Revue des sciences mai 2017

Pour la Science

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De quoi encore se surprendre des étrangetés de notre époque. Il y a au moins deux nouvelles extraordinaires : des utérus artificiels opérationnels et, en physique, des trous noirs intriqués qui formeraient des trous de ver et feraient de l'intrication le tissu de l'univers... On verra aussi des projets fous de pure science-fiction comme de faire des astronautes génétiquement modifiés pour aller sur les autres planètes ou l'idée fantasque de gratte-ciels flottants suspendus à un astéroïde ! Ce qui n'est plus de la science-fiction, par contre, ce sont les robotes sexuelles déjà commercialisées (cher!). Un article nous rassure malgré tout en montrant qu'il ne peut y avoir de super-intelligence ni de singularité, pur mythe, les intelligences étant multiples et limitées. Si on peut espérer que l'intelligence artificielle réduise notre stupidité, il semble que des intelligences artificielles puissent se faire la guerre si elles en ont les moyens. Il faut ajouter que Facebook veut connecter les cerveaux pour communiquer par la pensée. Il reste encore de nombreux mystères, dont celui de la langue et il est intéressant de voir que la théorie de Chomsky d'une grammaire universelle n'est plus tenable. L'origine de la vie reste aussi incertaine en deçà de notre dernier ancêtre, une cellule à ARN pourvue déjà d'un ribosome et donc assez complexe. On apprendra aussi que le cannibalisme ne nourrit pas son homme. Enfin, il se pourrait que la chute d'une comète soit à l'origine d'un petit âge glaciaire il y a 13 000 ans, juste après un premier réchauffement, ce qui pourrait aussi être la cause de la première religion, celle de Gobekli Tepe, menant à l'invention de l'agriculture...

- Economie et social

Augmentation des températures-AFP/Simon MALFATTO, Sabrina BLANCHARD, Iris ROYER DE VERICOURT

Pas grand chose de nouveau sur ce plan, sinon qu'à l'époque des premiers organismes, l'atmosphère primitive ne pouvait contenir d'oxygène à cause de l'hydrogène qui le transformait en eau. Il a fallu que les premières bactéries méthanogènes éliminent l'hydrogène grâce au méthane pour permettre l’oxygénation de l'atmosphère nécessaire à la complexification de la vie et aux organismes multicellulaires. La terraformation par la biosphère est donc un processus à plusieurs étapes aboutissant à un équilibre régulé. L'hypothèse Gaïa se confirme d'autant plus qu'il y aurait aussi un thermostat naturel des niveaux de CO2 réduisant leurs niveaux excessifs (à cause du volcanisme) en les transformant en carbonates. Ce serait une bonne nouvelle si ce processus ne prenait des millions d'années ! Il faudrait accélérer artificiellement ce processus naturel sinon, le réchauffement pourrait diminuer le plancton des océans tropicaux, ce qui est un des plus grands dangers. L'idée d'augmenter la réflexion des nuages avec du sel pour protéger la barrière de corail semble un peu dérisoire. On ne peut trop compter sur l'augmentation de la biomasse théoriquement favorisée par le CO2 même si, effectivement, la photosynthèse terrestre aurait augmenté de 30% au 20ème siècle. La production primaire brute des végétaux s'est bien trouvée stimulée à l'échelle globale en un siècle par l'augmentation du CO2 mais devrait plafonner et le stress pour les animaux marins pourrait mener à un effondrement de tout le réseau alimentaire. On observe aussi que le réchauffement peut réduire les émissions de CO2 en réduisant les besoins de chauffage mais cela reste marginal.

Heureusement, le développement des énergies renouvelable bat toujours des records, notamment les éoliennes, utilisant de plus en plus le financement participatif. Une nouvelle technique permet de produire de l'énergie à partir de CO2 et du soleil grâce à des structures métallo-organiques (MOF) par une sorte de photosynthèse. On n'est pas près pour autant à se passer des énergies fossiles même si l'exploitation du méthane produit des eaux souterraines chargées en gaz et participe ainsi à l'augmentation de l'effet de serre, le réchauffement permettant au contraire d'en étendre l'exploitation à l'Arctique (Alaska). Ce ne sont pas les ressources qui vont manquer mais il faudra arrêter de les extraire. Il est ainsi confirmé qu'il y a des quantités énormes de terres rares au fond des océans mais leur extraction serait une nouvelle source de pollution des océans et de destruction de ses écosystèmes. Il faut saluer dans le Salvador le premier pays au monde à interdire les mines de métaux. Il faut dire que le pays "a le second taux de déforestation le plus élevé du monde après Haïti et 96% de sa surface en eau est contaminée par des polluants". La solution, c'est le recyclage, ainsi, désormais, Apple veut fabriquer ses appareils à partir de matériaux recyclés (mais sa pratique est contraire, préférant détruire ses appareils).

Pour le reste, on peut citer une pompe à ions pour contrôler la croissance des plantes, de l'eau en boule et sans bouteille, un sèche-linge à ultrasons (consommant beaucoup moins qu'un sèche-linge actuel mais plus que de l'étendre au soleil), Lilium Jet, le premier avion électrique à décollage vertical, ou un tunnel pour bateaux en Norvège leur évitant un détour dangereux...
 

- Sciences

Avec les sciences, on décolle de notre triste réalité. Que ce soit de simples idées farfelues comme le projet fou d'accrocher un immeuble à un astéroïde qui ne verra sûrement jamais le jour ou de bien plus sérieuses mais encore plus déroutantes théories physiques qui tentent de penser l'espace-temps comme tissé par l'intrication et l'intrication quantique comme constituant un trou de ver reliant physiquement les particules éloignées (ou des ensembles plus grands comme des trous noirs), tout ceci dans un univers holographique... Il y aurait bien différentes sortes d'intrication et, justement, on vient d'établir un nouveau record avec 500.000 atomes intriqués. Par ailleurs, une étude montre que les "singularités nues" n'existeraient pas, effondrements se distinguant d'un trou noir en n'ayant pas d'horizon dont la lumière ne peut s'échapper, et donc restant visibles. Du moins si elles existent un bref instant, elles se transformeraient presque immédiatement en trous noirs. Plus important - sauf que ce n'est pas la première fois qu'on le prétend - l'énergie noire n'existerait pas, l'expansion locale ne résultant que des différences de densité du cosmos. Un autre physicien a montré qu'il n'y avait pas d'anti-gravité de l'anti-matière, ce qui semble évident, seule la charge diffère mais ce qui serait une grande nouvelle si c'était confirmé (peu probable), on aurait détecté des bulles d'anti-matière (anti-hydrogène) mais on devrait les voir réagir avec la matière à côté, ce qui n'est pas le cas. Plus spéculatif, et ce n'est pas la première fois non plus qu'on en fait l'hypothèse, il serait possible que le point froid du rayonnement fossile soit la trace d'une collision avec un autre univers. L'après Big Bang se caractérisant par une inflation exponentielle aurait pu créer ainsi plusieurs bulles d'univers pouvant se heurter...

L'étoile qu'on pourrait atteindre le plus rapidement serait Sirius en 69 ans alors que Alpha Centauri est plus près de 8 années lumières mais la technique envisagée de propulsion d'une aile solaire, à une vitesse se rapprochant de la vitesse de la lumière, nécessite de ralentir à proximité de l'étoile et utiliser pour cela le vent solaire de Sirius qui est plus puissant. Le freinage étant moins fort avec Alpha Centauri, il faut aller moins vite. On a la confirmation sinon que les probabilités de pouvoir communiquer avec des extraterrestres sont très très faibles, même s'il y a de nombreuses civilisations évoluées dans les milliards de galaxie de l'univers elles sont hors de notre portée. On pense déjà en tout cas à donner naissance à une nouvelle race d'astronautes génétiquement modifiés pour aller sur les autres planètes : plus petits, avec plus de protéines P53 anticancer, ayant besoin de moins d'oxygène, produisant de la vitamine C et autres vitamines, etc. Dans l'immédiat, c'est l'exploitation des astéroïdes qui est sérieusement envisagée, le Luxembourg voulant transposer à l'espace le droit maritime pour cela.

Du côté de l'origine de la vie, on vient de se rendre compte que les conditions de l'atmosphère primitive auraient pu produire les bases de l'ARN grâce aux astéroïdes (expérience de Miller), plaidant pour une origine locale de la vie, très vite apparue, au lieu de la contamination par une autre planète (panspermie). Il faut se résoudre à des hypothèses car on ne peut remonter par des méthodes génétiques au-delà de "LUCA", supposé ancêtre de toutes les cellules qui était déjà assez complexe, avec notamment des ribosomes et bien que constitué d'ARN, pas encore d'ADN, ne résistant pas à des hautes températures. Ce sont sûrement les virus qui ont introduit l'ADN, beaucoup plus stable et résistant, virus dont le rôle est très grand dans la dissémination des gènes. On croyait que les virus géants étaient d'anciennes bactéries devenues parasites mais il semblerait que ce serait plutôt des petits virus ayant acquis petit à petit plus de gènes de bactéries. Un de ces virus géant agit à distance en ouvrant les canaux de la cellule à infecter sans la toucher ! On ne voyait jusqu'ici de la vie que la surface alors que la plus grande partie grouillerait sous nos pieds puisqu'on trouverait des organismes vivant 10km sous terre. On trouve aussi dans ces terrains profonds et sans lumière des bactéries primitives hétérotrophes souterraines, exploitant notamment le méthane produit naturellement dans la croûte terrestre par des réactions chimiques avant même l'apparition de bactéries produisant du méthane. Cela attire l'attention sur la vie souterraine et donne un nouvel éclairage sur l'origine de la vie. Pour l'évolution, et malgré les généticiens qui le dénient, il y a bien des modifications épigénétiques héritées qui favorisent la spéciation. Aux dernières nouvelles, il semblerait que les premiers animaux étaient des méduses pas des éponges (qui auraient divergé rapidement) mais le match est serré pour savoir lequel est notre ancêtre. Le fait que les hormones sexuelles sont issues du cholestérol établirait un lien à la nourriture : ne se reproduit que celui qui n'a pas trop faim. Il est assez surprenant sinon que les pigeons seraient capables de transmettre et d'améliorer des connaissances comme nous de générations en générations. Les oiseaux qui sont des dinosaures ne sont pas si bêtes.

Du côté de la paléo-anthropologie, on a appris que Homo naledi, un homme primitif, daterait de 250 000 ans seulement, ce qui renforce l'évidence qu'il y a eu plusieurs espèces humaines qui ont cohabité pendant très longtemps. Des traces indirectes semblent établir qu'il y avait des hommes en Amérique, il y a 130 000 ans (Néandertal, Denisovien, Habilis ?). La dernière théorie sur Homo floresiensis en fait un descendant des premiers Homos habilis sortis d'Afrique. Enfin, il se pourrait que la chute d'une comète soit à l'origine d'un petit âge glaciaire, il y a 13 000 ans, juste après un premier réchauffement, ce qui pourrait aussi être la cause de la première religion, celle de Gobekli Tepe, menant à l'invention de l'agriculture.

Du côté médical, le plus impressionnant, c'est un utérus artificiel pour des agneaux prématurés de 4 semaines qui aurait montré son efficacité. Lorsque Henri Atlan avait écrit un petit livre sur l'utérus artificiel, je pensais que ce n'était qu'une spéculation improbable et voilà qu'il est là ! Pour le reste on a des impressions 3D d'organes avec des structures en sucre, une nouvelle molécule anti-vieillissement, cette fois dans la grenade, une nouvelle explication de l'Alzheimer causé par le déficit d'une protéine, et une confirmation que du sang du cordon ombilical humain améliore la mémoire des souris. On vient d'ailleurs seulement de découvrir que la mémoire à long terme (cortex) est générée en même temps que la mémoire à court terme (hippocampe) et non transférée de l'un à l'autre. De même, on s'aperçoit seulement maintenant qu'on rêve même pendant le sommeil profond. Sinon, un traitement prometteur utilise des virus pour reprogrammer en neurones les astrocytes des parkinsoniens et le sulfureux chirurgien, Sergio Canavero, qui prétend greffer une tête sur un corps dans 10 mois, prévoit que dans 3 ans on pourrait greffer des cerveaux cryogénisés et ramenés à la vie (ce qui est très douteux), en gardant donc l'ancienne tête, ce qui poserait moins de problèmes de rejet.
 

- Numérique

Kevin Kelly a raison de dire que la peur d'une intelligence artificielle supérieure à la nôtre est irrationnelle car l'intelligence étant multidimensionnelle, une intelligence supérieure n'a pas de sens sinon dans un domaine spécialisé et il y a des limites à l'intelligence qui ne peut être infinie (ni générale - même si un ordinateur est un general problem solver). Singularité ou point Oméga sont purement mythiques (il n'y a pas d'inversion générale de l'entropie mais seulement locale). De plus, notre intelligence est déjà extérieure (langage, livres, etc.) fonction de notre environnement historique et il ne faut pas confondre une augmentation des données avec une augmentation de l'intelligence elle-même. Par contre, l'argument qu'un cerveau humain coûte moins cher que son équivalent artificiel est plus curieux et s'il est vrai qu'on ne peut tout réduire à la pensée, je ne suis pas si sûr qu'une intelligence artificielle ne nous soit pas très utile pour résoudre pas mal de nos problèmes étant donnée notre stupidité trop humaine (notamment politique). Certes, de même que s'organisent déjà des tournois où des petits robots autonomes bipèdes se combattent, il peut y avoir une guerre entre intelligences artificielles, par exemple entre robots boursiers, si elles sont programmées pour cela mais leur intelligence reste très limitée. Ainsi, Facebook a voulu expérimenter un assistant personnel capable de tout faire... mais cela oblige à utiliser pour cela des humains dans de nombreux cas, manifestant ses limites actuelles. La plus grande limitation reste la compréhension du langage qui échappe encore à sa formalisation, sans doute parce qu'il faudrait comprendre l'intention de l'interlocuteur. C'est, en tout cas, ce qu'on peut déduire de la linguistique actuelle qui réfute l'hypothèse de la grammaire universelle de Chomsky. La meilleure stratégie, pour l'instant au moins, ce sont des robots qui apprennent à demander de l'aide ou des précisions à leur interlocuteur quand ils manquent d'informations pour décider quoi faire. D'ailleurs, il faudra sans doute imposer dans certains secteurs comme la santé ou les crèches (et bien d'autres) un certain "quota d'humains" (au lieu de vouloir taxer les robots). Sinon, comme à chaque fois, la pornographie est un puissant accélérateur des innovations et, ça y est, les robotes sexuelles arrivent, bien que très chers (15 000$), et peuvent inquiéter en renforçant les stéréotypes sexuels.

L'intelligence artificielle (deep learning) sera utile surtout dans le domaine de la santé, ce pourquoi Verily, la filiale santé de Google, veut suivre 10.000 personnes durant au moins quatre ans afin de repérer les signes avant-coureurs de maladies. Dans le domaine de l'informatique quantique, Google vient d'annoncer la mise au point de puces 6 qubits pouvant être mis en série pour travailler avec un grand nombre de qubits mais IBM Q va proposer d'utiliser l'informatique quantique sur le Cloud. Plus besoin d'investir dans un ordinateur quantique pour faire des expériences (sur 50 qubits).

Parmi les choses étonnantes, qu'on ne pensait pas voir arriver si vite, Facebook prétend pouvoir connecter les cerveaux pour communiquer par la pensée ! Sinon, alors que Bill Gates voudrait permettre aux pauvres qui n'ont pas de compte bancaire d'utiliser les blockchains pour les échanges monétaires, les blockchains poseraient des problèmes de sécurité non résolus encore. Pour réduire leur volatilité, Bilur est la première monnaie virtuelle garantie par des stocks de pétrole.
 

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Pour la Science no 475, trous noirs intriqués


Pour la Science

J'ai trouvé ce numéro très passionnant mais il est amusant de voir que deux des chroniqueurs ont fait des articles intervenant dans la campagne présidentielle bien que le numéro soit paru après le premier tour. Ainsi, pour Gilles Dowek, l'informatique va rompre le lien entre travail et revenu, ce qui justifie un revenu universel, alors que, dans "Le prix de la réciprocité", Gerald Bronner met en doute qu'un politicien puisse recevoir des cadeaux sans devenir redevable à ses généreux donateurs.

- À la poursuite de l'espace-temps quantique, p22

Cet article n'est pas le plus intéressant, la plupart des bonnes idées, comme le principe holographique, venant de Juan Maldacena auteur du passionnant article suivant, ce qu'ils y ajoutent d'informatique quantique semblant assez absurde, voulant réduire la matière à l'information (It from Qubit) - sauf que ce n'est pas tant l'information ou son support qui les intéresse mais uniquement les relations entre entités primitives (véritable a-tomes).

« Ce qui compte, ce sont les relations [entre les bits plus que les bits eux-mêmes] », explique Brian Swingle, postdoctorant à l'université Stanford. « Toute la richesse vient de ces relations collectives. Ici, l'élément crucial, ce n'est pas les constituants, mais la manière dont ils s'organisent. »

« Selon une idée fascinante proposée récemment, l'étoffe de l'espace-temps serait tissée par l'intrication quantique des éléments sous-jacents d'espace-temps, quelle qu'en soit la nature », explique Vijay Balasubramanian, physicien à l'université de Pennsylvanie et l'un des principaux collaborateurs d'IfQ.

Depuis peu, les physiciens considèrent qu'il existe plusieurs formes d'intrication. Dans la plus simple, plusieurs particules de même nature réparties dans l'espace sont reliées par une unique caractéristique (leur spin ou leur polarisation, par exemple). Mais, comme dit Vijay Balasubramanian, ce type d'intrication ne suffit pas pour reconstruire l'espace-temps. D'autres formes d'intrication seraient plus pertinentes. Par exemple, on peut imaginer des intrications entre particules de natures différentes. Les chercheurs explorent aussi la complexité déroutante de l'intrication d'un grand nombre de particules.

La gravité et l'espace-temps pourraient n'être que le produit final, en trois dimensions, de l'intrication des qubits dans un espace n'ayant seulement que deux dimensions.

Les chercheurs en informatique quantique ont conçu des codes pour aider à protéger l'information d'éventuelles pertes en cas d'interférences avec les intrications des qubits. Il semble que l'arrangement utilisé par les chercheurs pour intriquer de multiples bits et former des réseaux exempts d'erreurs soit aussi en jeu dans, par exemple, le codage de l'information de l'intérieur du trou noir que l'on retrouve à sa surface à travers l'intrication.

- L'intrication quantique est-elle un trou de ver ?, p28

On avait déjà parlé en 2013 de cette hypothèse folle que chaque intrication créait un trou de ver, mais sans la prendre trop au sérieux bien que venant de Juan Maldacena, l'un des plus grands physiciens vivants. Le fait qu'on y revienne 4 ans après, et débouchant sur la gravitation quantique, donne bien plus de poids à ce qui changerait complètement encore une fois nos représentations.

La physique théorique regorge de notions étonnantes, mais deux des plus étranges sont certainement l'intrication quantique et les trous de ver. La première est un phénomène purement quantique, dans lequel deux objets (en général des particules subatomiques) ont des propriétés directement corrélées même si de grandes distances les séparent et qu'aucun lien physique ne semble exister entre eux. Quant aux trous de ver, prédits par la théorie de la relativité générale, ce sont des raccourcis qui connecteraient des régions éloignées de l'espace-temps, par exemple deux trous noirs distants. Ces dernières années, avec plusieurs autres physiciens, j'ai suggéré que ces deux concepts a priori si différents sont peut-être liés. À partir de calculs portant sur des trous noirs, nous nous sommes rendu compte que l'intrication de la physique quantique et les trous de ver de la relativité générale pourraient constituer deux facettes d'un même phénomène. Et nous pensons que cette similitude s'étend à des situations qui ne se limitent pas aux trous noirs.

Nous n'en sommes qu'aux prémices de cette idée, mais si elle se confirme, elle aura des conséquences profondes sur notre compréhension du monde. En effet, elle suggère par exemple que l'espace-temps lui-même émergerait de l'intrication de constituants microscopiques plus fondamentaux. Elle laisse aussi penser que la relation entre objets intriqués (et qui ont longtemps été considérés comme n'ayant pas de lien physique entre eux) serait moins « magique » qu'elle n'apparaît.

Une compréhension approfondie de cette relation entre intrication et trous de ver aboutira peut-être à une piste pour unifier la physique quantique et la relativité générale et ainsi pour développer une théorie quantique de la gravitation.

En 1935, Einstein et son collègue Nathan Rosen, alors à l'Institut d'études avancées de Princeton, aux États-Unis, découvraient la possibilité qu'existent des trous de ver – on parle aussi de ponts d'Einstein-Rosen (ou ponts ER). Les deux physiciens n'en saisissaient pas toute la géométrie. Il fallut attendre les années 1960 pour que les chercheurs commencent à comprendre le sens de la solution de Schwarzschild et comment un trou de ver y relie en quelque sorte deux trous noirs. Vus de l'extérieur, les deux astres se présentent comme des entités distinctes situées dans des régions différentes de l'espace-temps, mais, d'après les équations, les trous noirs partagent le même intérieur.

Le trou de ver de la solution de Schwarzschild diffère a priori des trous noirs qui se forment dans le cosmos suite à l'effondrement d'étoiles massives en cela qu'il ne contient pas de matière, mais uniquement de l'espace-temps courbe. En outre, un trou noir né d'une étoile n'a qu'un seul extérieur, alors que ce trou de ver en a deux.

L'article de 1935 discutant de l'autre phénomène qui nous intéresse, l'intrication quantique, a été écrit par Einstein, Rosen et Boris Podolsky (alors également à l'Institut d'études avancées). Le trio est généralement désigné par ses initiales, EPR. Dans cet article, les trois physiciens tentaient de mettre au jour un problème de la théorie quantique en exposant un phénomène qui semblait violer le principe relativiste selon lequel aucune particule ou information ne peut se propager plus vite que la vitesse de la lumière. Or dans le phénomène présenté par le trio EPR et qu'on nommera plus tard « intrication », deux objets physiques présentent d'étranges corrélations, même s'ils sont distants au point qu'aucun signal physique n'a le temps de se propager de l'un à l'autre au cours de la durée qui sépare les mesures effectuées sur chacun d'entre eux.

Puisque, vus de l'extérieur, les trous noirs ressemblent à des systèmes quantiques ordinaires, rien ne nous empêche (en théorie) de considérer deux trous noirs intriqués et très distants l'un de l'autre. Chacun a un grand nombre de micro-états quantiques possibles. Et l'on peut imaginer une intrication telle que chaque micro-état quantique du premier trou noir est corrélé avec le micro-état correspondant du second. En particulier, si l'on mesure un certain état pour le premier trou noir, l'autre trou noir devra être exactement dans le même état.

L'histoire devient alors fascinante. En s'appuyant sur certaines considérations inspirées de la théorie des cordes (qui est l'une des pistes les plus explorées pour parvenir à une théorie quantique de la gravitation), nous avons suggéré qu'une paire de trous noirs aux micro-états ainsi intriqués (ce qu'on pourrait nommer un état d'intrication EPR) produirait un espace-temps dans lequel un trou de ver (un pont ER) relierait l'intérieur des deux trous noirs. En d'autres termes, l'intrication quantique crée une connexion géométrique entre les deux trous noirs. C'est étonnant, car on pensait que l'intrication implique des corrélations sans liens physiques ; or ici, les deux trous noirs distants sont physiquement connectés par leur intérieur grâce au trou de ver.
 Leonard Susskind, de l'université Stanford, et moi avons noté « ER = EPR » cette équivalence des trous de ver et de l'intrication.

Bien que nous ayons identifié une connexion entre les trous de ver et les états intriqués en considérant des trous noirs, il est tentant de spéculer que le lien est plus général : qu'à chaque fois que nous avons une intrication, nous avons une sorte de connexion géométrique. Il en serait ainsi même dans le cas le plus simple, quand nous n'avons que deux particules intriquées.

Si l'équivalence entre les trous de ver et l'intrication quantique se généralise, la connexion spatiale pourrait impliquer de minuscules structures quantiques qui ne suivraient pas notre vision habituelle de la géométrie. Nous ne savons toujours pas décrire ces géométries microscopiques, mais l'intrication de ces structures pourrait, d'une manière ou d'une autre, donner naissance à l'espace-temps lui-même. C'est comme si l'intrication pouvait être considérée comme un fil reliant deux systèmes. Quand la quantité d'intrication augmente, nous avons beaucoup de fils, et ensemble ces fils pourraient tisser la trame de l'espace-temps. Dans cette représentation, les équations de la relativité d'Einstein régissent les connexions et les reconnexions de ces fils, tandis que la physique quantique serait l'essence de la construction de l'espace-temps.

Pour le moment, ce tableau relève encore d'une spéculation débridée, mais plusieurs indices pointent vers lui, et de nombreux physiciens se penchent sur ses implications. L'hypothèse de l'équivalence entre intrication et trous de ver fournit une piste pour développer une description quantique de l'espace-temps – ainsi qu'une unification très attendue, et jusqu'à présent insaisissable, de la relativité générale et de la physique quantique.

Je ne me hasarderais pas à contester bien plus compétent que moi, juste témoigner de ce qui me semble étonnant dans cette théorie de l'espace comme produit de l'intrication, c'est qu'il devrait être instable ? De plus, l'intrication se manifeste plutôt par une annulation de l'espace (une autre dimension ?). Il semblerait plus raisonnable de faire des champs ou des relations entre particules (excitations du champ) les constituants de l'espace ? En tout cas, comme en plus on est dans le principe holographique ramenant notre univers en 3 dimensions à un univers en 2 dimensions et sans gravitation, nos capacités de représentations sont complètement dépassées. A mesure qu'on comprend mieux la physique, on n'y comprend plus rien...

- Réfutation de la grammaire universelle de Chomsky, p36

L'idée que notre cerveau comporte un modèle mental permettant d'apprendre la grammaire, théorie mise en avant par Noam Chomsky, professeur émérite au mit, l'institut de technologie du Massachusetts, a dominé la science linguistique pendant près d'un demi-siècle. Mais des recherches récentes portant sur de nombreuses langues du monde, ainsi que sur la façon dont les jeunes enfants apprennent à comprendre et parler la langue de leur milieu, ont conduit des chercheurs en cognition et en linguistique à abandonner en masse la théorie de la « grammaire universelle » : ces travaux ne permettent pas de soutenir la conception de Noam Chomsky.

Les travaux de recherche suggèrent une vision radicalement différente, selon laquelle l'apprentissage de la langue maternelle par l'enfant ne repose pas sur un module grammatical inné. Ils montrent plutôt que les jeunes enfants utilisent divers types de capacités cognitives qui ne seraient pas du tout spécifiques au langage, telle la capacité à classer le monde dans des catégories (personnes ou objets, par exemple) ou la capacité à comprendre les relations entre les choses. Ces capacités, associées à l'aptitude proprement humaine à saisir ce que les autres cherchent à communiquer, permettent au langage de se développer.

Il était difficile de concilier ces prétendues exceptions avec la grammaire universelle, construite à partir d'exemples tirés des langues européennes. D'autres exceptions à la théorie de Chomsky sont également apparues avec l'étude des langues « ergatives », telles que le basque ou l'urdu, où l'emploi du sujet de la phrase est très différent de celui de nombreuses langues européennes, ce qui à nouveau contredisait l'idée d'une grammaire universelle.

Plus récemment, en 2002, Noam Chomsky et ses collègues ont décrit, dans un article célèbre publié dans Science, une grammaire universelle qui ne comportait qu'un trait, nommé récursivité (bien que de nombreux partisans de la grammaire universelle préfèrent toujours considérer qu'il existe de nombreux principes et paramètres universels). C'est une propriété qui permet de former un nombre illimité de phrases par emboîtements successifs.

Il a aussi récemment émis l'hypothèse que cette capacité serait apparue à la suite d'une mutation génétique unique survenue il y a entre 100 000 et 50 000 ans mais certaines langues – par exemple le pirahã, parlé en Amazonie – semblent se passer de la récursivité chomskyenne.

Les enfants commencent plutôt par apprendre des patrons grammaticaux simples ; puis ils dégagent progressivement et de façon intuitive les règles qui leur sont sous-jacentes, morceau par morceau.

Tout cela conduit inéluctablement à considérer que la notion de grammaire universelle est tout simplement fausse. Bien sûr, les scientifiques n'abandonnent jamais leur théorie préférée, même face à des preuves qui la contredisent, avant qu'une alternative raisonnable apparaisse. Or il existe à présent une telle alternative, nommée linguistique fondée sur l'usage.

Cette théorie, qui prend plusieurs formes, considère que la structure grammaticale n'est pas innée. La grammaire est plutôt le produit de l'histoire (les processus qui façonnent la manière dont les langues sont transmises d'une génération à l'autre) et de la psychologie humaine (l'ensemble des capacités sociales et cognitives qui permettent aux générations d'apprendre une langue en premier lieu). Mais surtout, cette théorie considère que le langage engage des systèmes cérébraux qui ne sont pas apparus dans cet objectif spécifique. L'idée est donc bien différente de celle, chomskyenne, de la mutation d'un gène unique ayant conduit à la récursivité.

En réalité, l'idée d'une grammaire universelle est en contradiction avec des résultats montrant que les enfants apprennent la langue à travers les interactions sociales, et qu'ils acquièrent de l'expérience en utilisant des constructions de phrases créées par les communautés linguistiques au fil du temps.

De plus, il semblerait que notre espèce ait une capacité spécifique à décoder les intentions communicatives des autres, réduisant considérablement les analogies qu'un enfant pourrait faire, ne laissant que celles compatibles avec les intentions communicatives de la personne qu'il est en train d'essayer de comprendre. Nous utilisons tous ce type de décodage d'intention quand nous comprenons : « Pouvez-vous ouvrir la porte ? » comme une demande d'aide, et non comme une question concernant notre aptitude à ouvrir une porte.

Les théories fondées sur l'usage sont loin d'offrir une explication complète sur le fonctionnement du langage. Les généralisations signifiantes que les enfants font à partir de phrases et de propositions qu'ils ont entendu prononcer n'expliquent pas entièrement non plus comment ils construisent des phrases.

Il faut souligner qu'à notre époque d'explosion de la communication, le langage reste un mystère et hors d’atteinte encore de nos intelligences artificielles et robots, sans doute parce qu'il serait nécessaire pour cela de comprendre les intentions de l'interlocuteur. Ce qui est étonnant dans l'infinie diversité des langues et de leur grammaire, c'est que, même s'il n'y a pas de grammaire innée, toutes les langues semblent descendre de la même langue mère, mais ce qui caractérise effectivement le langage, c'est l'arbitraire de ses règles qui ne sont pas naturelles, codées biologiquement, mais culturelles, apprises. L'objection qu'on peut faire, c'est qu'il faut bien qu'il y ait quand même une capacité génétique spécifique pour avoir l'automatisme du langage (ça parle tout seul sans y penser, on s'entend parler). cela pourrait venir d'une capacité plus générale à intérioriser une procédure. Voir aussi l'article de 2012 sur l'ordre grammatical.


La Recherche no 523, La révolution des machines moléculaires


- L'ancêtre de tous les êtres vivants était déjà assez complexe, p5

On ne peut remonter par des méthodes génétiques au-delà d'un ancêtre commun (LUCA ou Last Universal Common Ancestor) qui est déjà une cellule à base d'ARN très élaborée avec notamment des ribosomes. Remonter plus loin est hasardeux et je ne suis pas sûr pour ma part, comme le prétend Patrick Foreterre, qu'une membrane serait indispensable dès le départ, les premiers métabolismes ayant pu être abrités dans des petites cavités avant d'acquérir des membranes (différentes pour les bactéries et les archées) leur permettant de prendre le large. Il n'est pas sûr non plus que l'évolution des premières cellules soit si progressive, devant rencontrer un ensemble d'éléments (énergie, ARN autocatalytique, acides aminés, etc.) pour se reproduire et entamer une évolution. L'ARN étant fragile, cela exclurait des milieux extrêmes (ce n'était pas un hyperthermophile comme on le croyait) et donc des dates antérieures à 3,8 milliards d'années.

Luca a été le produit d'une longue évolution à partir des premières proto-cellules, en passant par la première cellule avec de l'ARN, la première cellule avec des ribosomes [la machine la plus sophistiquée du vivant], etc.

On listant les protéines qui étaient sans doute déjà présentes chez Luca, nous avons pu déterminer que Luca était une cellule assez complexe. Il possédait certainement quelques centaines de gènes, mais était moins complexe que les cellules actuelles. Son ribosome se compose d'une trentaine de protéines. À titre de comparaison, les ribosomes modernes en comptent entre 60 et 80 selon les organismes. Son ribosome était toutefois capable de synthétiser des protéines élaborées de façon très fidèle, parmi lesquelles on trouve celles qui permettent le transport d'ions ou d'autres protéines à travers les membranes.

Luca avait un génome ARN, l'ADN aurait été introduit indépendamment d'un côté chez les bactéries, et de l'autre chez la lignée conduisant aux archées et aux cellules eucaryotes. S'il y avait de l'ADN chez Luca, on ne comprend pas bien pourquoi les protéines qui répliquaient cette ADN ont ensuite été remplacées par d'autres, soit dans la lignée des bactéries, soit dans la lignée commune aux archées et aux eucaryotes.

Luca ne serait pas un hyperthermophile, mais plutôt un mésophile ou à thermophile modéré, c'est à dire qu'il s'épanouit à des températures comprises entre 20 et 60°C.

Ce qui peut expliquer qu'on ait malgré tout des ancêtres hyperthermophiles, ce serait par exemple la chute après Luca d'un ou plusieurs météorites géants qui auraient tué tous les organismes sauf les hyperthermophiles; ou encore l'idée selon laquelle le passage des génomes à ARN vers les génomes à ADN se serait produit chez des ancêtres hyperthermophiles aux bactéries et aux archées, L'ADN étant beaucoup plus stable que l'ARN à haute température. En tout cas, cela suggère que la colonisation des biotopes très chauds par la vie s'est opérée après Luca. Cela pourrait expliquer aussi la petit taille des cellules.

Je pense notamment que l'ADN et les protéines qui le répliquent sont apparus chez les virus. En effet, pour eux, passer de l'ARN à l'ADN avait un avantage immédiat : cela leur permettait d'avoir un génome résistant à tous les mécanismes d'attaque existants contre les virus ARN. Ensuite, si les mécanismes de réplication de l'ADN se sont diversifiés chez les virus qui coévoluaient avec les trois grandes lignées cellulaires, ils ont pu transmettre indépendamment des protéines de réplication de l'ADN différentes chez les bactéries d'un côté, et chez les archées et les eucaryotes de l'autre. Il est possible que d'autres systèmes moléculaires soient apparus chez les virus et aient ensuite été transférés aux cellules. On ne s'en rend pas toujours compte, mais les virus sont des créateurs fantastiques de gènes. Ils ont grandement contribué au développement de la vie.

Un autre article sur les virus complète cet interview. Les virus étant sans doute aussi à l'origine du noyau des eucaryotes.
 



Brèves et liens


Physique


cosmologie, physique quantique, nanotechnologies

- Le point froid du rayonnement fossile, trace d'une collision avec un autre univers ?

Le « Cold Spot »est une région de la voûte céleste où le rayonnement fossile est un peu plus froid. Ça n'a peut-ête l’air de rien mais cela pourrait conduire à une révolution en cosmologie. © ESA, Durham University

Le « Cold Spot », le « point froid » en français, est une région de la voûte céleste où les températures du rayonnement fossile sont plus basses que la moyenne. Cette anomalie pourrait être la signature d’une nouvelle physique.

L’hypothèse que ce soit la manifestation de l’existence de l’énergie noire dans une région du cosmos moins riche en galaxies a été réfutée.

Il pourrait s’agir de la trace laissée par une collision entre notre univers et un autre, au moment du Big Bang. Nous aurions alors sous nos yeux une preuve de l’existence du multivers, mais cela reste très spéculatif.

Si le Cold Spot est bien une manifestation du multivers, ce serait sans doute une conséquence de la théorie de l’inflation qui prédit que différentes régions de l'espace auraient été le lieu d'une transition de phase dans l'énergie du vide quantique, un peu à la façon dont se forment des bulles dans un liquide. Ce serait alors la croissance de l'une d'entre elles qui l'aurait conduite à entrer en collision avec la nôtre, laissant une empreinte très tôt dans l'histoire de l'univers.

PNG - 889.4 ko - Un mécanisme de déstabilisation de l’univers primordial

Les chercheurs ont montré que, de manière générique, la structure complexe des modèles de physique des hautes énergies peut créer une instabilité qui arrête de manière prématurée la phase d'inflation. Ce phénomène jusqu'à présent non pris en compte nécessite de revoir l'ensemble de l'interprétation des données cosmologiques au regard des théories de la physique des hautes énergies comme la supergravité ou la théorie des cordes.

Pas bien compris...

- L'énergie noire n'existerait pas

Des astrophysiciens ont conduit des simulations numériques qui reproduisent l'accélération de l'expansion de l'univers sans invoquer de la nouvelle physique. Résultat : l'énergie noire pourrait ne pas exister. La constante cosmologique serait en fait une manifestation d'importantes différences de densités de matière dans l'univers.

Ou elle serait simplement la manifestation de l'entropie...

- Des bulles d'anti-matière détectées ?

Résultat de recherche d'images pour "Alpha Magnetic Spectrometer)"

Le détecteur de rayons cosmiques placé dans l'espace AMS (Alpha Magnetic Spectrometer) aurait détecté quelques noyaux d'antihélium 3. Cela reste à confirmer mais si tel est le cas, cela pourrait signifier que des vestiges du Big Bang sous forme d'îlots voire de galaxies d'antimatière existent non loin de la Voie lactée. À moins qu'il ne s'agisse d'un produit de la désintégration de la matière noire..

Peu probable en fait car des poches d'anti-matière devraient émettre des rayons gamma sur leur bord.

- Un cristal liquide

Ce nouvel état de la matière se situe quelque part entre un liquide et un solide. Ses molécules y circulent librement comme dans un liquide mais sont toutes orientées dans la même direction comme dans un solide.

Le passage d'un courant électrique à travers ces matériaux les transforme en aimants,

On pourrait les utiliser dans l'informatique quantique ou comme supraconducteurs topologiques.

- Changer les propriétés optiques de nanostructures en changeant le pH

Des métamolecules plasmoniques ont été reliées par des brins d'ADN sensibles au pH. Ces métamolecules peuvent être soit dans un état condensé avec un pH faible soit dans un état plus détendu à pH élevé. Les deux états ayant des propriétés optiques très distinctes, on peut passer de l'un à l'autre en modifiant simplement la valeur du pH.

- Le projet fou d'accrocher un immeuble à un astéroïde

Puisqu'il est compliqué de faire monter un gratte-ciel du fait des lourdes contraintes mécaniques sur sa base, pourquoi ne pas le faire descendre du ciel... Comment ? Eh bien en l'accrochant à un astéroïde, préalablement placé en orbite autour de la Terre, pardi !

Les architectes imaginent des câbles long de plus de 35.700 kilomètres (quant on rêve, on ne compte pas) et capables de supporter le poids d'un train d'immeubles. Comment accrocher ces immeubles les uns derrière les autres au bout de ces câbles ? A l'aide de grues suspendues qui les assembleraient comme des Legos.

En plaçant l'astéroïde à une altitude de 50.000 kilomètres, et en tenant compte de la masse importante de la superstructure qui en pendouille, les architectes posent le postulat que le centre de gravité de l'ensemble se trouve en orbite géosynchrone (qui tourne à la même vitesse que la Terre). Mais l'astéroïde n'est pas déposé dans le plan de l'équateur (au quel cas il demeurerait fixe au dessus d'un point par rapport au sol, mais sur une orbite inclinée par rapport à ce plan. Il décrit alors au dessus du sol une figure en forme de huit excentré.

La cime du plus haut building culminerait alors à 32 kilomètres, tandis que sa partie inférieure volerait donc à quelques milliers de mètre au dessus du sol. "Voler" est effectivement le terme adéquat puisqu'ainsi suspendu, ce building titanesque se déplacerait en même temps que l'astéroïde, décrivant alors, selon ses architectes, au dessus du sol.

Ainsi, les habitants de l'immeuble se trouveraient-ils dans une structure en mouvement qui se déplacerait de plusieurs milliers de kilomètres par jour, en repassant à la même heure au dessus des mêmes points. Les architectes imaginent donc placer sur son trajet des sortes de gares de transfert dans lesquelles de brefs échanges de passagers ou de biens pourraient s'effectuer.

 

Climat


climat, énergies, écologie

- En éliminant l'hydrogène, le méthane a permis l’oxygénation de l'atmosphère

Was methane responsible for early Earth’s oxygen boom?Il y a plusieurs milliards d'années, d'anciennes bactéries ont produit des quantités massives de méthane dont la réaction a eu pour effet de remplir l'air d'une épaisse brume à forte teneur en méthane pendant environ un million d'années. Cette brume a chassé une grande quantité d'hydrogène de l'atmosphère, laissant ainsi la place à d'importants volumes d'oxygène qui ont ainsi rempli l'air et créé une atmosphère très proche de celle que nous connaissons. Avant cette transformation due au méthane, l'atmosphère terrestre renfermait des gaz toxiques qui entraînaient des variations de température extrêmes en surface, la rendant inhospitalière.

"En raison des fortes concentrations de méthane, une plus grande quantité d'hydrogène, c'est-à-dire du principal gaz empêchant l'accumulation d'oxygène, a pu s'échapper dans l'espace extra-atmosphérique, et ouvrir la voie à une oxygénation globale".

- Il y a 300 millions d'années: le climat de la Terre sous l'emprise de la tectonique

Condition indispensable au maintien de la vie sur Terre depuis des milliards d'années, les fluctuations de la teneur en CO2 dans l'atmosphère doivent être limitées par un mécanisme naturel qui empêche tout basculement vers des valeurs extrêmes, afin de maintenir un climat favorable. On sait que les fluctuations du climat sont conditionnées par 2 processus antagonistes, la production naturelles de CO2, liée au dégazage de la Terre suite à son activité magmatique et sa consommation par la dissolution lente des roches continentales véritable puits de CO2. Le mécanisme d'autorégulation, véritable thermostat terrestre, a été identifié dans les années 1980. Si le volcanisme vient à augmenter la teneur en CO2 alors le climat est plus chaud et globalement plus humide, il en résulte une accélération de la dissolution des roches et la consommation du CO2 associée.

Attaquées par le CO2 atmosphérique, dissous dans l'eau de pluie, ces roches s'altèrent rapidement, piègent le CO2 et le forcent à passer sous le seuil de glaciation vers 330 millions d'années. A partir de 290 millions d'années, la chaîne hercynienne perd rapidement de son altitude à la fin de l'épisode orogénique. L'altération chimique des roches continue à produire des sols. Mais l'érosion physique diminue, ce qui autorise à nouveau le développement de sols très épais qui finalement protègent la roche fraîche de l'altération. La consommation de CO2 diminue. En outre, l'assemblage final de la Pangée autorise le développement d'énormes surfaces arides dans les zones tropicales. Le manque d'eau limite la dissolution des roches dans ces zones. Ces deux effets se combinent, l'efficacité de l'altération chimique des roches diminue fortement, le CO2 augmente et franchit le seuil de déglaciation. Ce qui met un terme à la glaciation Permo-Carbonifère.

- La chute d'une comète à l'origine d'un petit âge glaciaire il y a 13 000 ans

La chute de cette comète pourrait être à l'origine de l'agriculture voire de la première religion anthropomorphe (d'hommes sans tête) à Gobekli Tepe (qui aurait aussi servi d'observatoire du ciel) si l'on en croit cette gravure.

Voir aussi Futura-Sciences.

- Le réchauffement pourrait diminuer le plancton des océans tropicaux

Le changement climatique pourrait affaiblir le développement phytoplanctonique de plus de 10 % d'ici 2100 dans les océans tropicaux.

La production primaire assurée dans l'océan par le phytoplancton constitue la principale source d'aliments et d'énergie pour toute la chaîne alimentaire marine. Cette production influence aussi la concentration de CO2 atmosphérique en permettant un stockage de carbone dans l'océan profond.



- L'augmentation de l'absorption du CO2 par les plantes contrarié par le réchauffement

Les niveaux élevés de CO2 attendus d'ici la fin du siècle, provoquant l'acidification des océans, devrait stimuler les différents niveaux de la chaîne alimentaire, mais le réchauffement de l'océan annulerait cet avantage en provoquant un stress pour les animaux marins, les empêchant d'utiliser efficacement ces ressources pour leur propre croissance et développement. Le résultat serait un effondrement de tout le réseau alimentaire.

Les concentrations de dioxyde de carbone élevées ont stimulé la croissance des plantes; plus de nourriture végétale signifiait plus petits invertébrés et plus petits invertébrés, à son tour, a permis aux poissons de croître plus vite.

Les océans à l'avenir devraient fournir moins de poissons et fruits de mer à manger et ce sont les plus gros animaux, au sommet de la chaîne alimentaire, qui en souffriront le plus.

En fait, ce qu'on peut reprocher à cette expérimentation dans des aquariums, c'est que leur rapidité empêche de tenir compte des capacités d'adaptation évolutives. Il est indispensable d'étudier ce risque vital mais le pire n'est peut-être pas sûr ?

- Des colonnes Morris remplies de micro-algues pour piéger le CO2

Colonne Morris puits de carboneLa mairie de Paris va tester dans le 14e arrondissement de la capitale une colonne Morris remplie de micro-algues pour piéger une partie du CO2 de l'air.

"Un puits de carbone de 1m3 d'eau permet de fixer une quantité de CO2 équivalente à celles de 100 arbres".

Cette colonne nécessite des travaux conséquents puisqu'elle doit-être connectée au réseau de traitement des eaux usées. En effet, passé un certain temps, le milieu de culture se sature et la colonne perd de son efficacité. Une partie de son contenu doit être alors retiré et remplacé par de l'eau fraîche pour permettre aux micro-algues de se multiplier à nouveau. L'ancien contenu de la colonne est alors évacué vers une station d'épuration où il contribuera à la création de biométhane qui pourra-être réinjecté dans les réseau de gaz. La colonne doit également être connectée au réseau électrique afin que soient alimentées les rangées de LEDs qui en éclairent l'intérieur, afin de fournir suffisamment de lumière aux micro-algues. En effet, bien que la colonne soit en plexiglas transparent, la lumière du jour qui parvient à l'intérieur ne suffit pas à assurer une croissance efficace des algues.

- Produire de l'énergie à partir de CO2 et du soleil

Graphical abstract: Systematic variation of the optical bandgap in titanium based isoreticular metal–organic frameworks for photocatalytic reduction of CO2 under blue light

Des structures métallo-organiques (MOF) à base de titane transforment le CO2 en matières organiques énergétiques (formiates et formamides) un peu comme la photosynthèse.

- Produire ou stocker l'hydrogène avec du méthanol

Une nouvelle méthode neutre en carbone a été trouvée pour produire et stocker l'hydrogène avec du méthanol, sans émission de monoxyde de carbone ou de CO2, transformant le méthanol en amine et vice-versa par simple pression.

- Des éoliennes cerf-volants

http://www.windenergie-nieuws.nl/wordpress/wp-content/uploads/Ampyx.jpg

"C'est l'extrémité des pales des éoliennes qui exploite le mieux la puissance du vent" affirme l'entreprise néerlandaise Ampyx Power. Aussi, cette dernière a-t-elle eu l'idée de construire une éolienne dont les parties captant le vent seraient exclusivement constituées de cette extrémité des pales. Comment ? En la remplaçant par un cerf-volant capable de décrire de grands cercles dans le ciel. Ce cerf-volant exerce une traction sur un câble relié à un système d'enrouleur sous tension. Lorsque l'altitude de l'engin volant change, l'enrouleur tourne et convertit cette énergie cinétique en électricité.

Et comme un simple cerf-volant n'est pas capable d'effectuer seul de telles variations d'altitude, l'entreprise lui a préféré un drone avion calibré pour effectuer de belles trajectoires en forme de huit. Selon ses concepteurs, ce système permet d'aller chercher des vents plus forts et plus constants à des altitudes bien plus élevées (450 mètres maximum) que ce que permettent les éoliennes classiques. Ampyx Power promet ainsi un rendement énergétique 2 à 2,5 fois plus important qu'un parc éolien classique à surface équivalente.

Techniquement, l'avion dont l'envergure atteindra 12 mètres, est mis en vol grâce à une puissante catapulte qui confère au drone une vitesse initiale de 75 km/h. Par la suite, la force du vent constitue la seule force propulsive de ce planeur.

- Augmenter la réflexion des nuages avec du sel pour protéger la barrière de corail ?

Envoyer du sel dans l'atmosphère pourrait créer des nuages réfléchissant protégeant localement la barrière de corail d'un réchauffement excessif.

- Extraire l’eau de l’air avec l'énergie solaire

Cette invention fonctionne dans un environnement affichant seulement 20 à 30% d’humidité. Un prototype a été mis au point capable de produire 2,8 litres d’eau avec une structure métallo-organique d'un kilogramme seulement sur une période de 12 heures.

- De l'eau en boule et sans bouteille

Ooho eau sans bouteille

La capsule est fabriquée à partir d’algues brunes, qui forment une membrane double qui renferme l’eau. Biodégradable et même consommable, cette invention pourrait, on imagine, à l’avenir, nous permettre de nous passer de bouteilles d’eau.

La membrane de Ooho est fabriquée en déminéralisant des algues brunes : on obtient de l’alginate de sodium, gélifiée par l’ajout de chlorure de calcium. L’eau est encapsulée sous sa forme solide pour des raisons pratiques, mais elle se liquéfie par la suite pour permettre sa consommation. Il suffit de percer un trou dans la membrane et de boire. Autre avantage de cette invention : son coût, extrêmement réduit : 2 centimes par unité !

- Un sèche-linge à ultrasons

Ce sèche-linge utilise des ultrasons pour sécher les vêtements cinq fois plus vite qu'un sèche-linge conventionnel tout en consommant 70% moins d'énergie.

Le tambour est recouvert dans sa partie intérieure de transducteurs à ultrasons piézoélectriques. Ces derniers produisent des vibrations qui vont en quelque sorte essorer les tissus humides en créant une brume fine que la force centrifuge du tambour en mouvement repousse vers les bords afin qu'elle soit aspirée.

Par ailleurs, le séchage par ultrasons réduit nettement la formation de peluches qui se produit lorsque l'air chaud détache de minuscules fibres des tissus. Enfin, l'absence de chaleur diminue aussi le phénomène de perte des couleurs.

- Les néonicotinoïdes dans les grains de pollen augmentent la mortalité des abeilles

Les colonies installées à proximité de champs de maïs contenant des néonicotinoïdes ont un taux de mortalité deux fois plus élevé que les colonies placées près de champs qui en sont exempts. Elles sont également plus durement frappées par Varroa destructor, un acarien qui s'attaque aux larves et aux adultes et qui est soupçonné de participer au déclin mondial des colonies d'abeilles.

Les données recueillies à différents moments de l'été 2013 montrent qu'au plus fort de la floraison, le maïs compose jusqu'à 14% du pollen récolté par les abeilles. De plus, les analyses chimiques indiquent que 20% du pollen de maïs rapporté à la ruche contient des traces de néonicotinoïdes. "Les concentrations que nous avons mesurées ne sont pas suffisantes pour tuer instantanément les abeilles, mais l'exposition prolongée à des doses sous-létales a des effets pervers sur leurs comportements et leur système immunitaire", précise le professeur Derome. Les chercheurs ont aussi noté que l'intensité du parasitisme par le varroa était deux fois plus élevée dans les colonies établies près des champs avec néonicotinoïdes. Au terme d'un suivi de deux ans, le taux de mortalité dans les colonies installées près des champs avec néonicotinoïdes a atteint 28%, contre 15% dans les colonies témoins.

- Une pompe à ions pour contrôler la croissance des plantes

Cette pompe à ions a été utilisée pour contrôler la croissance des racines d'une petite plante à fleurs, l'arabette (Arabidopsis thaliana).

Ils ont observé que la production interne d'auxine et le taux de croissance des racines pouvait être contrôlé par la pompe à ions.

 

Biologie


évolution, génétique, éthologie, anthropologie, neurologie

- L'expérience de Miller produirait en plus les bases de l'ARN grâce aux astéroïdes

Un schéma de diverses expériences de Miller réalisées à ce jour. Plusieurs mélanges de gaz contenant des proportions variées de ceux indiqués ont été soumis à des arcs électriques et parfois aussi à des rayons ultraviolets. Les molécules prébiotiques résultantes pourraient avoir constitué une « soupe chaude primitive » dans les océans d'où la vie aurait émergé. © Yassine Mrabet

Les astéroïdes ont-ils aidé la vie à naître sur Terre ? C'est ce que suggère une récente variante de la fameuse expérience de Stanley Miller et Harold Urey. Soumise à des éclairs et ionisée par les ondes de choc de ces impacts, l'atmosphère de la Terre primitive a peut-être synthétisé en réponse les briques de l'ARN, l'une des molécules fondamentales de la vie.

L'expérience explore de nouveau l'hypothèse d'une atmosphère réductrice mais composée d'ammoniac, de monoxyde de carbone et d'eau, c'est-à-dire un mélange NH3 + CO + H2O. De plus, elle ajoute du plasma comme celui que peuvent produire par ionisation les ondes de chocs résultant d'impact d'astéroïdes, lesquels étaient particulièrement nombreux à l'Hadéen et au début de l'Archéen. Un résultat spectaculaire a émergé de cette nouvelle expérience de Miller.

L'analyse des produits des réactions chimiques a révélé non seulement la présence d'acides aminés mais aussi des quatre bases nucléiques formant l'ARN : l'uracile, la cytosine, l'adénine et la guanine. Or, une hypothèse solide affirme que l'ARN aurait émergé en premier de la chimie primordiale de la jeune Terre. Un « monde à ARN » aurait ainsi précédé celui de l'ADN (le nôtre), pour reprendre l'expression et les idées du prix Nobel de chimie Walter Gilbert.

Cela renforce l'hypothèse d'une origine locale, terrestre, de la vie au lieu d'une contamination par une autre planète (panspermie).

- Les virus géants seraient des petits virus ayant acquis des gènes de bactéries

Les virus géants ne seraient pas d'anciennes cellules reconverties en parasites mais des virus ayant acquis les gènes de différents types de cellules.

- Un virus géant qui agit à distance

Nouméavirus, découvert à Nouméa, montre une propriété jamais rencontrée : à distance, il rend poreuse ou non la membrane du noyau de l'amibe qu'il infecte. Comme s'il ouvrait et fermait une porte.

À distance, comme avec une zappette, le virus rend le noyau poreux pour récupérer les enzymes de l'amibe et commence, grâce à elles, la transcription de ses propres gènes. Puis, avec sa zappette, il referme les pores ! Pour poursuivre sa multiplication, il utilise alors ses propres enzymes.

Voir aussi Techno-Science.

- Des organismes vivant 10km sous terre

Résultat de recherche d'images pour "croûte terrestre"

La serpentinite un métal abondant dans les éruptions des volcans de boue. On aurait trouvé dedans des acides aminés et des hydrocarbures.

Étant donné que certains microbes peuvent résister à des températures de 122°C et des pressions 3000 fois supérieure à la pression atmosphérique, la vie pourrait survivre théoriquement jusqu'à 10 kilomètres sous le fond marin.

On a trouvé récemment dans une mine d'or des vers nématodes vivant à 3 kilomètres sous terre.

Voir aussi Futura-Sciences.

- Des bactéries primitives hétérotrophes souterraines

Les preuves de plus en plus nombreuses de l'existence d'une vie intraterrestre abondante et active dans la subsurface amènent à considérer la croûte terrestre comme le plus grand habitat potentiel sur Terre. Dans ces environnements que n'atteint pas la lumière du soleil, les écosystèmes tirent profit des forts gradients redox existant au contact entre des fluides oxydants circulant dans la croûte fracturée, riches en accepteurs d'électrons (O2, SO42-, NO3-...) et un environnement réduit potentiellement riche en donneurs d'électrons (H2, CH4, NH3/NH4+, Fe2+...). C'est typiquement le cas des roches mafiques et ultramafiques qui se serpentinisent. Lors de ce processus, l'hydratation de minéraux silicatés riches en Fe2+ s'accompagne d'une forte production d'hydrogène moléculaire relargué dans les fluides hydrothermaux. Ce flux de H2 peut par la suite réduire les espèces inorganiques du carbone, comme le CO2 dissous, pour former des molécules organiques plus ou moins complexes (e.g. CH4), fournissant ainsi une source d'énergie et de carbone aux écosystèmes microbiens chimiolithotrophes nichés au sein de ces roches et dont les métabolismes seraient alors totalement indépendants de la photosynthèse. Ces écosystèmes appelés SLIME pour "Subsurface Lithoautotrophic Microbial Ecosystems" sont ainsi considérés comme de bons analogues des écosystèmes primitifs, apparus sur Terre bien avant le développement de la photosynthèse.

Le site hydrothermal actif de la baie de Prony (Nouvelle Calédonie), qui se développe sur un substratum de roches ultramafiques serpentinisées, est le seul analogue actuel connu du site de Lost City, dont la découverte le long de la dorsale médio-Atlantique a changé notre vision de comment et où la vie aurait pu apparaitre sur Terre il y a plus de 3,8 milliards d'années. À Lost City, dans ce système hydrothermal d'un genre nouveau, des archées méthanogènes appartenant au phylum des Methanosarcinales, semblent en effet jouer le rôle de producteur primaire, se nourrissant d'H2 et de CO2 pour produire du méthane. Comme à Lost City, des fluides hydrothermaux hyperalcalins (pH ~10-11), riches en H2 et CH4, sont émis au niveau des cheminées carbonatées du champ hydrothermal de Prony qui présente en outre des températures modérées (~ 40°C) compatibles avec la vie.

Les gaines de ces bactéries filamenteuses servaient de points de nucléation pour la précipitation d'hydroxydes de magnésium et notamment de brucite, constituant majeur de ces cheminées. La localisation de ces bactéries au coeur des conduits actifs et leur rôle au cours des premiers stades de l'édification de ces cheminées a permis de leur attribuer une origine profonde.

Ces bactéries, ainsi que des représentants des phyla Acetothermia et Omnitrophica, semblent être dès lors les premiers micro-organismes colonisant ces environnements, bien avant les archées Methanosarcinales observées uniquement dans les cheminées hydrothermales plus anciennes. En se basant sur la phylogénie de ces bactéries ainsi que sur la faible teneur en CO2 de ces fluides hydrothermaux, les chercheuses font l'hypothèse que ces bactéries ont un métabolisme organo-heterotrophe basé sur l'utilisation de composés organiques produits par pure voie chimique lors de la réaction de serpentinisation.

En mettant ainsi en lumière l'importance de l'hétérotrophie, jusqu'alors sous-estimée au profit de l'autotrophie, dans la structure des écosystèmes de subsurface en contexte de serpentinisation, ces résultats amènent à repenser celle des écosystèmes primitifs en considérant l'hétérotrophie comme une stratégie métabolique de premier ordre.

- Des modifications épigénétiques favorisent la spéciation

Pour faire émerger de nouvelles espèces, des barrières reproductives doivent être mises en place, comme par exemple l'impossibilité de fécondation ou le caractère délétère de certaines combinaisons de gènes telle que l'incompatibilité hybride. Une étude suggère que les allèles épigénétiques, ayant hérité d'un état de méthylation de l'ADN, contribuent à l'isolement reproductif chez les plantes.

C'est une modification épigénétique, n'affectant pas la séquence d'ADN, mais néanmoins transmise à la descendance qui intervient dans cette perte de fonction. C'est l'hyper méthylation de la région du promoteur de ce gène qui est responsable de cette extinction du gène qu'on désigne alors comme un épiallèle silencieux. L'incompatibilité entre les deux écotypes se manifeste par la létalité au stade embryonnaire.

On avait contesté le mois dernier l'affirmation de La Recherche qu'il n'y avait pas transmission épigénétique.

- L'hérédité épigénétique transgénérationnelle chez les mouches

En modifiant de façon transitoire la fonction des protéines du groupe Polycomb, dont l'activité est essentielle au cours du développement, ils ont obtenu des lignées de drosophile porteuses de la même séquence d'ADN mais caractérisées par des yeux de couleurs différentes. Ces différences dépendent d'un degré variable de répression par les protéines Polycomb qui est hérité de façon stable mais réversible. Cette hérédité épigénétique peut être modifiée par des changements de conditions environnementales, comme la température ambiante.

Les protéines du groupe Polycomb sont impliquées dans la définition de l'architecture tridimensionnelle des chromosomes, qu'elles régulent en établissant des interactions entre gènes dans l'espace 3D du noyau cellulaire. Or, selon la position d'un gène à un moment donné, son expression sera activée ou réprimée.

- Les céphalopodes modulent l'expression de leurs gènes avec des ARN

Poulpes semblent avoir des pouvoirs d'édition de gènes spéciaux

Plus de 60% des gènes transcris sont modifiés par des ARN, phénomène de l'ordre de 1% pour les autres espèces.

- Les premiers animaux étaient des méduses pas des éponges ?

L'analyse génomique donnent un léger avantage aux méduses mais la différenciation avec les éponges a dû arriver très tôt.

- Le système nerveux complet de l'hydre d'eau douce cartographié

HydraAu lieu d'un cerveau, l'hydre a le système nerveux le plus primitif de la nature, un réseau de neurones répartis tout le long du corps.

L'hydre a été génétiquement modifiée pour que ses neurones deviennent fluorescents en présence de calcium. Etant donné que la concentration des ions calcium augmente lorsque les neurones sont actifs leur fluorescence a permis de relier un comportement à l'activité dans les circuits de neurones.

Par exemple, un circuit qui semble impliqué dans la digestion est devenu actif chaque fois que l'animal a ouvert sa bouche pour se nourrir. Un second circuit s'allume lorsque l'hydre se met en boule pour se cacher des prédateurs. Un troisième semble capter la lumière pour faire savoir à l' animal quand il peut manger - en dépit du fait qu'elle est aveugle, l'hydre a besoin de chasser et le fait le matin.

Il a été constaté qu'aucun neurone n'était membre de plus d'un circuit. Cela donne à penser que l'animal a constitué des réseaux distincts pour chaque réflexe - un système primitif, beaucoup moins complexe que nos propres systèmes nerveux.

- Un étrange "ver géant" qui se nourrit... de boue

Sorti de son tube, Kuphus polythalamia, long de 1,5 m, montre une anatomie curieuse. La bouche est à gauche mais sans doute non fonctionnelle car elle se trouve à l’extrémité du tube profondément enfouie dans le sédiment. La partie supérieure, avec les branchies, est à droite sur l’image. © Université de Utah-Health

Long d'un mètre cinquante, ce ver est en fait un mollusque, cousin des tarets et disparu des écrans radars depuis plus d'un siècle. Redécouvert aux Philippines, vivant dans la boue, il exhibe une propriété très inhabituelle : vivre de l'énergie chimique du sulfure de l'hydrogène, captée par des bactéries. Une forme d'autotrophie semblable à celle des plantes mais aussi d'animaux nichés dans les sources hydrothermales.

Cette fois, l'animal, long de 1,5 m, a été étudié en détail et les biologistes ont d'abord remarqué la simplicité du système digestif, réduit à peu de chose, avec une bouche étrangement installée tout au fond du tube calcaire où le mollusque est enfermé. Pourtant, les siphons dépassant en surface, au contact de l'eau, sont de l'autre côté. Ce « ver » ne mange pas, ou très peu. Selon les chercheurs, il récupère la matière organique produite par la flore bactérienne très particulière qu'il héberge sur ses branchies. Ces micro-organismes, eux, vivent en tirant leur énergie du sulfure d'hydrogène, ce gaz à l'odeur d'œuf pourri qui envahit cet environnement. Ce mollusque bénéficie donc d'une forme d'autotrophie. Grâce à ses bactéries symbiotiques exploitant l'énergie chimique, K. polythalamia peut ainsi fabriquer de la matière organique à partir de matière inorganique, comme le font les plantes avec l'énergie solaire.

- L'ancêtre des crustacés

Découvert dans les fameux schistes de Burgess, un arthropode fossile étrange, avec un blindage et deux pinces coupantes, nous éclaire sur l'origine des crustacés et de insectes. Comme eux, il possède des mandibules.

Baptisé Tokummia katalepsis, l'animal vivait il y a 508 millions d'années sur le fond des mers du cambrien.

Long de plus de 10 cm, il devait être, vu son anatomie pataude, un nageur occasionnel vivant sur le fond, un peu comme nos homards et crevettes.

En plus de ses mandibules Tokummia katalepsis était doté de pinces de grandes tailles, à l'extrémité de deux appendices antérieurs. Ces outils semblent trop fragiles pour être utiles à autre chose que se saisir de proies dépourvues de coquilles ou d'exosquelettes. Son corps possédait plusieurs segments rappelant celui des mille-pattes.

- Les hormones sexuelles issues du cholestérol

En ressuscitant le couple hormone/récepteur de l'ancêtre des premiers vertébrés, les chercheurs démontrent que les hormones stéroïdes sont en fait des produits de dégradation du cholestérol. Cela renforce de nombreuses observations montrant que la reproduction ne peut se produire que si une nutrition suffisante est assurée.

On sait que chez de nombreuses espèces, y compris chez l'Homme, la reproduction s'arrête en cas de famine. Le travail de l'équipe de Vincent Laudet montre que ce couplage nutrition/reproduction a des bases anciennes qui remontent à 500 millions d'années, et que nos hormones assurent en permanence une coordination entre l'état physiologique et l'entrée en phase de reproduction.

Il est important pour les organismes de dégrader le cholestérol en excès et de récupérer le plus d'énergie possible de cette dégradation. Un tel arbre évolutif permettant de dater et d'ordonner les évènements, les chercheurs se sont alors aperçu que, au cours de l'évolution, les animaux ont recruté ces produits de dégradation du cholestérol en les utilisant dans leur signalisation hormonale.

Il semble pourtant que les chevaux près de mourir de faim aient une activité sexuelle débridée ?

- L'ancêtre des dinosaures

modèle de vie de la nouvelle espèce Teleocrater rhadinus, un proche parent des dinosaures

Teleocrater rhadinus avait 245 millions d'années et marchait à quatre pattes un peu comme un varan ou un crocodile.

- Un serpent qui mange des serpents plus gros que lui en les étouffant

Il est un serpent-manger serpent monde

La supériorité de ces couleuvres "serpents-rois", qui chassent les crotales, viendrait seulement de leur façon parfaite de s'enrouler autour de leur proie.

- Le cannibalisme n'est pas un très bon apport de nourriture

Quelle est la valeur nutritionnelle d'un homme ? Sa réponse : 125.822 calories (pour un poids total de 55 kg), soit de quoi nourrir 60 personnes en un jour. Une valeur nutritionnelle pauvre comparée à celle des bovins de l'époque, les aurochs (979 200 calories), celle des rhinocéros laineux (1 260 000 calories), ou encore celle des gigantesques mammouths (3 600 000 calories). Cette analyse écarte donc, pour son auteur, la piste d'un cannibalisme uniquement alimentaire de la part de Neandertal...

Homo antecessor, un pré-néandertalien qui vivait il y a près de 1 million d'années (site du Gran Dolina en Espagne), était lui aussi anthropophage. Tout comme Homo Erectus il y a 680.000 ans (site de la Caune de l'Arago à Tautavel en France). Et l'homme moderne, Homo Sapiens, mangeaient lui aussi de la viande humaine, comme l'ont montré des ossements trouvés dans la grotte de Maszycka en Pologne (15.000 ans environ avant notre ère) et dans la grotte anglaise de Gough (14.700 avant notre ère).

- Homo naledi, un homme primitif de 250 000 ans seulement

En 2015, Homo naledi avait défrayé la chronique en 2015 après l'annonce de la découverte de cet hominine qui, bien que d'apparence primitive, était capable d'enterrer ses morts. Les fossiles trouvés pouvaient être âgés de quelques millions d'années, ce qui aurait été stupéfiant. Il semble, à présent, qu'ils soient beaucoup plus jeunes : environ 250.000 ans.

- Néandertal en Amérique, il y a 130 000 ans ?

Illustration d'un mastodonte

Les indices sont fragiles, c'est encore à confirmer et cela pourrait être un homme encore plus primitif (Habilis?).

Voir aussi Futura-Sciences.

- Homo floresiensis un descendant des premiers Homos habilis sortis d'Afrique ?

The tiny Indonesian hominin may be related to the first makers of stone tools

 

- Des traces de présence humaine de 14 000 ans au Canada

De gauche à droite, John Maxwell, Alisha Gauvreau et Seonaid Duffield sur le site de fouille de l’île du Triquet, en Colombie-Britannique. © Joanne McSporran

Des restes d'un campement humain datés de 14.000 ans ont été découverts sur la petite île du Triquet, située au nord de Vancouver, près des côtes de la Colombie-Britannique (ouest du Canada). Les fouilles dans le paléosol ont permis de trouver, autour des restes d'un foyer, divers artefacts comme des outils en bois sculptés.

Les premiers habitants seraient venus par bateaux. « Au regard de notre site, il apparaît évident que ces personnes étaient plutôt des chasseurs de mammifères marins. C'était un endroit qui ne gelait jamais durant l'ère glaciaire et où nos ancêtres affluaient pour survivre »

- Il y a 13 000 ans en Italie des dents soignées avec du bitume

Les humains ont développé des cabinets dentaires thérapeutiques des milliers d'années avant que les aliments tels que les céréales et le miel sont entrés dans notre alimentation

Des cavités avaient été percés dans les dents et agrandies, probablement par de minuscules pierre outils, puis colmatées avec du bitume.

Voir aussi, plus haut, la chute d'une comète à l'origine d'un petit âge glaciaire il y a 13 000 ans, à l'origine peut-être de la religion (à Gobekli Tepe) puis de l'agriculture ?

- Améliorer la mémoire à l'aide d'impulsions magnétiques

Les chercheurs ont découvert que les sujets s'acquittaient mieux des tâches visant à évaluer leur mémoire auditive après avoir reçu des impulsions magnétiques transcrâniennes, mais uniquement lorsque la fréquence de ces dernières était identique à la fréquence naturelle des ondes thêta cérébrales. Lorsque les impulsions n'étaient pas rhytmiques, aucun effet sur la performance mnésique n'a été observé, ce qui suggère que c'est bien la manipulation des ondes thêta et non la seule application d'impulsions magnétiques transcrâniennes qui permet d'améliorer la mémoire auditive.

Une autre étude utilisant l'apprentissage automatique montre que tout dépend du moment de la stimulation électrique profonde, l'état du cerveau permettant de prédire quand la mémorisation ne se fait pas sinon.

- La mémoire à long terme générée en même temps que la mémoire court terme

La mémoire à court terme gérée par l'hippocampe n'est pas transférée dans un deuxième temps au cortex mais en même temps par deux processus différents. Il faut tout de même une liaison antre l'hippocampe et le cortex pour que la mémoire à long terme se consolide, n'étant accessible qu'après plusieurs jours.

- On rêve même pendant le sommeil profond

Dreaming experience vs. no experience in NREM sleep (low-frequency power).

Pendant le sommeil, des ondes cérébrales de basse fréquence sont détectables dans le cerveau et une diminution de ces ondes à l'arrière du cerveau serait le signe qu'on est en train de rêver. « Cette zone était un peu plus active, avec des ondes cérébrales à haute fréquence plus courantes pendant l'état de veille ». Cette région semble être tout ce qu'il faut pour rêver.

Parmi les dormeurs réveillés quand on détectait ces ondes cérébrales, certains ont déclaré avoir des rêves avec une structure narrative, tandis que d'autres étaient plus impressionnistes. Il y en a même un qui rêvait de raconter son rêve...

On associe normalement les rêves au sommeil paradoxal car au cours de cette phase on observe une augmentation des ondes cérébrales à haute fréquence dans les zones qui seraient actives dans les heures de veille si les rêveurs avaient vécu leurs rêves dans la vie réelle. Grâce à la détection des ondes du rêve, on a pu constater qu'on rêvait aussi pendant 71% du sommeil non-REM, en plus des 95% pendant le sommeil paradoxal.

Voir aussi Futura-Sciences et Sciences et Avenir.

 

Santé


traitements, nutrition, hygiène

- Un utérus artificiel pour des agneaux prématurés de 4 semaines

Un schéma d'un système de sac en plastique pour maintenir les enfants prématurés extrêmement vivant

Des agneaux prématurés ont été maintenus en vie dans un utérus artificiel pendant quatre semaines. Le système utilise un sac en plastique rempli de liquide et pourrait être utilisé pour les bébés prématurés au cours des trois prochaines années.

« Nous avons mis au point un système qui reproduit aussi bien que possible l'environnement de l'utérus et remplace la fonction du placenta ». Le système devra cependant subir des années de tests pour être sûr qu'il est sans danger pour les bébés.

Voir aussi Futura-Sciences. C'est quelque chose que je croyais presque impossible malgré le livre précurseur d'Henri Atlan sur l'utérus artificiel...

- Les ovules se dégradent en vieillissant


Lors de la division cellulaire, les microtubules, structures cylindriques qui orchestrent la séparation des chromosomes, se comportent de manière "anormale" dans les ovules plus âgés. "Au lieu de former une structure qui se déploie de façon contrôlée et parfaitement symétrique, appelée le fuseau, les microtubules vont dans toutes les directions. Cette dynamique d'alignement altérée contribue aux erreurs de séparation des chromosomes et représente une nouvelle explication à l'infertilité féminine liée à l'âge".

- Une molécule anti-vieillissement de la grenade

Grenades, AndalousieConcrètement, des composés appelés "tanins ellagiques" et contenus dans la baie sont transformés (après ingestion) par les bactéries de l'intestin en urolithine A. Une molécule capable de restaurer le bon nettoyage des mitochondries, processus appelé "mitophagie" qui s'altère avec le vieillissement entraînant de la faiblesse musculaire, de la diminution de la masse musculaire ou encore des maladies métaboliques liées à l'âge. L'urolithine A permettrait de prolonger la durée de vie de 45% !

"L'administration orale d'urolithine A a augmenté l'expression de gènes mitochondriaux dans le tissu musculaire humain après un traitement de 4 semaines".

- Le sang du cordon ombilical humain améliore la mémoire des souris

Les chercheurs utilisent des labyrinthes pour tester les capacités cognitives des souris. © neillockhart, FotoliaDes souris âgées apprennent mieux si on leur injecte du sang de cordon ombilical humain. Une protéine a été isolée dans ce cordon : elle s'appelle TIMP2 et les chercheurs imaginent déjà développer de nouvelles applications pour lutter contre le vieillissement.

Tout d'abord, ils ont injecté à ces rongeurs du sang de cordon ombilical, de jeunes adultes ou de personnes âgées.

Ensuite les chercheurs ont observé ce qui se passait dans l'hippocampe des sujets âgés. Ils se sont aperçus que l'augmentation de l'expression de gènes liés à la mémoire était la plus importante chez les animaux qui avaient reçu le sang de cordon ombilical. Ces souris présentaient la meilleure plasticité synaptique, c'est-à-dire une meilleure capacité à modifier des connexions entre neurones et donc à apprendre.

L'équipe a recherché quelles étaient les protéines abondantes dans le cordon ombilical humain qui diminuaient avec l'âge. Ils ont ainsi identifié la protéine TIMP2 (metallopeptidase inhibitor 2), connue pour jouer un rôle dans la progression des cancers. Les chercheurs l'ont injecté aux souris : celles-ci ont obtenu à peu près les mêmes résultats aux tests de mémoire que celles qui avaient eu du sang de cordon ombilical.

Voir aussi Sciences et Avenir.

- Régénération nerveuse par électrostimulation avec du graphène

gaine

En utilisant des imprimantes à jet d'encre pour créer des structures 3D de graphène, suivi d'un traitement au laser, on pourrait transformer des cellules souches mésenchymateuses (cellules qui forment l'os, le cartilage et les cellules graisseuses) en cellules de Schwann, qui forment les gaines de myéline des cellules nerveuses et favorisent la régénération des axones.

Les cellules souches mésenchymateuses adhèrent à la structure 3D en graphène et s'y développent, le graphène servant de conducteur électrique tout en étant solide, durable et biocompatible. La stimulation électrique s'est avérée efficace pour transformer 85% des cellules souches en cellules de Schwann.

- Le jeûne stimule la production de neurones

Une hormone de l'estomac qui stimule l'appétit, la ghréline, semble favoriser la croissance de nouvelles cellules du cerveau et de les protéger contre les effets du vieillissement - ce qui peut expliquer pourquoi certaines personnes disent que le jeûne les fait se sentir mieux mentalement.

C'est la faim, le manque, le désir qui stimule la pensée, un cerveau repus se repose après le repas et d'être trop bien nourri pourrait rendre bête ?

- Le sommeil profond essentiel pour bien vieillir

C'est la confirmation de l'importance du sommeil profond qui décline avec l'âge alors qu'il assure à la fois la consolidation de la mémoire et le nettoyage du cerveau.

- Des virus pour reprogrammer en neurones les astrocytes des parkinsoniens ?

Un virus conçu pour transporter quatre gènes capables de reprogrammer les astrocytes en neurones à dopamine a été injecté dans le cerveau de souris dont les neurones à dopamine avaient été détruits.

Cinq semaines plus tard, l'équipe a vu des améliorations dans la façon de se déplacer des souris. « Elles marchaient mieux et leur démarche montrait moins d'asymétries ».

Voir aussi Futura-Sciences. Sinon, l'apomorphine pourrait remplacer ou compléter la lévodopa comme traitement du Parkinson et la section du nerf vague qui innerve l’intestin décroît le risque de maladie de Parkinson. Les gens ayant subi une vagotomie tronculaire auraient 40% moins de risque de développer une maladie de Parkinson. Un argument de plus pour la théorie de l’origine intestinale de la maladie.

La vagotomie comment ça marche?

 

- Une protéine cause de la sclérose en plaque ?

L'excès d'une protéine, Rab32, dans le cerveau des patients affecterait la communication et le fonctionnement des mitochondries (qui seraient trop près du calcium).

- Le déficit d'une protéine cause de l'Alzheimer ?

On avait dû abandonner très récemment la piste des plaques amyloïdes comme cause de l'Alzheimer car l'existence de ces plaques ne provoquaient pas toujours des pertes de mémoire et les traitement pour les éliminer n'avaient aucun effet. Que ces plaques n'aient aucun rôle était quand même très étonnant mais il se pourrait que ce soit seulement lorsqu'il y a un déficit d'une protéine, NPTX2, que ces plaques induiraient l'Alzheimer.

- Des tests génétiques des risques d'Alzheimer ou Parkinson

Ce test, appelé GHR (Personal Genome Service Genetic Health Risk), a été lancé par la société 23andMe et permet d'obtenir des données sur la présence de facteurs de risques génétiques de développement d'une dizaine de maladies. Parmi celle-ci: Alzheimer, Parkinson, ou maladie coeliaque.

- Un test visuel d'Alzheimer

Ceux qui n'ont pas l'Alzheimer verraient que le 4 est différent (j'ai eu du mal à le voir!!!).

- Les drogues psychédéliques augmentent l'activité cérébrale

Models of brain activity
Ce n'est pas vraiment surprenant mais l'analyse de l'activité cérébrale montre bien qu'elle est plus intense et complexe (une super-conscience) aussi bien avec la kétamine, le LSD, ou la psilocybine, drogues dont l'effet sur la dépression est de plus en plus reconnu.

Voir aussi Sciences et Avenir. On avait donc raison de dire que ces drogues (très différentes des opiacées ou amphétamines) ouvraient l'esprit. Il ne serait pas mal de revenir à l'époque psychédélique si créative.

- L'intolérance au gluten provoqué par des virus ordinaires ?

Microscope image of intestine tissue from someone with coeliac disease

Le réovirus en serait l'origine.

- Les huiles saturées favorisent les métastases

La sur-expression de la protéine CD36, en charge de la capture puis du transport des acides gras (AG) à l’intérieur des cellules tumorales entraîne l’apparition de métastases. Dans des tissus humains, le pouvoir métastasique de CD36 se vérifie aussi bien pour la glande mammaire, la bouche, le mélanome, l'ovaire, la vessie, le poumon. A contrario, l’inhibition de CD36 par injection d’anticorps réduit considérablement, voire élimine, le processus métastasique.

Par contre le lait maternel permettrait de détruire les cellules cancéreuses grâce à la protéine alpha-lactalbumine.

- Les nanoparticules de dioxyde de titane (E171) cancérogènes

L'exposition chronique de rats au dioxyde de titane (additif E171) par voie orale, est susceptible de favoriser la formation de lésions colorectales précancéreuses.

- Légalisé, le cannabis se substitue aux opiacées pour de nombreuses affections

Un pot contenant la marijuana médicale
Par rapport aux autres États, ceux qui ont légalisé l'usage médical de la marijuana ont coûté moins d'argent à la sécu pour cinq prescriptions : douleur, dépression, nausées, psychose et convulsions.

Le Mexique légalise à son tour le cannabis à usage médicinal. C'est le pays où la légalisation est le plus urgente, le trafic illégal l'ayant transformé en pays en guerre. Pour sa part l'Uruguay achève sa légalisation du cannabis par la vente en pharmacie.

- Des onguents au cannabis contre les problèmes de peau


Les propriétés anti-inflammatoires du cannabis pourraient soigner de nombreux problèmes de peau (eczéma, psoriasis, dermatites, etc.) et même les mélanomes.

On utilise aussi le cannabidiol contre l'épilepsie. Par ailleurs, l'ecstasy (MDMA) est en passe de devenir, aux USA, un traitement contre le stress post-traumatique (67% de guérison).


- Prendre un bain chaud serait aussi bénéfique que le sport

Les bains chauds, les saunas, augmentent la température corporelle, tout comme une séance d'exercice physique. Ce réchauffement de l'organisme est associé à une consommation d'énergie mais aussi à des bénéfices pour le contrôle de la glycémie et la santé cardiovasculaire.

Une explication est que le réchauffement du corps augmente les niveaux d'oxyde nitrique, une molécule qui dilate les vaisseaux sanguins et réduit la pression artérielle.

Le pic de glucose après un repas était moins élevé (de 10 %) avec le bain chaud : 6,3 mmol/L de glucose avec le bain contre 6,8 avec l'exercice.

Dans des études sur des animaux, des chercheurs ont mis en évidence le rôle joué par les protéines de choc thermique, ou HSP (heat shock protein). Leur niveau augmente après un exercice ou un réchauffement du corps. Or les protéines HSP seraient impliquées dans le contrôle de la glycémie. Des bains chauds répétés pourraient contribuer à réduire l'inflammation chronique qui est souvent présente dans des maladies comme le diabète de type 2.

- Des pansements connectés

Avec cette connectivité sans fil, le pansement peut suivre le progrès de la guérison et transmettre les données aux docteurs. Ceux-ci sauront alors si le moment est venu de le changer, de l’ôter pour de bon ou de changer de moyen de traitement.

pansement 5G

 

Technologie


biotechnologies, informatique, robotique

- Des bactéries fluorescentes pour détecter les mines

Système de détection de mines au moyen de bactéries OGM et d'un laserLe principe de leur méthode s’appuie sur le fait que tous ces engins explosifs fuient et laissent échapper des vapeurs chimiques qui s’accumulent dans le sol alentour. Forts de ce constat, les chercheurs ont modifié des bactéries afin qu’elles émettent un signal fluorescent au contact de ces émanations. Les bactéries ont été encapsulées dans des perles de polymère afin de pouvoir être plus facilement dispersées. Ensuite, à l’aide d’un laser, le terrain problématique est scanné pour repérer les signaux de fluorescence et donc l’emplacement des explosifs.



- Des métamatériaux reconfigurables

Cette découverte pourrait être utilisée aussi bien à grande échelle, pour l’architecture ou pour le domaine spatial, qu’à moyenne échelle, pour des panneaux solaires par exemple.

- La guerre entre intelligences artificielles

Le premier jeu, intitulé «Gathering», propose aux deux IA, l’une « bleue » et l’autre « rouge », de récolter des « pommes vertes ». Chaque « joueur » dispose d’un laser jaune qu’il peut utiliser pour neutraliser temporairement l’autre joueur afin de ramasser plus de pommes. Au début du jeu, quand les pommes sont abondantes, chaque joueur se sert, tout en évitant de tirer sur l’autre. Dans un second temps, dès que les ressources se font plus rares, les tirs de laser sont plus fréquents.

Les chercheurs de Google Deepmind ont même testé des variantes du jeu où les deux IA n’avaient pas la même puissance de calcul (donc pas la même « intelligence »). Dans ce cas, l’IA la plus puissante tirait systématiquement sur son adversaire, sans tenir compte du nombre de pommes disponibles. L’intelligence artificielle la plus puissante considérait ainsi que l’agressivité était pour elle la meilleure stratégie.

Les chercheurs de Google Deepmind avancent de leur côté que l’IA la plus puissante serait en réalité « stimulée informatiquement » par l’utilisation du laser. L’emploi de ce dernier demande en effet plus de calculs informatiques qu’un simple déplacement vers une pomme (il faut pointer son arme vers son adversaire tout en suivant ses mouvements). Nous serions donc confrontés à une IA privilégiant la « beauté du geste » (l’exploitation au maximum de ses capacités de calcul) à des déplacements plus simples.

- Facebook veut connecter les cerveaux pour communiquer par la pensée

Regina Dugan, responsable du laboratoire Facebook Building 8, présentait le projet de capteurs du réseau social lors de sa conférence annuelle, qui se déroulait le 18 et 19 avril 2017 à San José (Californie).

Et si vous pouviez taper directement depuis votre cerveau ? Cela semble impossible, mais c'est plus proche que ce que vous pouvez imaginer.

Objectif visé : pouvoir retranscrire 100 mots par minute. Une vitesse cinq fois plus rapide que le temps actuellement nécessaire pour écrire sur un smartphone.

Il s'agit de décoder les mots que vous avez déjà décidé de partager en les envoyant au centre de discours de votre cerveau.

Technology Review précise qu'il s'agirait d'un casque utilisant un système proche de la spectroscopie fonctionnelle dans le proche infra-rouge et destiné, entre autres, à la réalité virtuelle mais il faudra au moins deux ans pour en montrer la faisabilité.

- La caméra de réalité virtuelle de Facebook

- Des chocs électriques pour une réalité virtuelle plus réaliste

En utilisant un dispositif d'électrostimulation, des chercheurs allemands ont réussi à créer des retours d'effets qui permettent de simuler la résistance et le poids des objets dans un environnement de réalité virtuelle. Astucieux, mais difficile à imaginer dans un produit grand public.

Pour créer la sensation de poids, la stimulation se fait au niveau des triceps. Pour créer celle de dureté de l'objet, les signaux électriques sont appliqués sur les muscles des épaules.

- La réalité augmentée avec l'appareil photo des smartphones

C’est à partir des smartphones que Facebook veut bâtir son offre de réalité augmentée. © Facebook

Facebook dévoile ses ambitions en matière de réalité augmentée. Le réseau social a profité de sa conférence annuelle pour présenter une série d'outils dont les développeurs vont pouvoir se servir pour ajouter des fonctions de réalité augmentée à leurs applications mobiles.

Snapchat a lui-même annoncé le même jour une série de nouveaux filtres permettant d'ajouter des effets en 3D aux photos envoyées avec son application. Le service est considéré par beaucoup d'analystes comme l'une des principales menaces pour Facebook.

- Sony dévoile un nouveau E-Paper Tablette e-ink

sony e-paper

- Impression 3D d'organes avec des structures en sucre

Résultat de recherche d'images pour "Bégin-Drolet 3D sucre"

Cette méthode repose sur une imprimante 3D commerciale qui a été modifiée en profondeur par les chercheurs. "L'impression est faite à l'aide d'un mélange de sucrose, de glucose et d'eau chauffé à 176 degrés Celsius, explique le professeur Bégin-Drolet. Ce sirop est ensuite placé dans une seringue préchauffée dont le piston est contrôlé par un moteur. Une fois émise, la solution se solidifie rapidement et devient ce qu'on appelle du verre de sucre ou du sucre vitrifié".

Grâce à un modèle mathématique qu'ils ont développé, les chercheurs peuvent moduler le débit de la solution sucrée et le déplacement de la tête d'impression afin de produire des filaments de sucre vitrifié ayant la forme et la taille souhaitées. "L'étape suivante consiste à verser le mélange contenant les cellules vivantes sur la structure 3D de sucre vitrifié. Une fois le tout solidifié, on élimine les filaments de sucre par dissolution dans l'eau".

- L'impression 3D en verre

Une nouvelle technique permet d'imprimer des objets, même très petits, en verre avec une imprimante standard. Une avancée prometteuse.

- Nouvelle technique rapide d'impression 3D avec un gel

Le produit est formé de deux composants qui se solidifient quand ils entrent en contact. Le premier prend la forme d'un gel, placé dans un bac. L'objet est réalisé par un mouvement d'une seringue injectant le second composant.

Le mouvement en trois dimensions de la pointe de la seringue dans tout le volume du gel dessine dans l'espace l'objet à construire. Toutes les formes ne conviennent donc pas. Un plan, par exemple, sera mieux réalisé avec la technique classique de la fabrication additive, couche par couche. Selon l'équipe, la méthode est très rapide et permet de réaliser des objets de grandes tailles.

L'impression est très rapide mais semble très grossière.

- Des chaussures imprimées en 3D pour s'adapter à votre pied

Adidas va vendre des chaussures FutureCraft 4D avec des semelles produites par impression 3D. Il faut actuellement 90 minutes pour imprimer une semelle.

- Un vélo sans pneus

velo sans pneu

L’entreprise japonais travaille sur le concept un peu futuriste depuis 2011, et est aujourd’hui en mesure de présenter ce système fiable. La structure particulière des rayons leur permet d’absorber les chocs tout autant que de se maintenir correctement sur route. Le système permet aussi de consommer moins d’énergie.

- Un tunnel pour bateaux en Norvège

Le projet devrait être prêt en 2023.

Foré dans un relief séparant deux fjords de l'ouest du pays, le boyau de 1,7 km de long et 36 mètres de large doit permettre d'éviter une navigation particulièrement délicate dans une zone souvent balayée par les tempêtes.

- Un pédalo volant

La jeune entreprise Kitty Hawk, soutenue financièrement par Larry Page, cofondateur et PDG de Google, vient de lever le voile sur un prototype d'avion électrique ultraléger pour voler au-dessus de l'eau. L'engin ne nécessite pas de permis de pilotage (aux États-Unis) et se maîtrise en quelques minutes. Un gadget pour amateurs fortunés.

L'engin se chevauche à la manière d'un deux-roues avec une position de pilotage penchée vers l'avant. Monté sur deux larges flotteurs rappelant ceux d'un hydravion, il s'élève dans les airs grâce à huit rotors électriques répartis sur un châssis tubulaire en étoile recouvert d'un filet de protection. Le Kitty Hawk Flyer ressemble en fait à un drone géant qui se pilote avec un guidon et des boutons.

- Lilium Jet, le premier avion électrique à décollage vertical

La société allemande Lilium Aviation vient d'accomplir le vol inaugural de son prototype d'avion électrique à décollage et atterrissage verticaux. Cet appareil biplace pourra voler jusqu'à 300 km/h avec une autonomie de 300 km, le tout de façon plus silencieuse et moins polluante que des avions classiques.

La vidéo diffusée montre un décollage à la manière d'un hélicoptère avant une transition pour voler comme un avion.

La Darpa aussi développe des avions électriques à décollage vertical.

- Le taxi volant autonome d'Uber

Uber a choisi le modèle dont il se servira pour ses taxis volants autonomes.

 

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2 réflexions au sujet de « Revue des sciences mai 2017 »

  1. Pour la Banque mondiale "deux tiers des emplois pourraient être détruits à cause de l'automatisation dans les pays en développement".

    En Ethiopie, 85% des emplois pourraient être détruits contre 77% en Chine ou 72% en Thaïlande d'après des propos rapportés par Business Insider. Selon le responsable de l'institution internationale, ce sont surtout les pays les plus pauvres, les plus industriels ou ceux qui ont bénéficié de délocalisations des sites de production qui seraient les plus touchés.

    C'est le retour de bâton des délocalisations...

    • Et c'est aussi une raison de plus d'insister sur le local , sinon what else? C'est bizarre que les seules politiques réalistes ne soient même pas évoquées....

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