'est-à-dire une forme de vie complexe, généralement multicellulaire, dotée d'un noyau.

"Nous avons montré la première preuve fossile directe reliant l'évolution de l'environnement pendant la Grande Oxydation à une augmentation de la complexité de la vie", déclare Barlow. "Cela montre une avancée dans l'organisation de la vie à cette époque".

Cet événement est parfois appelé la " catastrophe de l'oxygène ", catastrophique pour de nombreuses formes de vie à l'époque, qui avaient besoin d'environnements pauvres en oxygène pour survivre.

Si les recherches futures confirment cette théorie, ce fossile serait la plus ancienne preuve connue d'une vie complexe sur Terre, mais il faudra sans doute attendre un certain temps avant que la technologie ne permette de l'évaluer.



 

IA : Cette technique oubliée du 18e siècle rend le Deep Learning inutile

Et si le deep learning devenait inutile au développement de l’intelligence artificielle ? Cette technique oubliée du 18e siècle pourrait le remplacer.

Jusqu’à maintenant, le deep learning ou l’apprentissage profond est présenté comme un processus essentiel au développement de l’intelligence artificielle. Il consiste à entraîner les grands modèles de langage (LLM) avec un énorme volume de données. Mais des chercheurs finlandais avancent que le deep learning pourrait devenir inutile.

Ces chercheurs font partie d’une équipe de l’université de Jyväskylä qui effectue des travaux sur les techniques de développement de l’intelligence artificielle. Ils ont publié le mois dernier, dans la revue Neurocomputing, un papier intéressant sur une ancienne méthode mathématique du 18e siècle.

Cette technique est plus simple et plus performante que l’apprentissage profond, défendent les auteurs dans leur papier. Notons que cette conclusion constitue l’aboutissement de six années de recherche.

Il faut que le deep learning devienne inutile…

Le deep learning s’apparente aux techniques d’intelligence artificielle exploitant massivement des données et des ressources informatiques. Celles-ci servent à entraîner des réseaux neuronaux pour avoir des LLM. Rappelons que ces derniers se trouvent au cœur des IA génératives comme le populaire Chat-GPT.

Mais il ne faut pas croire que l’apprentissage profond est infaillible. Le volume des données à traiter en fait une méthode complexe et souvent sujette à des erreurs. Cela impacte significativement les performances des modèles génératifs obtenus.

En effet, la complexité du deep learning se retrouve dans la structure d’un LLM (large miodèle de langage). Cela peut instaurer une boîte noire sur le mécanisme du modèle IA. Dans la mesure où son fonctionnement n’est pas maîtrisé, les performances ne seront pas au rendez-vous. L’opacité du mécanisme IA peut même exposer à des risques.

Des modèles IA performants sans deep learning

L’équipe de l’université de Jyväskylä travaille ainsi depuis six ans sur l’amélioration des procédés d’apprentissage profond. Leurs travaux consistaient notamment à explorer la piste de la réduction des données. L’objectif est de trouver un moyen pratique pour alimenter les LLM sans pour autant les noyer de données.

Les auteurs de la recherche pensent avoir trouvé la solution dans les applications linéaire et non-linéaire. Il s’agit d’un concept mathématique dont le perfectionnement a eu lieu du 17e au 18e siècle. Celui-ci s’appuie principalement sur la combinaison des fonctions et des équations différentielles.

Les applications linéaire et non-linéaire permettent ainsi de générer un nouvel ordre de modèles de langage. Il en résulte des LLM avec une structure beaucoup moins complexe. Par ailleurs, son fonctionnement ne requiert pas un énorme volume de données. Cela n’a pourtant aucun impact négatif sur la performance.

Les mathématiques du 18e siècle pour moderniser l’IA…

L’importance de l’intelligence artificielle dans la technologie moderne augmente rapidement. La compréhension et la vraie maîtrise des grands modèles de langage deviennent indispensables. Les chercheurs finlandais pensent que leur nouvelle méthode peut résoudre certains problèmes en lien avec le développement de l’intelligence artificielle.

En effet, plus le développement de l’IA sera simple et transparent, il sera davantage facile d’envisager son utilisation éthique. L’accent est également mis sur la dimension écologique du nouveau procédé. Des LLM plus simples requièrent beaucoup moins de ressources informatiques et sont moins énergivores.

Néanmoins, les chercheurs craignent le scepticisme des actuels principaux acteurs de l’IA. "Le deep learning occupe une place si importante dans la recherche, le développement de l’intelligence artificielle (…) Même si la science progresse, la communauté elle-même peut se montrer réticente au changement", explique l’un des auteurs de la recherche.

Comment l'humain va-t-il évoluer ?

Sélectionnés, réparés, greffés, augmentés... comment les humains vont-ils évoluer ? C'est notre Question de lecteur de la semaine.

"Comment allons-nous évoluer ?", nous demande Kim Fontaine sur notre page Facebook.  

"Il est certain que l’Homme continuera d’évoluer"

Très grande, le front haut, un cerveau énorme et des yeux globuleux. C’est ainsi que la science-fiction représente souvent notre descendance après des centaines de milliers d’années d’évolution. Une autre école la voit, au contraire, inchangée physiquement, car sa puissance technologique l’aura totalement soustraite aux "pressions" de l’environnement. Les deux visions sont également fantasmatiques. "Parce qu’il est impossible de prévoir l’évolution de notre espèce sur des centaines de milliers d’années, insiste Anne-Marie Guihard- Costa, directrice de l’unité Dynamique de l’évolution humaine du CNRS. Sauf à posséder une boule de cristal et connaître les événements – climatiques, épidémiologiques, etc. – qui se produiront d’ici là !"

Depuis l’ère industrielle, les pressions de sélection se sont néanmoins "relâchées". "Elles sont en grande partie contrecarrées par les progrès techniques et médicaux, poursuit la bio-anthropologue, qui ont entraîné en particulier une chute drastique de la mortalité infantile. Mais il est certain que l’Homme continuera d’évoluer."

Quelles sont les tendances prévisibles ? Même si la taille moyenne des populations a augmenté depuis plusieurs siècles grâce à une meilleure hygiène, une alimentation diversifiée ainsi qu’aux vaccinations (les infections ralentissent la croissance), elle se stabilisera sans doute autour de 1,85 mètre pour l’homme. Soumise à des contraintes mécaniques et osseuses, la stature devient en effet un handicap au-delà d’un certain seuil. Il est très peu probable, par ailleurs, que la taille de notre cerveau croisse de façon importante, parce qu’elle est étroitement liée à cette stature et que la bipédie contraint la largeur du bassin : les femmes ne pourraient accoucher de bébés à la trop grande boîte crânienne.

"Nous courons aussi le risque de continuer à grossir"

La taille des mâchoires devrait en revanche se réduire en raison d’une alimentation plus molle. L’augmentation des chevauchements dentaires et le fait qu’un tiers de l’humanité naît sans dents de sagesse résultent déjà de ces changements. "Nous courons aussi le risque de continuer à grossir, souligne Anne-Marie Guihard-Costa. Et pas seulement en raison d’une alimentation trop riche. On sait, à présent, que la pollution joue un rôle dans l’obésité, à travers des perturbateurs endocriniens qui modifieraient le métabolisme hormonal."

Tout aussi attendu, l’accroissement de la longévité. Au milieu des années 1970, l’espérance de vie moyenne était de 75 ans en Europe, avec des phénomènes de vieillissement qui commençaient vers 60 ans. Elle est aujourd’hui de 80 ans, avec une sénescence débutant autour de 75 ans. "La longévité continuera à croître, annonce ainsi Charles Susanne, professeur d’anthropologie et de génétique humaine à l’Université libre de Bruxelles, pour atteindre un pic estimé à 125 ans."

Certains tenants du "transhumanisme", courant de pensée très vivace aux États-Unis, estiment néanmoins que la convergence des nano et biotechnologies, de l’intelligence artificielle et des sciences cognitives permettra de modifier la nature humaine… et même d’échapper à notre condition de mortel ! "Sans tomber dans ce type d’utopie, note Charles Susanne, les avancées technologiques laissent entrevoir un Homme de plus en plus sélectionné génétiquement par la procréation médicalement assistée qui permet d’éliminer les embryons porteurs de maladies. Mais aussi de plus en plus augmenté, réparé, avec une pléiade de greffes et d’organes artificiels connectés entre eux."