Les expériences de pensée (ou Gedankenexperimente) sont des dispositifs intellectuels mobilisant l'imagination pour explorer des hypothèses, tester des théories ou révéler des paradoxes. Elles s'appuient sur des scénarios fictifs, souvent contre-intuitifs, pour éprouver la cohérence interne des concepts ou anticiper les implications d'une théorie. Leur objectif n'est pas de produire des données empiriques, mais de clarifier des raisonnements ou d'exposer des contradictions cachées.

Origines et évolution historique

1  Antiquité :

- Platon utilise des récits mythiques (comme l'allégorie de la caverne) pour illustrer des idées abstraites.

- Aristote imagine des situations hypothétiques pour discuter du mouvement ou du vide.

2  Renaissance et révolution scientifique :

- Galilée formalise des expériences de pensée pour contourner les limites technologiques de son époque. Exemple : Sa célèbre démonstration sur la chute des corps (deux masses liées tombant dans le vide) invalide la physique aristotélicienne.

- Newton et Descartes recourent à des scénarios imaginaires pour expliquer l'inertie ou l'infini.

3  Époque moderne et contemporaine :

- Einstein utilise des expériences de pensée pour conceptualiser la relativité (ex. : l'ascenseur en accélération).

- Philosophie analytique : Les penseurs comme Hilary Putnam (expérience de la Terre Jumelle sur la sémantique) ou John Searle (chambre chinoise sur l'intelligence artificielle) en font un outil central.

Fonctions épistémologiques

Les expériences de pensée remplissent plusieurs rôles selon les contextes :

1 Critique interne : Détecter des incohérences dans une théorie (ex. : le dilemme de l'âne de Buridan).

2 Exploration conceptuelle : Clarifier des notions complexes (ex. : le vaste de cerveau de Hilary Putnam pour discuter du réalisme).

3 Argument rhétorique : Rendre tangible une idée abstraite (ex. : le violoniste de Judith Jarvis Thomson en éthique).

4 Innovation théorique : Stimuler de nouvelles hypothèses (ex. : le chat de Schrödinger en mécanique quantique).

Exemples emblématiques

Domaine                             Expérience                                 Enjeu

Physique                             Ascenseur d'Einstein                   Relativité générale

Philosophie de l'esprit         Zombies de Chalmers                 Hard problem de la conscience

Éthique                               Trolley de Foot/Thomson             Moralité des choix utilitaristes

Métaphysique                     Navette de Teletransportation      Identité personnelle et continuité du soi

SémantiqueTerre                Jumelle (Putnam)                         Externalisme linguistique

Débats contemporains

1 Validité épistémique :

Les critiques (comme Kathleen Wilkes) soulignent leur dépendance à des intuitions culturellement biaisées.

Les défenseurs (comme James Robert Brown) insistent sur leur rôle heuristique irremplaçable.

2 Définition :

Faut-il limiter les expériences de pensée aux sciences a priori (mathématiques, logique) ?

Comment distinguer les expériences de pensée des fictions philosophiques ou des paraboles ?

3 Interdisciplinarité :

Utilisation en économie (ex. : main invisible de Smith), en droit (ex. : voile d'ignorance de Rawls), ou en psychologie morale.

Conclusion

Les expériences de pensée demeurent un outil fondamental pour la philosophie et les sciences, malgré leurs limites. Elles illustrent la puissance de l'abstraction et de l'imagination rationnelle, tout en suscitant des questions sur la nature de la connaissance et des concepts. Leur étude invite à une réflexion métaphilosophique sur les méthodes de la pensée critique.



 

Des cancers peuvent être induits par des modifications épigénétiques, sans mutations de l’ADN 

Des chercheurs français ont montré chez des drosophiles que des facteurs épigénétiques peuvent provoquer des cancers, sans mutation de l’ADN. Leurs travaux sont publiés dans la revue Nature.

L’épigénétique est l’étude des mécanismes qui permettent à une même séquence d’ADN d’avoir une expression génique différente et de transmettre ces états fonctionnels différentiels aux cellules filles.

" Dans notre laboratoire, nous étudions comment des facteurs épigénétiques interagissent dans le développement et comment ils contribuent à maintenir un organisme en bonne santé ", indique Giacomo Cavalli, directeur de recherche au CNRS, à l’institut de génétique humaine de Montpellier.

Son équipe s’est notamment penchée sur l’étude de cancers chez la drosophile, un modèle animal qui détient la plupart des gènes importants chez l’humain.

Depuis plus de 30 ans, la théorie communément admise suppose que les cancers sont dus à des mutations de l’ADN. Mais ces 15 dernières années, les chercheurs se sont rendus compte qu’il était parfois difficile voire impossible de trouver des mutations à qui la cause du cancer pouvait être attribuée, en particulier pour les métastases. Ils se sont donc intéressés à d’autres causes, notamment aux mutations épigénétiques.

Des facteurs de transcription s’activent, activent la transcription des gènes et cela crée une sorte de spirale qui ne s’arrête plus

Pas besoin de mutation de l’ADN pour induire un cancer

" Nous nous sommes demandés si, en l’absence de mutation de l’ADN, il n’y aurait jamais de tumeurs. Chez l’insecte, nous pouvons induire des mutations et réduire ou augmenter les niveaux d’expression d’un facteur souhaité. Nous l’avons fait avec des protéines connues pour jouer un rôle de suppresseur de tumeurs, comme les protéines appelées " Polycomb ", détaille le chercheur.

Son équipe a réduit pendant 24 heures les niveaux d’expression de ces facteurs à un stade donné de développement et dans un tissu donné, le tissu précurseur de l’œil. " Lorsqu’on retire ces facteurs, même pendant un temps court, on constate déjà que des gènes sont déréglés. Ce sont les mêmes qui sont déréglés dans les tumeurs. Nous avons alors regardé ce qui se passait si on établissait à nouveau les niveaux normaux de protéines Polycomb dans les cellules : beaucoup de gènes déréglés sont revenus à leur état normal, mais une partie est restée surexprimée de manière irréversible, même si les protéines répressives étaient revenues ", développe-t-il.

Cela ouvre des perspectives de traitements, si on peut inhiber les facteurs qu’on aura identifiés comme la cause de ces cancers

Perspectives de traitements

En étudiant de plus près les raisons de ce phénomène, les chercheurs ont observé que ces gènes mettaient en place un circuit d’activation qui s’auto-maintenait. " Des facteurs de transcription s’activent, activent la transcription des gènes et cela crée une sorte de spirale qui ne s’arrête plus ", commente Giacomo Cavalli.

"Nous avons ainsi montré qu’il n’y avait pas besoin de mutation de l’ADN pour induire un cancer ".

Les scientifiques vont désormais poursuivre leurs recherches en menant des expériences similaires avec des cellules de rongeurs ou humaines en culture et en continuant les études chez l’insecte pour observer la naissance de ces cancers épigénétiques.

* Nous pouvons mener des études très fines, en isolant de toutes petites quantités de cellules qui commencent à proliférer. On peut ensuite étudier les gènes qui se surexpriment pour mettre en lumière toute la chaîne des mécanismes moléculaires qui est déréglée. Cela ouvre des perspectives de traitements, si on peut inhiber les facteurs qu’on aura identifiés comme la cause de ces cancers ", espère-t-il.

L'IA n'a rien à voir avec un cerveau, et c'est normal

L’étonnante diversité cellulaire et la complexité du réseau du cerveau pourraient montrer comment améliorer l’IA.

L’intelligence artificielle (IA) fascine, tant elle semble incarner le rêve prométhéen de reproduire la pensée humaine. Pourtant, à l’aune des dernières découvertes, il apparaît que l’IA n’est en rien le miroir fidèle du cerveau, et que cette divergence n’est pas un défaut, mais une promesse.

La complexité vivante du cerveau

Le cerveau, ce prodige d’ingénierie biologique, se compose d’une mosaïque de neurones dont la diversité confine à l’infini. Chacun, unique dans sa forme, sa fonction, sa chimie, tisse un réseau où l’information circule sous des formes multiples : signaux électriques, fréquences, forces, analogies subtiles. Là où une simple extension du corps d’un ver active une centaine d’entrées et de sorties pour exprimer la nuance d’une sensation, le cerveau humain orchestre, à travers cent mille milliards de connexions, la mémoire, l’émotion, le mouvement, le rêve, la veille et la régulation du corps tout entier. Cette symphonie se joue à toutes les échelles, du neurone isolé jusqu’aux réseaux qui embrassent l’organisme, modulée par des substances chimiques qui adaptent en permanence l’état du système à l’environnement, à l’émotion, au stress, à la faim.

La caricature numérique de l’IA

Face à cette luxuriance, l’IA oppose la simplicité de ses " neurones " artificiels, qui ne sont que des abstractions mathématiques, des nœuds d’un réseau où l’information se réduit à des 1 et des 0, à des poids ajustés par l’apprentissage. Si le perceptron, ancêtre des réseaux neuronaux, a permis à la machine d’apprendre, il demeure une caricature du vivant : il ne connaît ni la diversité, ni la plasticité, ni la profondeur du cerveau. Les réseaux modernes, même les plus profonds, ne sont que des empilements d’opérations algébriques, dépourvus de la dynamique organique et de la capacité d’adaptation continue du cerveau humain.

Des inspirations croisées, mais des mondes séparés

Certes, l’IA s’est nourrie des avancées en neurosciences : la découverte des couches successives du cortex visuel a inspiré les réseaux convolutifs, capables de reconnaître des formes dans les images. Mais là où le cerveau apprend en interaction avec le monde, intégrant expérience, émotion, et sens, l’IA apprend par ingestion massive de données, sans compréhension réelle, sans conscience, sans subjectivité. Elle excelle dans des tâches précises - reconnaître un visage, battre un champion d’échecs - mais demeure incapable de raisonner, de généraliser, d’inventer comme le ferait un enfant ou même un animal simple.

Vers une hybridation féconde ?

Pourtant, l’écart n’est pas une impasse. Certains chercheurs tentent d’introduire dans l’IA des éléments de diversité, de plasticité, ou de modulation inspirés de la biologie, espérant ainsi améliorer la capacité d’apprentissage ou l’efficacité énergétique des machines. D’autres, à rebours, utilisent l’IA comme modèle pour comprendre le cerveau, dans un jeu de miroirs où chaque système éclaire l’autre, malgré leurs différences fondamentales.

Conclusion : deux intelligences, deux promesses

En définitive, IA et cerveau ne sont pas les deux faces d’une même pièce, mais deux architectures de l’intelligence, chacune avec ses forces et ses limites. L’IA, loin d’être un cerveau de silicium, est un nouvel objet de pensée, un outil qui prolonge nos capacités sans jamais les égaler ni les imiter parfaitement. Accepter cette altérité, c’est ouvrir la voie à une compréhension plus fine du vivant comme de la machine, et à une coévolution fertile entre biologie et technologie.

On sait enfin pourquoi le cerveau consomme autant d'énergie

La faute a des petites pompes "cachées". 

Les scientifiques le savent: le cerveau humain est une véritable machine insatiable en énergie. Au total, il en engloutit jusqu'à 10 fois plus que le reste du corps. Et même lorsque nous nous reposons, 20% de notre consommation de carburant est directement utilisé pour son fonctionnement. Un phénomène inexpliqué sur lequel nombre de scientifiques se sont cassés les dents. Jusqu'à aujourd'hui.

Publiée dans la revue Science Advances, une nouvelle étude explique l'origine du processus. Un processus qui se déroule dans ce que l'on appelle les vésicules synaptiques.

Entre deux neurones se trouve une synapse, zone qui assure la transmission des informations entre ces deux cellules nerveuses. Quand un signal est envoyé d'un neurone à un autre, un groupe de vésicules aspire les neurotransmetteurs à l'intérieur du premier neurone, au bout de sa queue. Le message est ainsi bien enveloppé, comme une lettre prête à être postée.

L'information est ensuite amenée jusqu'au bord du neurone, où elles fusionne avec la membrane, avant de relâcher les neurotransmetteurs dans la fameuse synapse. Dans cette zone, les neurotransmetteurs finissent leur course en entrant en contact avec les récepteurs du deuxième neurone. Et hop! Le message est passé.

Facile direz-vous. Certes, mais tout ceci nécessite beaucoup d'énergie cérébrale, ont découvert les scientifiques. Et ce, que le cerveau soit pleinement actif ou non.

En effectuant plusieurs expériences sur les terminaisons nerveuses, les membres de l'étude ont observé le comportement de la synapse lorsqu'elle est active ou non. Résultat: même quand les terminaisons nerveuses ne sont pas stimulées, les vésicules synaptiques, elles, ont toujours besoin de carburant. La faute à une sorte de petite pompe "cachée" qui est notamment en charge de pousser les protons hors de la vésicule. Chargée de pousser les protons hors de la vésicule et d'aspirer ainsi les neurotransmetteurs elle ne semble jamais se reposer et a donc besoin d'un flux constant d'énergie. En fait, cette pompe "cachée" est responsable de la moitié de la consommation métabolique de la synapse au repos.

Selon les chercheurs, cela s'explique par le fait que cette pompe a tendance à avoir des fuites. Ainsi, les vésicules synaptiques déversent constamment des protons via leurs pompes, même si elles sont déjà pleines de neurotransmetteurs et si le neurone est inactif.

Étant donné le grand nombre de synapses dans le cerveau humain et la présence de centaines de vésicules synaptiques à chacune de ces terminaisons nerveuses, ce coût métabolique caché, qui consiste à conserver les synapses dans un état de "disponibilité", se fait au prix d'une importante dépense d'énergie présynaptique et de carburant, ce qui contribue probablement de manière significative aux exigences métaboliques du cerveau et à sa vulnérabilité métabolique", concluent les auteurs.

Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer comment les différents types de neurones peuvent être affectés par des charges métaboliques aussi élevées, car ils ne réagissent pas tous de la même manière.

Certains neurones du cerveau, par exemple, peuvent être plus vulnérables à la perte d'énergie, et comprendre pourquoi pourrait nous permettre de préserver ces messagers, même lorsqu'ils sont privés d'oxygène ou de sucre.

"Ces résultats nous aident à mieux comprendre pourquoi le cerveau humain est si vulnérable à l'interruption ou à l'affaiblissement de son approvisionnement en carburant", explique le biochimiste Timothy Ryan, de la clinique Weill Cornell Medicine à New York.

"Si nous avions un moyen de diminuer en toute sécurité cette fuite d'énergie et donc de ralentir le métabolisme cérébral, cela pourrait avoir un impact clinique très important." 

Cassini livre de nouvelles informations sur l’océan liquide de Titan

(Photo : La plus grande lune de Saturne, Titan, visible aux côtés de la planète et de ses anneaux.")

Lancée en 1997, la sonde spatiale Cassini-Huygens de la NASA a passé 20 ans à explorer le système saturnien avant de plonger dans l’atmosphère de la géante gazeuse en 2017. Bien que terminée, la mission continue de fournir des données cruciales sur Saturne et ses lunes. Les informations recueillies sur Titan, la plus grande lune de Saturne, révèlent notamment de nouveaux détails sur ses océans d’hydrocarbures.

Un monde fascinant

Titan, la plus grande lune de Saturne, est un monde unique dans notre système solaire. Avec un diamètre d’environ 5 150 kilomètres, elle est plus grande que la planète Mercure et est la seule lune connue à posséder une atmosphère dense. Cette dernière est composée principalement d’azote, avec une petite quantité de méthane. Elle réunit des conditions météorologiques semblables à celles de la Terre, avec des vents et des pluies, mais à base de méthane.

Titan est particulièrement intéressante pour les scientifiques en raison de ses vastes lacs et mers d’hydrocarbures principalement composés de méthane et d’éthane, ainsi que de ses possibilités de chimie prébiotique qui pourrait fournir des indices sur les origines de la vie.

Grâce aux données radar collectées par Cassini il y a plusieurs années, une équipe d’astronomes de l’Université Cornell a récemment analysé ces réserves d’hydrocarbures.

Dans le détail, grâce à un " radar balistique ", l’équipe de Cassini avait dirigé un faisceau radio vers Titan qui avait ensuite été réfléchi vers la Terre. Ces opérations, réalisées lors de quatre survols entre 2014 et 2016, avaient alors permis de collecter des données précieuses sur l’océan polaire de cette lune de Saturne. Plus précisément, en examinant les réflexions de surface lorsque Cassini s’approchait et s’éloignait de Titan, les chercheurs ont pu déduire la composition et la rugosité des mers.

Des mers calmes de méthane

Les données collectées lors de cette opération ont aujourd’hui révélé que les mers de Titan, notamment Kraken Mare, Ligeia Mare et Punga Mare, sont étonnamment calmes avec des vagues ne dépassant pas 5,2 millimètres.

Cette tranquillité, que les examens antérieurs n’avaient pas révélée, ouvre de nouvelles perspectives sur la dynamique des mers d’hydrocarbures de Titan. De plus, les observations ont montré que la composition des couches superficielles des mers varie en fonction de la latitude et de l’emplacement. Par exemple, les données radar ont indiqué que les régions méridionales de Kraken Mare réfléchissent particulièrement bien les signaux radar, ce qui pourrait être dû à des variations dans la composition chimique ou à des différences dans la rugosité de la surface.

Les données montrent également que les rivières qui alimentent les mers de Titan sont composées de méthane pur jusqu’à leur embouchure, où elles se mélangent à l’éthane des mers. Ce phénomène est similaire à celui observé sur Terre, où les rivières d’eau douce se mélangent à l’eau salée des océans.

Ces découvertes confirment enfin les modèles météorologiques de Titan qui prédisent des pluies principalement composées de méthane avec de petites quantités d’éthane et d’autres hydrocarbures.

L’équipe de Cornell continue de travailler avec les vastes données collectées par Cassini au cours de ses treize années d’étude sur Titan, ce qui promet de nouvelles découvertes à venir.

Les informations recueillies pourraient également avoir des implications pour la recherche de vie extraterrestre. Les océans d’hydrocarbures de Titan offrent en effet un environnement unique pour étudier les processus chimiques et les conditions qui pourraient soutenir la vie.



 

Accélération quantique découverte pour une vaste classe de problèmes difficiles

Il a toujours été difficile de trouver des questions importantes auxquelles les ordinateurs quantiques peuvent répondre plus rapidement que les machines classiques, mais un nouvel algorithme semble le faire pour certaines tâches d'optimisation critiques.

Les chercheurs en informatique quantique ont développé un nouvel algorithme, Decoded Quantum Interferometry (DQI), capable de résoudre une vaste classe de problèmes d'optimisation plus rapidement que toutes les méthodes classiques connues. Cette avancée marque une rupture dans la compétition entre approches quantiques et classiques, où les avantages quantiques restaient jusqu'ici éphémères ou contestés.

Fonctionnement clé de DQI

Inspiration et méthode

1 Traduction quantique :

- Les solutions potentielles sont converties en ondes quantiques via une transformée de Fourier quantique.

- Les meilleures solutions correspondent aux amplitudes quantiques les plus élevées.

2 Intégration de techniques de décodage :

L'algorithme s'appuie sur des méthodes de correction d'erreurs (décodage) issues de la cryptographie, initialement conçues pour identifier et corriger des messages bruités.

3 Optimisation par interférences :

Les interférences constructives/destructrices des ondes quantiques amplifient les bonnes solutions tout en atténuant les mauvaises.

Avantages par rapport aux méthodes classiques

Aspect                         Approche classique                     DQI (Quantique)

Complexité                  Sous-exponentielle                      Polynomiale

Exploration                  Séquentielle                                 Parallèle 

                                    (méthodes heuristiques)              (superposition quantique)

Applications clés          Cryptographie, logistique            Cryptographie post-quantique, correction d'erreurs

Validations et limites

Vérifications : 

- L'équipe a collaboré avec Mary Wootters (experte en théorie des codes) pour exclure l'existence d'un équivalent classique efficace.

- Extension réussie à une classe étendue de problèmes d'optimisation (ex. : chemins optimaux).

Défis persistants :

- Matériel quantique insuffisant : Aucun ordinateur quantique actuel ne peut exécuter DQI en raison du nombre élevé de qubits requis.

- Risque de "déquantisation" : Possibilité qu'un algorithme classique égalisant DQI soit découvert ultérieurement.

Implications et réactions

Impact scientifique

Cryptographie : Menace accrue sur les systèmes RSA actuels, accélérant la transition vers des standards post-quantiques.

Théorie de l'information : Nouveaux outils pour l'encodage résilient aux erreurs dans les communications quantiques.

Réactions de la communauté

Gil Kalai (sceptique historique) : Qualifie DQI de "percée", soulignant sa rareté dans le domaine.

Ronald de Wolf (CWI) : Optimiste mais prudent, rappelant que la supériorité quantique reste à prouver empiriquement.

Ewin Tang (UC Berkeley) : Encourage les chercheurs classiques à étudier DQI pour inspirer de nouveaux algorithmes.

Perspectives

Bien que théorique, DQI ouvre des pistes pour :

- Concevoir des algorithmes hybrides (quantique-classique) exploitables sur les ordinateurs NISQ actuels.

- Repenser l'optimisation dans des domaines comme la logistique ou la chimie quantique.

- Stimuler l'innovation matérielle en identifiant des cas d'usage concrets pour les futurs qubits topologiques ou photoniques.

Conclusion : DQI représente une avancée majeure vers des avantages quantiques incontestables, tout en illustrant la nécessité de collaborations interdisciplinaires (physique, théorie des codes, IA) pour matérialiser le potentiel quantique.

Les fleuves atmosphériques migrent vers les pôles, transformant le climat mondial

(Photo : Un satellite capture une vue du Pacifique avec des nuages ​​illustrant le mouvement de la rivière atmosphérique " Pineapple Express " se dirigeant vers la côte ouest des États-Unis. )

Les fleuves atmosphériques, de puissants courants de vapeur d’eau en suspension dans l’atmosphère, se déplacent de façon inattendue depuis plusieurs décennies, modifiant ainsi les régimes de précipitations et le climat à l’échelle mondiale. 

Qu’est-ce qu’un fleuve atmosphérique ?

Ce sont de vastes courants de vapeur d’eau qui circulent dans l’atmosphère et transportent des quantités d’humidité comparables aux plus grands fleuves terrestres, comme le Mississippi. Ces rivières célestes peuvent s’étendre sur plusieurs milliers de kilomètres de long et jusqu’à quelques centaines de kilomètres de large, concentrant l’humidité sur des bandes étroites de l’atmosphère.

Ces structures atmosphériques jouent un rôle essentiel dans la redistribution de l’eau autour de la planète. En effet, elles captent l’humidité au-dessus des océans tropicaux et la transportent vers des régions terrestres situées à des latitudes plus élevées. Lorsque ces flux d’humidité entrent en contact avec une barrière naturelle telle qu’une chaîne de montagnes ou une zone côtière, ils se condensent et libèrent alors leur humidité sous forme de pluie ou de neige. En agissant comme une pompe naturelle, les rivières atmosphériques contribuent ainsi non seulement à alimenter les sols et les rivières, mais influencent aussi les écosystèmes locaux et les pratiques agricoles, tout en régulant les niveaux d’eau souterraine et les ressources disponibles pour les habitants.

En raison de leur impact majeur sur la répartition des précipitations, un changement dans leur trajectoire ou leur intensité pourrait avoir des conséquences profondes sur les écosystèmes et les sociétés qui en dépendent, ce qui nous ramène à cette étude.

Un changement de trajectoire inattendu

Dans le cadre de travaux récents, des chercheurs de l’Université de Californie à Santa Barbara ont analysé les données des quarante dernières années et ont observé un déplacement de ces rivières vers les pôles d’environ six à dix degrés dans chaque hémisphère. Cela signifie que les zones habituellement traversées par ces courants de vapeur d’eau se situent maintenant plus au nord dans l’hémisphère nord et plus au sud dans l’hémisphère sud.

Les scientifiques estiment que le refroidissement du Pacifique tropical oriental, constaté sur la même période, pourrait être une des causes de ce déplacement, bien que les mécanismes précis derrière ce phénomène restent encore largement inconnus.

Quels impacts pour notre climat ?

Le changement de trajectoire des rivières atmosphériques pourrait avoir des effets profonds sur les régimes de précipitations mondiaux. En déplaçant leurs trajets vers les pôles, les régions traditionnellement alimentées en eau par ces structures pourraient connaître une diminution des précipitations, tandis que d’autres régions plus au nord ou plus au sud pourraient voir leurs précipitations augmenter de manière significative.

L’effet de ces rivières atmosphériques n’est également pas limité aux terres : les chercheurs indiquent en effet que ces changements pourraient aussi modifier les océans. La redistribution des précipitations et des courants d’air pourrait notamment affecter la température de l’eau et les courants marins qui jouent un rôle clé dans la régulation du climat mondial. Cela pourrait avoir des répercussions imprévues sur la biodiversité marine et même sur les écosystèmes terrestres qui dépendent des courants océaniques pour leur climat local.

Ce changement de trajectoire des fleuves atmosphériques est un phénomène complexe et encore largement méconnu. Les chercheurs s’efforcent encore d’en comprendre les causes et les conséquences à long terme. Étudier le comportement de ces structures sera essentiel pour mieux anticiper les variations climatiques et préparer les communautés aux impacts de ce déplacement.

Des mots pour le dire
Un jour, un enseignant demanda à ses étudiants d'écrire les noms des autres étudiants dans la classe sur deux feuilles de papier et de laisser un espace entre chaque nom.
Puis, il leur dit de penser à la chose la plus agréable qu'ils pourraient dire de chacun de leurs camarades et de la noter.
Ça a pris le reste du cours pour finir leur tâche, et chaque étudiant quitta la salle en remettant leurs feuilles à l'enseignant.
Ce samedi-là, l'enseignant nota le nom de chaque étudiant sur une feuille individuelle et inscrivit ce que tout le monde avait dit de chacun.
Le lundi, elle a donné à chaque étudiant sa liste respective. Avant longtemps, la classe entière souriait. "Vraiment?" qu'elle entendit chuchoter. "Je ne savais pas que j'avais autant d'importance pour qui que ce soit!" et, "Je ne savais pas que les autres m'aimaient autant." furent la plupart des commentaires.
Personne n'a plus jamais parlé de ces papiers dans la classe à nouveau. Elle n'a jamais su s'ils en avaient discutés après la classe ou avec leurs parents, mais peu importe. L'exercice était arrivé à son but. Les étudiants étaient contents l'un de l'autre. Ce groupe d'étudiants termina finalement l'année.
Plusieurs années plus tard, un des étudiants fut tué au Viêt-nam et l'enseignant assista aux funérailles de cet étudiant spécial. Elle n'avait jamais vu un homme dans un cercueil militaire avant. Il avait l'air si élégant, si mature. L'église fut remplie par ses amis. Un à un, ceux qui l'avaient aimé sont allés pour une dernière fois le voir.
L'enseignant fut le dernier à y aller. Comme il se tenait là, un des soldats qui était porteur du cercueil est venu vers lui. Il lui demanda : "Étiez-vous l'enseignant de maths de Marc?". Il hocha la tête en signe de "oui." Alors il lui dit: "Marc m'a beaucoup parlé de vous."
Après les funérailles, la plupart des anciens camarades de classe de Marc sont allés déjeuner ensemble. Les parents de Marc étaient là, attendant de parler avec son enseignant de toute évidence. "Nous voulons vous montrer quelque chose," dit son père en sortant un portefeuille de sa poche. "Ils ont trouvé ça sur Marc quand il a été tué. Nous avons pensé que vous pourriez le reconnaître."
En ouvrant le portefeuille, il a soigneusement enlevé deux morceaux de papier qui avaient évidemment été collés, pliés et repliés plusieurs fois. L'enseignant a su sans même regarder que les papiers étaient ceux où il avait énuméré toutes les bonnes choses que chacun des camarades de Marc avait dit de lui. "Merci beaucoup pour avoir fait cela," dit la mère de la Marc. "Comme vous pouvez le voir, Marc l'a gardé précieusement."
Tous les anciens camarades de classe de Marc ont commencé à se rassembler autour de l'enseignant. Charlie (l'enseignant) sourit d'une façon plutôt gênée et dit, "J'ai toujours ma liste dans le tiroir du haut de mon bureau à la maison." La femme de Chulo (un ancien étudiant) dit : "Chuck m'a demandé de mettre le sien dans notre album de mariage." "J'ai le mien aussi," dit Marilyne. "Il est dans mon journal intime." Alors Vicky, une autre camarade de classe, prit son livre de poche, en sortit son fragile morceau de papier contenant la liste et le montra au groupe. Puis elle dit : "Je porte ceci avec moi tout le temps" et sans battre de l'oeil, elle poursuivit: "Je pense que nous avons tous gardé notre liste."
C'est à ce moment que l'enseignant s'est finalement assis et s'est mis à pleurer.

Elles ressemblent aux personnages de la bande dessinée Marvel Hulk, dont le corps réagit au stress en augmentant de taille. Avec leur énorme tête oblongue et de redoutables mandibules géantes, ce sont des fourmis super soldates du genre hyper diversifié Pheidole. Normalement, elles n'existent naturellement que dans certaines régions limitées géographiquement. Or, de concert avec des collègues, le professeur de biologie Ehab Abouheif de l'Université McGill de Montréal a repéré, dans des régions inattendues, des fourmis qui sont en fait des anomalies biologiques dotées de caractéristiques analogues à celles de super soldats. Qui plus est, les chercheurs ont découvert qu'ils peuvent induire des fourmis super soldates chez des espèces de Pheidole n'en ayant jamais compté.
Les anomalies de super soldates représentent un potentiel ancestral latent pouvant être actualisé par des changements dans l'environnement. Elles représentent une source de matériel génétique brut que la sélection naturelle peut exploiter. Cette conclusion, publiée dans la plus récente édition de Science, est une avancée importante dans notre compréhension des processus évolutifs.
"Des oiseaux munis de dents, des serpents dotés de doigts et des humains poilus comme des singes - voilà des traits ancestraux qui se manifestent régulièrement dans la nature", explique le professeur Abouheif. "Pendant très longtemps, les théoriciens de l'évolution ont cru que ces traits ne menaient nulle part, qu'ils étaient de simples ratés du système de développement révélant des vestiges du passé, à l'image de figurants du cirque Barnum & Bailey de l'évolution. En fait, il s'agit d'une source négligée de variation de l'évolution."
Les colonies de fourmis Pheidole (à grosse tête) comptent des millions d'ouvrières, notamment des ouvrières mineures et des soldates. En règle générale, le menu alimentaire des fourmis module certaines hormones chez les larves pour qu'elles deviennent soit des soldates, soit des ouvrières mineures. Après avoir repéré inopinément des anomalies analogues à celles de super soldats chez des espèces de Pheidole de Long Island, où on ne les observe pas généralement, le professeur Abouheif et son équipe ont su qu'il s'agissait d'un phénomène inhabituel. "J'y collectionne des échantillons depuis près de 15 ans. En voyant ces fourmis, je les ai trouvées monstrueuses! Elles ressemblent à celles qui sont produites naturellement dans le Sud-ouest américain", de dire le professeur Abouheif.
Dirigés par le doctorant Rajee Rajakumar, des chercheurs du laboratoire du professeur Abouheif et des collaborateurs de l'Université d'Arizona ont alors entrepris d'induire la production artificielle de ces super soldates. Pour ce faire, ils ont appliqué une hormone juvénile aux larves à des étapes cruciales de leur développement. Le succès a été instantané. Ils ont réussi à produire des sous-castes de super soldates dans au moins trois espèces du genre, où l'on n'en a jamais observé avant - des espèces très éloignées dans l'arbre de l'évolution de la colonie Pheidole.
Selon le professeur Abouheif, ces travaux ont une portée considérable pour la théorie de l'évolution, car ils montrent l'existence d'un potentiel génétique à l'état latent verrouillé depuis très longtemps. "Les agents stressants environnementaux qui activent ce potentiel latent sont toujours présents - si bien qu'en cas de besoin, la sélection naturelle peut en éveiller le potentiel et l'actualiser", précise le professeur. "Le corollaire est que nous attestons l'importance du stress environnemental pour l'évolution, car il peut faciliter le développement de phénotypes novateurs. Toute discordance entre l'environnement normal de l'organisme et son potentiel génétique peut être libéré - même si cela prend 30 ou 65millions d'années."
Ces travaux ont étés financés par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, la Chaire de Recherche du Canada en évolution et développement, la Fondation nationale des sciences des États-Unis et une bourse de recherche de l'Institut Konrad Lorenz.

Une nouvelle étude suggère que la vie extraterrestre pourrait ne pas être basée sur le carbone

L’étude de l’autocatalyse* permet de mieux cerner la potentialité de la vie au-delà des formes carbonées que nous connaissons. De récentes recherches mettent en lumière l’existence de cycles autocatalytiques inorganiques, suggérant la possibilité de formes de vie dans des environnements abiotiques. Ces avancées élargissent le champ des possibles en astrobiologie, incitant à repenser les critères de la vie dans notre quête extraterrestre.

Aux vues de la multitude d’études, la quête visant à comprendre les origines de la vie et son existence potentielle au-delà de notre planète est un enjeu central de la recherche scientifique contemporaine. Ce sujet, loin d’être un simple exercice de spéculation, interroge nos connaissances fondamentales en biologie, chimie et astrobiologie.

Dans ce contexte, l’étude de l’autocatalyse, mécanisme réactionnel où le produit final agit comme catalyseur, offre un nouveau regard sur les mécanismes qui pourraient permettre l’émergence de la vie dans des environnements inorganiques et abiotiques. Les recherches récentes menées par des scientifiques de l’Université du Wisconsin-Madison explorent cette possibilité, élargissant ainsi le spectre de recherche en envisageant des formes de vie extraterrestres non basées sur le carbone. Les résultats sont publiés dans la revue Journal of the American Chemical Society.

Diversité chimique et origine de la vie

Betül Kaçar, astrobiologiste soutenu par la NASA, professeur de bactériologie à l’UW-Madison et auteur principal de l’étude, explique dans un communiqué : " L’origine de la vie est un processus ne partant de rien. Mais il ne peut pas se produire qu’une seule fois. La vie se résume à la chimie et aux conditions qui peuvent générer un schéma de réactions auto-reproductibles ".

Les réactions chimiques qui produisent des molécules encourageant la même réaction à se reproduire encore et encore sont appelées réactions autocatalytiques. Zhen Peng, chercheur postdoctoral au laboratoire Kaçar, et ses collaborateurs, ont compilé 270 combinaisons de molécules — impliquant des atomes de tous les groupes et séries du tableau périodique — avec le potentiel d’autocatalyse soutenue.

(Photo : Schéma explicatif des réactions autocatalytiques. )

Ces cycles sont particulièrement remarquables car ils ne dépendent pas de molécules organiques, contrairement aux formes de vie connues sur Terre, qui sont principalement basées sur le carbone. Kaçar souligne : " On pensait que ce genre de réactions était très rare. Nous montrons que c’est en réalité loin d’être rare. Il suffit de chercher au bon endroit ".

Les chercheurs ont concentré leurs recherches sur ce que l’on appelle les réactions de proportionnalité. Dans ces réactions, deux composés comprenant le même élément avec un nombre différent d’électrons (ou états réactifs) se combinent pour créer un nouveau composé dans lequel l’élément se trouve au milieu des états réactifs de départ.

Pour être autocatalytique, le résultat de la réaction doit également fournir des matières premières pour que la réaction se reproduise, de sorte que le résultat devient un nouvel intrant, explique Zach Adam, co-auteur de l’étude. Les réactions de proportionnalité aboutissent à des copies multiples de certaines des molécules impliquées, fournissant ainsi des matériaux pour les prochaines étapes de l’autocatalyse. " Chaque fois qu’un cycle est effectué, au moins une sortie supplémentaire est produite, ce qui accélère la réaction et la rend encore plus rapide ", ajoute Adam.

Implications pour la recherche de signes de vie

La mise en évidence de cycles autocatalytiques inorganiques a jeté une lumière nouvelle sur les possibilités d’existence de la vie dans l’Univers. Cette avancée suggère que la vie, sous des formes inconnues et inorganiques, pourrait être présente dans une multitude d’environnements extraterrestres, y compris ceux qui sont radicalement différents de la Terre et qui, jusqu’à présent, étaient considérés comme inhospitaliers.